01 D'Wuesstumsgeschicht vun der MCU
MCU, Mikrokontroller, et huet e bekannten Numm: Single-Chip Mikrocomputer.
Et ass wierklech séiss Plaz ass eng Rei vun Basis Computer System zu engem Chip ze plënneren, dorënner déi intern Versioun vun CPU RAM ROM IO Konter Serien port, obwuel d'Leeschtung ass sécher net esou breet wéi e Computer, mä et ass niddereg Muecht programméierbar an flexibel, also am Konsument elektronesch, medezinesch Industrie Kommunikatioun Autoen hunn eng ganz breet Palette vun Uwendungen.
Et gouf am 1971 gebuer, Intel entworf den éischte Mikroprozessor d'Welt - d'Nummer 4004 4-Bit Chip, dësen Chip integréiert méi wéi 2.000 Transistoren, an Intel huet och 4001, 4002, 4003 Chips, RAM, ROM a Registere entworf.
Wéi dës véier Produkter op de Maart gaang sinn, huet Intel an der Annonce geschriwwen "Annoncéiert eng nei Ära vun integréierte Circuiten: Mikrocomputer kondenséiert op engem eenzegen Chip."Deemools waren Minicomputeren a Mainframes haaptsächlech 8-Bit a 16-Bit Prozessoren, sou datt Intel geschwënn den 8-Bit Mikroprozessor 8008 am Joer 1972 lancéiert huet fir séier de Maart ze gewannen, d'Ära vun Single-Chip Mikrocomputer opzemaachen.
Am 1976 huet Intel den éischten programméierbare Mikrocomputer Controller 8748 op der Welt lancéiert, deen 8-Bit CPU, 8-Bit parallel I/O, 8-Bit Konter, RAM, ROM, etc. Instrumentatioun, vertruede vun 8748, d'Erfuerschung vun Single-Chip Mikrocomputeren am industrielle Beräich opzemaachen.
An den 1980er hunn 8-Bit Single-Chip Mikrocomputer ugefaang méi reift ze ginn, RAM a ROM Kapazitéit erhéicht, allgemeng mat Serien Interfaces, Multi-Level Interrupt Processing Systems, Multiple 16-Bit counters, etc.. 1983 huet Intel den MCS lancéiert. -96 Serie vu 16-Bit High-Performance Mikrokontroller, mat 120.000 integréiert Transistoren.
Zënter den 1990er Joren ass den Single-Chip Mikrocomputer an d'Bühn vun honnert Schoule vu Gedanken agaangen, a Leeschtung, Geschwindegkeet, Zouverlässegkeet, Integratioun a voller Bléi, no der Unzuel vun Bits vum Bus oder Dateregister, vun den initialen 4 Bits lues entwéckelt, mat 8-bëssen, 16-bëssen, 32-bëssen an 64-bëssen Single-Chip microcomputers.
Am Moment ass d'Instruktiounsset vu MCUs haaptsächlech an CISC a RISC opgedeelt, an d'Kärarchitektur ass haaptsächlech ARM Cortex, Intel 8051 a RISC-V.
Geméiss dem 2020 China General Microcontroller (MCU) Market Brief, stellen 32-Bit MCU Produkter bis zu 55% vum Maart aus, gefollegt vun 8-Bit Produkter, déi 43% ausmaachen, 4-Bit Produkter ausmaachen 2%, 16 -Bit Produkter déi 1% ausmaachen, kann et gesi ginn datt d'Mainstream Produkter um Maart 32-Bit an 8-Bit MCUs sinn, an de Maartraum vun 16-Bit MCU Produkter ass schwéier gepresst.
CISC Instruktiouns-Set-Produkter hunn 24% vum Maart ausgemaach, RISC-Instruktiouns-Set-Produkter hunn 76% vun de Maart Mainstream Produkter ausgemaach;Intel 8051 Kärprodukter hunn 22% vum Maart ausgemaach, gefollegt vun ARM Cortex-M0 Produkter, déi 20% ausmaachen, ARM Cortex-M3 Produkter ausmaachen 14%, ARM Cortex-M4 Produkter ausmaachen fir 12%, ARM Cortex-M0+ Produkter. 5% ausgemaach, ARM Cortex-M23 Produkter 1%, RISC-V Kärprodukter 1%, an anerer 24%.ARM Cortex-M0+ Produkter hunn 5% ausgemaach, ARM Cortex-M23 Produkter 1%, RISC-V Kärprodukter aus 1%, an anerer 24%.Am Allgemengen, ARM Cortex Serie Cores representéieren 52% vum Maart Mainstream.
De MCU Maart ass an de leschten 20 Joer mat bedeitende Präiserhéijungen konfrontéiert, awer säin Duerchschnëttsverkaafspräis (ASP) Réckgang ass an de leschte fënnef Joer verlangsamt ginn.Nodeem de Réckgang an der Autosindustrie, der globaler wirtschaftlecher Schwächt an der Epidemie Kris erlieft huet, huet de MCU Maart ugefaang am Joer 2020 ze erholen. 12%, e Rekordhéich vun 30,9 Milliarden, während ASPs och 10% eropgaange sinn, déi héchst Erhéijung vun 25 Joer.
IC Insights erwaart datt d'MCU Sendunge 35.8 Milliarden Unitéiten iwwer déi nächst fënnef Joer erreechen, mat Gesamtverkaaf vun $27.2 Milliarde.Vun dësen ginn 32-Bit MCU Verkaf erwaart $ 20 Milliarde mat engem zesummegesate jährleche Wuesstumsquote vun 9.4% z'erreechen, 16-Bit MCUs ginn erwaart $ 4.7 Milliarde z'erreechen, a 4-Bit MCUs ginn net erwaart Wuesstum ze weisen.
02 Auto MCU verréckten Iwwerraschung
Automobilelektronik ass dee gréissten Uwendungsszenario vu MCUs.IC Insights erwaart weltwäit MCU Verkaf fir 10% op e Rekord $ 21.5 Milliarde am Joer 2022 ze wuessen, mat Automotive MCUs wuessen méi wéi déi meescht aner Endmäert.
Méi wéi 40% vum MCU Verkaf kommen aus Automobilelektronik, an Automobil MCU Verkaf gëtt erwaart bei engem CAGR vun 7.7% an den nächste fënnef Joer ze wuessen, méi wéi allgemeng Zweck MCUs (7.3%).
Am Moment sinn Automobil-MCUs haaptsächlech 8-Bit, 16-Bit an 32-Bit, a verschidde Bits vun MCUs spillen verschidden Aarbechten.
Speziell:
Den 8-Bit MCU gëtt haaptsächlech fir relativ Basis Kontrollfunktiounen benotzt, wéi d'Kontroll vu Sëtzer, Klimaanlagen, Fans, Fënsteren an Dierkontrollmoduler.
Den 16-Bit MCU gëtt haaptsächlech fir den ënneschte Kierper benotzt, sou wéi Motor, elektronesch Brems, Suspensiounssystem an aner Kraaft- an Iwwerdroungssystemer.
Den 32-Bit MCU passt op d'Automotive Intelligenz a gëtt haaptsächlech fir High-End intelligent a sécher Applikatiounsszenarie wéi Cockpit Entertainment, ADAS a Kierperkontrolle benotzt.
Op dëser Etapp wuessen 8-Bit MCUs an der Leeschtung an der Erënnerungskapazitéit, a mat hiren eegene Käschteneffizienz kënne se e puer 16-Bit MCUs an Uwendungen ersetzen a sinn och zréckkompatibel mat 4-Bit MCUs.Den 32-Bit MCU wäert eng ëmmer méi wichteg Meeschterkontrollroll an der ganzer Automotive E / E Architektur spillen, déi véier verspreet Low-End a Mid-Range ECU Eenheeten verwalten kann, an d'Zuel vun de Gebrauch wäert weider eropgoen.
Déi uewe genannte Situatioun mécht den 16-Bit MCU an enger relativ schweier Positioun, net héich awer niddereg, awer an e puer Applikatiounsszenarien ass et nach ëmmer nëtzlech, sou wéi e puer Schlësselapplikatioune vu Powertrain Systemer.
Automotive Intelligenz huet d'Nofro fir 32-Bit MCUs wesentlech gestäerkt, mat méi wéi dräi Véierel vum Automotive MCU-Verkaf kommen aus 32-Bit MCUs am Joer 2021, erwaart ongeféier $ 5.83 Milliarde z'erreechen;16-Bit MCUs generéieren ongeféier $ 1,34 Milliarde u Recetten;an 8-Bit MCUs generéieren ongeféier $ 441 Milliounen u Recetten, laut dem McClean Bericht.
Um Applikatiounsniveau ass Infotainment den Uwendungsszenario mat der héchster Joer-iwwer-Joer Erhéijung vum Automotive MCU Verkaf, mat 59% Wuesstum am Joer 2021 am Verglach zum 2020, an 20% Akommeswuesstem fir déi verbleiwen Szenarie.
Elo all elektronesch Kontroll vum Auto fir ECU (elektronesch Kontroll Eenheet) ze benotzen, an MCU ass de Kär Kontrollchip ECU, all ECU huet op d'mannst eng MCU, sou datt déi aktuell Etapp vun der Transformatioun an der Upgrade vun der intelligenter Elektrifizéierung d'Nofro fir MCU Eenzel Gefier Notzung ze erhéijen.
Laut den Donnéeën vum Fuerschungsdepartement vum Automotive Marketing Expert Comité vum China Marketing Institute, ass d'Duerchschnëttszuel vun ECUs vun normalen traditionelle Brennstoffautoen 70;d'Zuel vun ECUs gedroe vun Luxus traditionell Brennstoff Autoen kann erreechen 150 wéinst méi héich Leeschtung Ufuerderunge fir Sëtzer, zentrale Kontroll an Ënnerhalung, Kierper Stabilitéit a Sécherheet;an d'Duerchschnëttszuel vun ECUs, déi vu Smart Autoen gedroe ginn, kënnen 300 erreechen wéinst den neie Software an Hardware Ufuerderunge fir autonom Fuere an assistéiert Fuere, wat entsprécht dem Betrag vun MCU benotzt vun eenzel Autoen wäert och méi wéi 300 erreechen.
Déi staark Nofro fir MCUs vun Autohersteller ass besonnesch evident am Joer 2021, wann et e Mangel u Käre gëtt wéinst der Epidemie.Dat Joer hu vill Autosfirmen e puer Produktiounslinne kuerz ausgeschloss wéinst Mangel u Kären, awer de Verkaf vun Automobil-MCUs ass 23% op $ 7.6 Milliarde eropgaang, e Rekordhéich.
Déi meescht vun den Autoschips gi mat 8-Zoll Wafer produzéiert, e puer Hiersteller wéi TI bis 12-Zoll Linnentransfer, IDM wäert och Deel vun der Kapazitéit Outsourcing Schmelz sinn, déi vum MCU dominéiert gëtt, ongeféier 70% vun der Kapazitéit vun TSMC .Wéi och ëmmer, d'Automobilgeschäft selwer stellt e klengen Undeel vun TSMC aus, an TSMC konzentréiert sech op dat fortgeschratt Prozesstechnologiefeld vun der Konsumentelektronik, sou datt den Automotive MCU Maart besonnesch knapp ass.
De Mangel un Autoschips gefouert vun der ganzer Hallefleitindustrie huet och eng Expansiounswelle agefouert, déi grouss Schmelzen an IDM Planzen fir d'Produktioun aktiv auszebauen, awer de Fokus ass anescht.
TSMC Kumamoto Planz gëtt erwaart bis Enn 2024 a Betrib geholl ze ginn, nieft dem 22/28nm Prozess, wäert et weider 12 an 16nm Prozesser ubidden, an d'Nanjing Planz wäert d'Produktioun op 28nm ausbauen, mat enger monatlecht Produktiounskapazitéit vun 40.000 Stécker;
SMIC plangt d'Produktioun vun op d'mannst 45.000 8-Zoll Wafers an op d'mannst 10.000 12-Zoll Wafers am Joer 2021 auszebauen, an eng 12-Zoll Produktiounslinn mat enger monatlecht Kapazitéit vun 120.000 Wafer zu Lingang ze bauen, fokusséiert op den 28nm an iwwer Noden.
Huahong erwaart d'Erweiderung vun der 12-Zoll Produktiounskapazitéit op 94.500 Stéck am 2022 ze beschleunegen;
De Renesas huet seng Participatioun an der TSMC Kumamoto Planz ugekënnegt mat der Absicht den Outsourcing auszebauen, a zielt d'Automobil MCU Versuergung ëm 50% bis 2023 ze erhéijen, mat High-End MCU Kapazitéit erwaart ëm 50% eropzesetzen an Low-End MCU Kapazitéit ëm ongeféier 70% am Verglach zum Enn 2021.
STMicroelectronics investéiert 1,4 Milliarden Dollar am Joer 2022 fir Expansioun, a plangt d'Kapazitéit vun hiren europäesche Planzen bis 2025 ze verduebelen, haaptsächlech fir 12-Zoll Kapazitéit ze erhéijen, a fir 8-Zoll Kapazitéit wäert STMicroelectronics selektiv Upgrade fir Produkter déi net 12-Zoll erfuerderen. Zoll Technologie.
Texas Instruments wäert véier nei Planzen dobäi ginn, déi éischt Planz soll an Operatioun gesat ginn an 2025, an déi drëtt an véiert Planzen ginn tëscht 2026 an 2030 gebaut;
ON Semiconductor huet seng Kapitalinvestitioun op 12% erhéicht, haaptsächlech fir 12-Zoll Wafer Kapazitéit Expansioun.
IC Abléck huet interessant Donnéeën datt den ASP vun allen 32-Bit MCUs bei engem CAGR vun -4.4% Joer-op-Joer tëscht 2015 an 2020 erofgeet, awer ongeféier 13% op ongeféier $ 0.72 am Joer 2021 eropgeet. , ass d'Präisschwankung vum Automotive MCU méi offensichtlech: den NXP 32-Bit MCU FS32K144HAT0MLH mat engem Standpräis vun $ 22 ass eropgaang bis $ 550, eng Rei vu méi wéi 20 Mol, wat ee vun de knappsten Autoschips zu där Zäit war.
Infineon 32-bëssen automobile MCU SAK-TC277TP-64F200N DC ass op 4.500 Yuan geklommen, eng Erhéijung vu bal 100 Mol, déi selwecht Serie vu SAK-TC275T-64F200N DC ass och op méi wéi 2.000 Yuan geklommen.
Op der anerer Säit huet déi ursprénglech waarm Konsumentelektronik ugefaang ze killen, déi schwaach Nofro, souwéi d'Beschleunigung vun der Haussubstitutioun, wat allgemeng Zwecker, Konsument MCU Präisser erofgeet, e puer ST Chip Modeller wéi F0 / F1 / F3 Serie Präisser koumen no bei den normale Präis, a souguer de Maart Rumeuren datt de Präis vun e puer MCUs duerch den Agencepräis gefall ass.
Wéi och ëmmer, Automobil MCUs wéi Renesas, NXP, Infineon, a ST sinn nach ëmmer an engem Zoustand vu relativen Mangel.Zum Beispill, de Präis vun ST héich performant 32-bëssen MCU STM32H743VIT6 geklommen ze 600 Yuan um Enn vum leschte Joer, iwwerdeems säi Präis war nëmmen 48 Yuan virun zwee Joer.D'Erhéijung ass méi wéi 10 Mol;Infineon Automotive MCU SAK-TC237LP-32F200N AC Maartpräis am Oktober d'lescht Joer op ongeféier $ 1200, Dezember Offer bis zu $ 3800, a souguer op Drëtt Partei Websäite bidden méi wéi $ 5000.
03 De Maart ass grouss, an d'Hausproduktioun ass kleng
D'MCU kompetitiv Landschaft ass sou dominéiert vun iwwerséiesche Risen wéi dat ganzt Hallefleitkompetitiv Ëmfeld.Am Joer 2021 waren déi fënnef Top MCU Ubidder NXP, Microchip, Renesas, ST, an Infineon.Dës fënnef MCU Ubidder hunn 82.1% vum Gesamtweltverkaaf ausgemaach, am Verglach zu 72.2% am Joer 2016, mat der Gréisst vun den Iwwerschrëftfirmen déi an den Tëschenzäiten wuessen.
Am Verglach mat Konsumenten an industriellen MCU, Automotive MCU Zertifizéierungsschwell ass héich an d'Zertifizéierungsperiod ass laang, den Zertifizéierungssystem enthält ISO26262 Standard Zertifizéierung, AEC-Q001~004 an IATF16949 Standard Zertifizéierung, AEC-Q100 / Q104 Standard Zertifizéierung, vun deenen ISO26262 automobile funktionell Sécherheet ass opgedeelt op véier Niveauen vun ASIL-A bis D. Zum Beispill, de Chassis an aner Szenarie hunn déi héchste Sécherheet Ufuerderunge a verlaangen ASIL-D Niveau Zertifizéierung, puer Chip Hiersteller kënnen d'Konditiounen treffen.
Geméiss d'Daten vun der Strategieanalyse ass de weltwäiten an den Hausauto MCU Maart haaptsächlech vun NXP, Renesas, Infineon, Texas Instruments, Microchip besat, mat engem Maartundeel vun 85%.Och wann 32-Bit MCUs nach ëmmer vun auslännesche Risen monopoliséiert sinn, sinn e puer Hausfirmen ofgeholl.
04 Conclusioun
Déi séier Entwécklung vun intelligenten elektresche Gefierer, sou datt eng Rei vu Konsument Chip Hiersteller ugeschloss hunn, wéi Nvidia, Qualcomm, Intel sinn am intelligenten Cockpit, autonom Fuere Chip Duerchbréch, kompriméiert d'Iwwerliewensraum vun den alen Autoschip Hiersteller.D'Entwécklung vun Automotive MCUs ass fortgaang vum Fokus op Selbstentwécklung a Performanceverbesserung op all-Ronn Konkurrenz fir Käschtenreduktioun wärend technologesch Virdeeler behalen.
Mat der Automotive E / E Architektur vu verdeelt bis Domain Kontroll, a schliisslech Richtung zentral Integratioun, gëtt et ëmmer méi multifunktionell an einfache Low-End Chip gëtt ersat, High-Performance, héich Rechenkraaft an aner High-End Chips wäerten de Fokus vun der zukünfteger Autoschipkonkurrenz ginn, well d'Haaptkontrollroll vum MCU duerch déi zukünfteg ECU Zuelreduktioun relativ kleng ass, sou wéi den Tesla Chassis Kontroll ECU, eng eenzeg enthält 3-4 MCU, awer e puer einfach Funktioun vun der Basis MCU wäert integréiert ginn.Insgesamt ass de Maart fir Automotive MCUs an de Raum fir Haussubstitutioun an de kommende Joeren ouni Zweifel enorm.
Post Zäit: Feb-01-2023