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5G+物联网时代,中国MCU企业迎来了「黄金时代」

——专访极海半导体市场产品总监刘涛


5G+物联网时代,中国MCU企业迎来了「黄金时代」

图片来自OFweek维科网

2020年可能将成为近年来最被大家铭记的一年,因为这一年发生了无数的大变化,其中影响力最大的莫过于新冠疫情,它改变着全球经济、社会以及政治格局。

对于科技产业而言,2020年的最大特殊之处或许在于它的「5G元年」属性。5G对于普通消费者来说,可能只是网络速度的快慢问题,而对于工业及商用领域的意义在于它将大大推动物联网产业的发展速度与进程。

物联网产业正在如火如荼地发展,被称为「物联网成功关键所在」的MCU产品,近年来的市场表现也非常亮眼。

据IC Insights数据预测,中国MCU市场规模2019年为366亿元人民币,2023年将增长至452亿元。头豹研究院则预计,到2024年,中国MCU市场规模将达到约552亿元。赛迪顾问甚至2017年就预计,2020年中国MCU市场规模将达到564.5亿元,大大超出前二者预测的进度。

中国MCU产业的发展过程中有什么样的故事?日前,在2020年慕尼黑华南电子展上,OFweek维科网采访了珠海极海半导体有限公司(以下简称:极海)市场产品总监刘涛。本文,笔者将通过极海的案例,为你讲述一个中国MCU产业故事。

5G+物联网时代,中国MCU企业迎来了「黄金时代」

珠海极海半导体有限公司(以下简称:极海)市场产品总监刘涛

图片来自OFweek维科网

出身后发国家 却继承了优秀的技术衣钵

近日,华尔街日报刊文指出,预计到2030年,中国大陆将成为全球最大的半导体生产「工厂」。

作为全球半导体产业「霸主」的美国,其本土半导体制造业长期以来不断发生的「外逃」现象一直为业内人士所关注。这种「外逃」的核心关注点,就是产业正加速向中国大陆扩散,这片市场正涌现出越来越多具有国际影响力的企业。

显然,中国作为半导体产业后发国家,目前正在享受着这一产业高速发展带来的经济「甜蜜」。

在这样的背景下,极海半导体逐渐成长了起来。

资料显示,极海是艾派克微电子旗下的全资子公司,成立于2019年12月,其前身为艾派克物联网芯片事业部,主营业务涵盖国产32位工业级通用MCU,低功耗蓝牙芯片和大川GS系列工业物联网SoC-eSE大安全芯片等产品。

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5G+物联网时代,中国MCU企业迎来了「黄金时代」

极海半导体的部分产品 图片来自OFweek维科网

追溯极海的发展轨迹,需要先结合艾派克的故事来了解——艾派克成立于2004年,是专业的打印机主控SoC芯片到耗材加密芯片全系列打印机芯片设计公司。2007年,其打印机芯片正式走出国门,打开国际市场;2019年艾派克与极海整合出货量达4亿颗。可以说,艾派克是国内最早一批做打印机耗材芯片的企业之一,也是打印机通用耗材芯片的全球供应商。

刘涛向笔者介绍了艾派克、极海首席技术官丁励(曾任郑州大学教授),他从技术背景出身,带队研制出了艾派克第一颗芯片,并逐步筹建了珠海、上海、杭州以及美国四大芯片研发中心,为艾派克与极海半导体在集成电路设计领域的发展打下了夯实的技术基础。

丁励领导下的研发团队,2012年与杭州中天微系统所(现为阿里巴巴集团旗下的平头哥半导体有限公司)建立战略合作关系,引入国产嵌入式CPU技术,并在其C-SKY CPU内核上研发产品。

2014年,艾派克承接了国产打印机主控SoC芯片研发重点项目,并于2017年完成验收。这个项目达到了国内领先、国际先进的水平,填补了国内空白,目前这类芯片已被批量应用。

5G+物联网时代,中国MCU企业迎来了「黄金时代」

图片来自OFweek维科网

2015年,艾派克物联网芯片事业部正式成立为独立运营子公司,即现在的极海。极海主攻32位通用MCU和高端工业SoC-eSE产品。截止至目前,极海拥有约300人的芯片设计团队,预计在5年内,将扩充至1000人。

对标ARM 发展出多个应用广泛的成熟产品线

ARM在设计CPU内核时,已对每种内核做了较为明确的市场定位。

2018年,极海已获得ARM三款CPU(M0+、M3、M4)的永久授权,并发布了第一款基于ARM内核的32位工业级通用MCU,可应用于中低端工业、消费领域。

随着国内市场对中高端产品的需求越来越大,极海未来将拓展至更高端的业务领域,同时也将积极布局基于ARM Cortex M7乃至A系列内核的产品。

无论是对标ARM Cortex A9或是M4,基于多年国产「平头哥」CPU内核经验,极海已开发有多核异构的产品,可在一个晶圆上做到主CPU运行非实时Linux系统、控制CPU运行实时嵌入式系统、安全CPU运行安全专用系统,这种产品已批量应用于激光打印机、工业主控芯片等产品上,通过了产品化验证,并被行业专家评定为国内先进、国际领先的水平。针对诸如工控、大消费、5G通信等领域的头部企业,极海已在与其沟通未来的产品需求,提前做一些布局与规划。

5G+物联网时代,中国MCU企业迎来了「黄金时代」

图片来自OFweek维科网

3000多项检测指标 95%能真正替代进口竞品

作为市场上后来的追赶者,极海在品牌力、知名度等方面与行业前辈们还有一定差距。但极海的优势在于他们拥有丰富的工业领域SoC经验, 能让其在工控技术领域更加深刻的客户需求,也因此,在研发的初始时期,极海就会把客户需求直接融入到芯片设计中。

例如在高温情况下,极海产品在ADC精度、时钟精度等方面,都能相对国内同行做到领先,直接对标进口品牌。极海目前拥有占地面积超2100㎡的实验室,该实验室设有检测、失效分析、可靠性、电性、应用五大实验中心,并于2019年荣获中国合格评定国家认可委员会(CNAS)实验室认可证书,正式完成了从省级实验室向国家级实验室的跨越。目前,对自家产品检测过3000多项指标,能做到95%以上性能指标,可实现真正的进口产品替代。

此外,刘涛也介绍了极海在认证方面所做的工作——如USB-IF认证,因存在兼容性方面的问题。极海半导体的相关带USB接口产品做到了满足所有的认证要求,拿到USB-IF认证,且都有认证担保。而这,这对出口业务而言非常重要。针对工业客户,出口欧洲或美国市场时有一个IEC 61508功能安全认证需求,如果主控芯片MCU做了这种认证,那么出口业务在这方面就会非常顺畅也更能够实现进口替代,极海半导体也做了这种认证。

刘涛表示,极海半导体已做到对进口产品全方位的对标,满足客户各个方面的需求。

全方位做好准备 迎接物联网时代市场需求的巨变

物联网时代,除了原本互联网时代的人与人互通,物与人、物与物之间的互通也需要被打通。

而这,需要做好三方面工作:数据采集、数据传输、以及信息安全。

数据采集方面,极海32位工业级通用MCU,基于M0低功耗产品,可用于物联网节点的数据采集。数据存储和数据传输方面,有更高阶的MCU产品覆盖,如大川系列的SoC,一颗芯片就能完成采集、计算、存储、传输的全过程。

短距离无线传输方面,BLE 4.2、BLE 5.1的蓝牙芯片,可以解决一些无线数据传输的需求。

安全方面,极海以安全芯片起家——每年3亿颗加密芯片出货,为安全SoC产品的研发和销售奠定了良好的基础。

物联网时代,在数据的采集、传输、加密,以及智能化控制等方面的需求量会有几何级的增长,这将带来MCU产品巨量的市场需求增长。

为此,极海在专利方面已经做好准备。目前,在MCU芯片方面,极海半导体已储备有56项专利,涉及MCU IP电路、开发测试、应用方案、IOT应用场景等。专利含金量方面也不含糊,整体而言,根据专利局发布的统计数据,全国专利中,发明专利占到了6.8%的比例,而在极海半导体,这个数据能达到53%。

5G+物联网时代,中国MCU企业迎来了「黄金时代」

图片来自OFweek维科网

基于这些工作积累,面对全面到来的物联网时代,极海半导体已做好了准备……

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