MCU價格，再也回不到從前？

本文來自微信公眾號：電子工程世界 （ID：EEworldbbs），作者：付斌，題圖來自：AI生成

一次疫情，使得MCU供應鏈一度中斷、代工產能緊缺和庫存積壓，而這讓國內浮現了許多MCU新勢力。

而現在，供應鏈基本恢復正常，那麼這種情況下，面對如此眾多的品牌和產品，市場開始進一步卷價格、卷技術。最近Yole的一份最新報告，便反映了現在的市場現狀。

價格回不到疫情以前

根據Yole的說法，過去幾年，疫情導致MCU平均銷售價格（ASP）大幅上漲，而中國大陸在政府激勵措施下，引發了價格戰，雖然有助於扭轉ASP飆升的局面，但價格可能不會降至疫情前的水平。價格居高不下的主要原因是產品替代。

根據其披露的數據，MCU的ASP從2020年的約0.60美元上漲至2023年的0.93美元，近年來價格下降幅度也不大。不過，隨著新興供應商價格戰、通貨膨脹和產品替代的影響下，MCU的ASP會逐漸穩定，未來幾年可能低至0.88美元，到2029年將在0.90美元左右波動。

從具體的市場來看，2023年全球MCU市場規模為282億美元，預計到2029年將增長值388億美元，年復合增長率達5.5%。汽車和工業仍然會是MCU的主要增長市場，而智能卡、安全MCU、消費市場會是未來幾年的重要增量市場，這與邊緣AI和AI上車有關。

從品牌來看，英飛淩、瑞薩、NXP等廠商擁有更強的競爭力，這些廠商之間的整體差距都很小。根據Yole的預計，未來NXP會繼續主導汽車MCU市場。此外，雖然小型供應商數量不斷增加，MCU供應商一直在全球範圍內調整戰略，因此未來的競爭格局會保持穩定，尤其是亞洲市場。中國主要OEM已進入半導體行業，專注於MCU製造。

4/8位、16位MCU，不會被淘汰

從不同位數產品來看，雖然32位的MCU一直在不斷刷新價格下限，並且成本不斷去接近4/8位、16位MCU產品，意圖取代它們，但這種願景似乎並沒有那麼容易實現。

根據Yole的說法，雖然在邊緣和IoT中，混合MCU正在取代複雜的SoC和MPU，但高性能MCU市場收入佔比依然為30%，因為4/8位、16位MCU產品仍然很受歡迎，因為它們是特定應用中經濟高效、低功耗的解決方案。

尤其是16位MCU產品，它介於4/8位和32位之間，整體在節能方面取得了平衡，因此具有一定戰略性的意義。

總的來說，便宜、省電、小型就是這些產品最大的優點，畢竟如果程序不用跑那麼複雜，誰不喜歡更小一些的產品，去儘量讓產品小而美。

MCU一直在進步

之所以MCU的價格居高不下，是因為MCU本身一直在進步，不斷取代低成本的MCU，比如採用更先進的製程節點、用更複雜安全MCU取代智能卡MCU。隨著高可靠性級MCU需求不斷增長，都在使得MCU保持更高價格，同時這些替代模式頁大幅減緩了任何降價模式。

所以，MCU到底在進步什麼？

第一，製程升級。一直以來，不能怪MCU不努力，只能說eFlash（嵌入式閃存）技術拖垮了MCU。存儲器行業普遍認為，28nm/22nm矽光刻節點將是eFlash的最後一個經濟高效的技術節點，當然雖然如此，最後eFlash還是鎖死在了40nm，所以MCU一直上不去製程。

而目前，市場共有三種新型存儲器已經開始用在MCU內，並幫助MCU突破製程限制——eRRAM（阻變存儲）、eMRAM/S湯臣-MRAM（磁性存儲器）、ePCM（PCRAM，相變存儲器）。這些eNVM有望實現更高的密度和效率，未來的路線圖瞄準10nm以下的規模。

英飛淩是eRRAM（阻變存儲）上的最大玩家，英飛淩與台積電合作的為28nm eRRAM；瑞薩和恩智浦是eMRAM/S湯臣-MRAM（磁性存儲器）主要推進者，恩智浦與台積電合作的為16nm FinFET eMRAM，瑞薩開發的則是22nm eS湯臣-MRAM；意法半導體是ePCM（PCRAM，相變存儲器）主要推進者。意法半導體此前與三星合作的為28nm FD-SOI ePCM，最近則升級到18nm FD-SOI ePCM。

第二，在MCU不斷堆料增加功能。MCU就是一個「筐」，什麼都能裝，現在的MCU越來越像SoC，不過廠商們給它起了個名字「MCU+」。

首先就是MCU+AI，在MCU上跑的模型和GPU並不一樣，通常使用TinyML。其實現在MCU裡面的FPU、DSP已經能做一些AI任務了，但肯定沒那麼強大。為了跑更高級的TinyML，Arm推出過專門設計的處理器內核，如Arm Cortex-M55，採用Arm的Helium技術，使得設備能夠並行執行算術運算，從而實現與GPU類似的操作，儘管規模較小。當MCU要跑更大AI算法時，很多廠商就開始在硬件上加入NPU，進一步提升AI/ML的性能，比如說Arm推出的Ethos-U microNPU。目前，NXP、英飛淩、ST等廠商都已經在MCU中塞入NPU，同時這些廠商也在推出更多的AI開發軟件平台，方便開發者進行AI開發。

其次就是MCU+模擬，模擬能力是現在工程師選購MCU的重要指標之一，廠商將越來越多的模擬能力集成在MCU內，還有廠商開始佈局全集成的方案，也就是集成更多硬件和算法，提供一站式解決方案。目前TI、ADI、ST、英飛淩、NXP均有針對電機驅動的產品，國內諸如芯海，推出「模擬信號鏈+MCU」的相關產品。

再者就是MCU+感測，此處的傳感器，並不是大多MCU內部都集成的溫度傳感器（檢測MCU自身芯片溫度和健康），而是專門為特定應用集成的傳感器。「MCU+傳感器」在SoC以及SIP領域還不是主流方向。目前來看，MCU和傳感器分離的方向則具備更大的彈性，不過國內廠商開始推出MCU+電容傳感器的產品。

最後就是MCU+無線，目前的熱點最要是藍牙5.4、Wi-Fi 6/6E/7和Matter。NXP、英飛淩、ST、樂鑫都在加強支持最新的無線技術。

第三，RISC-V架構正在崛起。世界苦Arm久矣，不是因為它不夠強大，而是開源更具性價比。RISC-V作為x86、Arm後第三大指令集，備受我國半導體廠商的喜愛。尤其是在MCU領域，過去幾年出現過很多RISC-V+Arm雙核或純自研RISV-C內核的MCU產品。而現在，純自研RISC-V內核成了行業一個新熱點。

2007年以前的MCU，自研內核是主流，自從Arm興起，ST向市場推出了32位的STM32系列MCU，這陣風迅速席捲MCU行業，快速取代取代過去的4位、8位、16位MCU。在RISC-V MCU發展的前半程賽道，很多產品都是嘗試使用RISC-V，所以很多都是採用市面晶心或者芯來的RISC-V IP核。瑞薩、沁恒微、樂鑫目前都開始採用自研RISC-V核心，RISC-V迎來新趨勢。

第四，與SoC工藝減少差距。MCU封裝傳統以引線鍵合和倒裝芯片等架構為主，只有一小部分過渡到晶圓級封裝。隨著eNVM集成度的增長，MCU市場預計將加速向更尖端的工藝技術轉變，從而帶來更先進的封裝技術，縮小與SoC的代溝。

通過以上趨勢，不難看出，整個MCU市場不斷在技術上加碼，而MCU本身平均價格又趨於穩定，可謂是加量不加價。隨著我們對於MCU功能有了越來越多的功能需求，以及邊緣AI的興起，也許我們再也回不到那個超低價格的時代了。