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2020物聯網趨勢預測 | MCU、5G基站、65WPD等市場前景可期

2020-01-02 14:38:31 EETOP

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嵌入式技術因其具有可控制、可編程、成本低等特點，在物聯網中擁有廣闊的發展前景。當前的嵌入式技術也與時俱進的融進了邊緣計算、人工智能等新興技術。12月19-21日，在深圳剛結束的2019深圳國際電子展(ELEXCON)上，其中的IEE深圳國際嵌入式系統展，就全面展示嵌入式系統/MCU/存儲在5G、人工智能與IoT、汽車智能技術、新能源等領域的新技術和新產品。EETOP記者特別前往深圳參加這一年一屆的年度盛會。并分別深度采訪了意法半導體、武漢新芯集成電路制造有限公司、芯旺微電子技術有限公司、南京沁恒微電子股份有限公司四家企業代表。

ST用新品拓深拓展MCU市場，未來將在三大方向重點發力

ST每年都會發布很多新品，以充分保證在市場上的競爭力。2019年也不例外。在此次展會上，ST就展出了非常多的新品，比如：

STM32MP1，這是ST第1顆基于Cortex A系列的產品。
STM32G0，這個是ST新一代入門級的32位的產品。
STM32G4系列，這個系列是ST首次內帶數字運算加速，數模混合MCU。
STM32WB是ST第一款基于低功耗藍牙5.0的SOC。
STM32L5系列，這個系列是ST第一款內置 Cortex M33內核的系列， Cortex M33就是內置了一個安全性能的TrustZone。
STM32H7的雙核系列，它具備超高性能，里面兩個內核，一個是Cortex M7，一個是Cortex M4。Cortex M7主要是運行在480M下，可以做高分辨率的HMI界面；M4是跑在240M，主要負責控制。

ST的MCU產品非常豐富，共有兩大產品線，即STM8和STM32，其中STM8是使用的是自有內核。對于Arm所有的Cortex內核，ST都有對應產品。得益于豐富的新品開發，ST的MCU也有非常多的創新應用.

任遠，意法半導體亞太區大中華與南亞區微控制器市場部經理

對于未來新品的開發方向，意法半導體亞太區大中華與南亞區微控制器市場部經理任遠表示：”未來ST在MCU領域，將重點關注三大方向。一是更高的性能，現在MCU最高主頻可以跑到480MHz，MPU主頻目前最高650MHz，后續性能還會進一步提升。第二個方向是無線，物聯網應用對無線的要求會越來越多。第三個方向是安全性。安全一直是物聯網應用中一令人頭疼的問題，隨著通訊功能越來越多安全性問題變得越來越重要，包括現在比較典型的一些物聯網應用，如智能鎖、以及智能計量儀表，都需要有特定的或特質化的安全方案。STM32L5系列是ST第一顆基于Arm Cortex M33，內置Trustzone的芯片。，未來，ST不僅會用到Arm內核的安全性，在自己的芯片設計中，也會加入很多安全元素，如讀寫保護、PCROP，還包括ST自有的安全固件安裝、安全固件升級等。”

武漢新芯看好5G基站，致力于推出更大容量的NOR Flash

在ELEXCON2019上，武漢新芯集成電路制造有限公司（以下簡稱“武漢新芯”）宣布推出業界先進的50nm Floating Gate工藝SPI NOR Flash寬電壓產品系列XM25QWxxC。該系列支持低功耗寬電壓工作，為物聯網、可穿戴設備和其它功耗敏感應用提供靈活的設計方案。據了解，XM25QWxxC系列產品的讀速在1.65V至3.6V電壓范圍內可達108MHz（在所有單/雙/四通道和QPI模式下均支持），提供比其他供應商更快更強的性能，在電源電壓下降后，時鐘速度沒有任何減慢。其傳輸速率可以勝過8位和16位并行閃存。在連續讀取模式下能實現高效的存儲器訪問，僅需8個時鐘的指令周期即可讀取24位地址，從而實現真正的XIP（execute in place）操作。

”其實NOR Flash相對來說是一個比較成熟的產品，我們也致力于往前突破的研發，后續會有大容量的NOR Flash，像現在的512的NOR Flash只有美商和臺商他們能做。但我們的想法是說現在正在研發512Mbit的這種Flash通到我們5G的基站。因為5G基站后面是一個非常大的增長點，那這塊對我們來說是后續一個比較重要的方向。“武漢新芯自主品牌市場銷售負責人馬珮玲在接受采訪時表示，5G是國家的重點戰略，目前中國也是發展的最快的。5G基站的量是一個爆發性的增長，未來5-8年時間里都會持續增長。武漢新芯后續的整個產業也都會往5G基站的方向拓展，研發出國產的高端NOR Flash，致力于讓中國在高端芯片技術上不再受制于人。

不過，馬珮玲表示，對于5G基站，512Mbit其實是不夠的。目前，武漢新芯上海和武漢兩個團隊都在加班加點，致力于開發更大容量的NOR Flash。利用5-10年的時間，有望能追趕上全球的先進水平，但超越不敢說，誰也不會停留在原地兒等候。

國產MCU芯希望：芯旺微KungFu8量產5億片，2019面向工業和汽車市場再推新品

MCU市場并不存在一個一統的“生態”，因此也很難出現壟斷性的企業。目前，絕大部分MCU制造商都是基于Arm Cortex-M架構來開發自己的MCU產品，還有少部分非常看好RISC-V，已經推出相應的基于RISC-V架構的產品，并且加入這個陣營的廠家也越來越多。與此同時，這些廠商，同時也都有屬于自己的指令集架構產品，雖然自有架構也并沒有實現真正的“大眾化”，不過在某些細分領域仍然可以爭得到一席之地。也是基于這個產業的特殊性，始終堅持自研的芯旺微電子技術有限公司（下文簡稱“芯旺微”）在經過十幾年的發展之后，2019年迎來了集中爆發的飛越增長。

在本次展會商，芯旺微重點展出兩大系列的產品：第一個系列是 KF8A 系列 17 款高可靠、高安全性的車規級 MCU，該系列產片打破了車規級 MCU 一直被國外巨頭壟斷的局面，已經成功向客戶大批量交付，這也是芯旺微在汽車市場多年耕耘所積累的成果。第二個系列是公司歷經六年研發的全自主架構 32 位 MCU KF32 系列，KungFu32 處理器，吸納了芯旺微多年的低功耗、高可靠性設計經驗，在此基礎上規劃和設計了系列特色鮮明的產品，不存在芯片IP授權問題，也沒有被禁止使用的風險。

據介紹，KF32 系列動態功耗僅有 60uA/MHz，在 Shutdowm 模式下功耗僅有 0.2uA，與國際廠商的領先水平不相上下；在性能方面，高達 120M/150DMIPS；在可靠性方面，在先進工藝制程下，ESD 可以達到 8KV(HBM)，EFT 可以達到 4.2KV，這在 32 位 MCU 產品中屬于最高等級。此外，多 I/O 也是新產品的一大亮點，100PIN@97 個 I/O,48PIN@45 個 I/O，平均 I/O 占用率高達 95%，是同類產品中最高比例。集成度方面擁有高集成度的外設資源，除了常規的功能外設之外，還提供了一些特殊外設，例如 LPUART、 LPCAN、LPTI MER、LPTouch、CFGL（可編程邏輯門單元）等。KF32 系列在保證和提升高可靠性能的同時，進一步實現了在低功耗、高可靠、高性能三方面的極致均衡，補齊了這三者都兼容的短板，樹立了低功耗、高性能和高可靠 32 位 MCU 新標桿。

丁丁，芯旺微電子技術有限公司 VP

KungFu32 架構是采用芯旺微自己獨特的一套學習方法，兼具高性能、低功耗的架構。據了解，芯旺微KungFu32位的單片機，從立項到2019年量產前后歷時了6年，中間花了很多的時間去解決問題。核心的高可靠性、低功耗的器件，不是一蹴而就的，中間有非常多的問題需要投入大量的人力、從底層仔細的去解決。針對業界普遍看好的RISC-V架構，芯旺微電子技術有限公司 VP 丁丁表示：“RISC-V的定位其實和我們一樣，大家都是在各自的細分領域尋找一些創新點，繼續往前發展。芯旺微10年前推出的KungFu8的內核架構，目前已經成功批量量產5億片了，我們也是通過這一系列的產品量產成功的生存下來了，而且還有一定的積累和發展。我們會始終堅持自研，希望各自精彩。

當前，汽車工業正在發生根本性的變化，自動化、電氣化和移動通訊技術將汽車變成了帶輪子的超級計算機，其中蘊含了巨大的半導體機會。隨著 5G 商用大潮的推動，ADAS 和工業互聯網行業將迎來高速成長，從最底層傳感設備、執行部件、數據處理和傳輸模塊，再到整體設備的智能化和網聯化，都對高性能、低功耗處理器提出了更多的需求。對于芯旺微2020年的戰略規劃和市場方向，丁丁表示：“工業領域需求的芯片技術門檻雖然很高，但芯旺微付出了足夠的耐心和定力，堅持在這個領域用高可靠性產品吸引客戶，解決客戶急需解決的問題，獲得了廣大客戶的認可，我們堅信干困難和有價值的事，必有所得！目前芯旺微已面向這些領域布局了一些列超低功耗 MCU 和專用 SOC 芯片，且憑借多年來專注于超低功耗、高可靠混合信號 MCU 的技術研究基礎，還可以為客戶快速迭代出個性化產品。”

2020年65WPD快充會占主流市場

2020年PD快充會占主流市場，自PD充電協議普及以來，大量PD充電器迅速占領市場，很快呈現出一統快充市場之勢。目前，不僅手機、移動電源紛紛支持PD協議，switch游戲機、筆記本等設備也快速加入到PD快充陣營中。南京沁恒微電子股份有限公司（以下簡稱沁恒微電子）硬件技術總監楊勇表示，2020年PD快充會占主流市場。

楊勇，南京沁恒微電子股份有限公司硬件技術總監

沁恒微電子是一家專注于連接和控制的芯片設計公司，本次展會上，沁恒微電子主要展出了三大系列的產品：BLE無線MCU CH57x；USB PD等多快充協議芯片；CH32F103系列芯片，基于32位Cortex-M3內核設計的通用微控制器。楊勇詳細介紹了這幾款介紹的特點。

BLE無線MCU CH579：片上集成低功耗藍牙BLE通訊模塊、以太網控制器及收發器、全速USB主機和設備控制器及收發器、段式LCD驅動模塊、ADC、觸摸按鍵檢測模塊、RTC等豐富的外設資源。
USB PD等多快充協議芯片CH234，單芯片集成PD3.0/2.0，BC1.2等快充協議，支持隔離AC/DC多檔恒壓或限流高壓電源管理，支持光耦直驅進行電壓調節，節省431等外圍器件，外圍精簡。無線充電專用芯片CH246，支持5W/7.5W/10W無線充電輸出，輸入支持PD3.0/2.0、BC1.2等多種協議；內置MOS全橋驅動器、無線收發電路，無需運放等外圍器件，外圍精簡；支持動態FOD異物檢測。
CH32F103芯片特點：片上集成2路USB接口，其中1個支持USB主從一體（低全速），多通道TouchKey檢測功能及1個12位DAC轉換模塊，同時還內嵌了多通道12位ADC轉換模塊、多組定時器、CAN通訊控制器等豐富外設資源。