01 Vaxtarsaga MCU
MCU, örstýringur, það hefur vel þekkt nafn: einn flís örtölva.
Það er mjög sætur staður er að færa sett af grunntölvukerfi yfir í flís, þar á meðal innri útgáfu af CPU RAM ROM IO gegn raðtengi, þó að frammistaðan sé vissulega ekki eins breið og tölva, en hún er forritanleg með litlum krafti og sveigjanleg, svo í neytenda rafeindatækni, lækningaiðnaður samskipti Bílar hafa mjög breitt úrval af forritum.
Það fæddist árið 1971, Intel hannaði fyrsta örgjörva heimsins - númerið 4004 4-bita flís, þessi flís samþættir meira en 2.000 smára, og Intel hannaði einnig 4001, 4002, 4003 flís, vinnsluminni, ROM og skrár.
Þegar þessar fjórar vörur fóru á markað skrifaði Intel í auglýsingunni „Tilkynntu nýtt tímabil samþættra rafrása: örtölvur þéttar á einni flís.Á þeim tíma voru smátölvur og stórtölvur aðallega 8-bita og 16-bita örgjörvar, svo Intel setti fljótlega 8-bita örgjörva 8008 á markað árið 1972 til að vinna fljótt markaðinn og opnaði tímabil eins-flísar örtölva.
Árið 1976 setti Intel á markað heimsins fyrsta forritanlega örtölvustýringu 8748, sem samþættir 8-bita CPU, 8-bita samhliða I/O, 8-bita teljara, vinnsluminni, ROM o.s.frv., sem getur mætt þörfum almennrar iðnaðarstýringar og tækjabúnaður, táknaður með 8748, opnar könnun á einflís örtölvum á iðnaðarsviðinu.
Á níunda áratugnum fóru 8-bita örtölvur með einum flís að verða þroskaðari, vinnsluminni og ROM-geta jókst, yfirleitt með raðviðmótum, fjölþrepa truflunarvinnslukerfum, mörgum 16-bita teljara o.s.frv. Árið 1983 setti Intel MCS á markað. -96 röð af 16 bita afkastamiklum örstýringum, með 120.000 innbyggðum smára.
Frá tíunda áratug síðustu aldar hefur einflögu örtölvan farið á svið hundrað hugsunarskóla, hvað varðar frammistöðu, hraða, áreiðanleika, samþættingu í fullum blóma, í samræmi við fjölda bita strætó- eða gagnaskrárinnar, frá fyrstu 4 bitunum þróast smám saman, með 8-bita, 16-bita, 32-bita og 64-bita einkubba örtölvum.
Sem stendur er leiðbeiningasett af MCU aðallega skipt í CISC og RISC, og kjarnaarkitektúrinn er aðallega ARM Cortex, Intel 8051 og RISC-V.
Samkvæmt 2020 China General Microcontroller (MCU) Market Brief, eru 32-bita MCU vörur allt að 55% af markaðnum, fylgt eftir af 8-bita vörum, sem eru 43%, 4-bita vörur eru 2%, 16 -bita vörur sem eru 1%, það má sjá að almennar vörur á markaðnum eru 32-bita og 8-bita MCUs og markaðsrými 16-bita MCU vara hefur verið mjög þrengd.
CISC kennslusett vörur voru 24% af markaðnum, RISC kennslusett vörur voru 76% af almennum vörum á markaðnum;Intel 8051 kjarnavörur voru 22% af markaðnum, þar á eftir koma ARM Cortex-M0 vörur, með 20%, ARM Cortex-M3 vörur voru með 14%, ARM Cortex-M4 vörur voru með 12%, ARM Cortex-M0+ vörur nam 5%, ARM Cortex-M23 vörur voru 1%, RISC-V kjarnavörur voru 1% og aðrar 24%.ARM Cortex-M0+ vörur voru 5%, ARM Cortex-M23 vörur 1%, RISC-V kjarnavörur 1% og aðrar 24%.Í heildina eru ARM Cortex röð kjarna 52% af almennum markaði.
MCU markaðurinn hefur staðið frammi fyrir verulegum verðlækkunum undanfarin 20 ár, en meðalsöluverð (ASP) lækkun hans hefur verið að hægja á síðustu fimm árum.Eftir að hafa upplifað niðursveiflu í bílaiðnaðinum, alþjóðlegum efnahagslegum veikleika og faraldurskreppunni byrjaði MCU markaðurinn að jafna sig árið 2020. Samkvæmt IC Insights jukust MCU sendingar um 8% árið 2020 og heildar MCU sendingar árið 2021 jukust í 12%, sem er methámark, 30,9 milljarðar, á meðan ASPs hækkuðu einnig um 10%, sem er mesta aukning í 25 ár.
IC Insights gerir ráð fyrir að MCU sendingar nái 35,8 milljörðum eininga á næstu fimm árum, með heildarsölu upp á 27,2 milljarða dollara.Þar af er gert ráð fyrir að sala á 32 bita MCU nái 20 milljörðum dala með samsettum árlegum vexti upp á 9,4%, 16 bita MCU er gert ráð fyrir að ná 4,7 milljörðum dala og ekki er búist við að 4-bita MCU sýni vöxt.
02 Bíll MCU brjálaður framúrakstur
Bíla rafeindatækni er stærsta notkunarsviðsmynd MCUs.IC Insights gerir ráð fyrir að sala á MCU um allan heim muni aukast um 10% í met $21,5 milljarða árið 2022, þar sem MCU bíla muni vaxa meira en flestir aðrir endamarkaðir.
Meira en 40% af sölu MCU koma frá rafeindatækni í bifreiðum og gert er ráð fyrir að sala MCU bíla muni vaxa með 7,7% CAGR á næstu fimm árum, umfram almenna MCU (7,3%).
Sem stendur eru MCUs fyrir bíla aðallega 8-bita, 16-bita og 32-bita, og mismunandi bitar af MCUs gegna mismunandi störfum.
Nánar tiltekið:
8-bita MCU er aðallega notað fyrir tiltölulega undirstöðu stjórnunaraðgerðir, svo sem stjórn á sætum, loftræstingu, viftum, gluggum og hurðarstýringareiningum.
16-bita MCU er aðallega notað fyrir neðri hluta líkamans, svo sem vél, rafeindabremsu, fjöðrunarkerfi og önnur afl- og flutningskerfi.
32-bita MCU passar við bílagreindina og er aðallega notaður fyrir hágæða greindar og öruggar notkunarsviðsmyndir eins og skemmtun í stjórnklefa, ADAS og líkamsstjórnun.
Á þessu stigi eru 8-bita MCUs að vaxa í afköstum og minnisgetu, og með eigin kostnaðarhagkvæmni geta þeir komið í stað nokkurra 16-bita MCUs í forritum og eru einnig afturábak samhæfðir við 4-bita MCU.32-bita MCU mun gegna sífellt mikilvægara aðalstýringarhlutverki í allri E/E arkitektúr bifreiða, sem getur stjórnað fjórum dreifðum lág- og millibils ECU einingar, og notkun mun halda áfram að aukast.
Ofangreindar aðstæður gera 16-bita MCU í tiltölulega óþægilegri stöðu, ekki háa heldur lága, en í sumum umsóknaratburðum er hann samt gagnlegur, svo sem sum lykilnotkun aflrásarkerfa.
Bifreiðanjósnir hafa aukið verulega eftirspurn eftir 32 bita MCU, þar sem meira en þrír fjórðu af sölu MCU bíla koma frá 32 bita MCU árið 2021, sem gert er ráð fyrir að nái um 5,83 milljörðum dollara;16-bita MCUs munu skila um 1,34 milljörðum dollara í tekjur;og 8-bita MCUs munu skila um $441 milljón í tekjur, samkvæmt McClean skýrslunni.
Á umsóknarstigi er upplýsinga- og afþreying sú umsóknaratburðarás með mestu aukningu á MCU bílasölu milli ára, með 59% vöxt árið 2021 samanborið við 2020, og 20% tekjuvöxt fyrir þær aðstæður sem eftir eru.
Nú er öll rafstýring bílsins til að nota ECU (rafræn stjórnunareining), og MCU er kjarnastýringarflís ECU, hver ECU hefur að minnsta kosti einn MCU, þannig að núverandi stig umbreytingar og uppfærslu á greindri rafvæðingu vakti eftirspurn eftir MCU eins ökutækisnotkun að aukast.
Samkvæmt gögnum frá rannsóknardeild sérfræðingsnefndarinnar um markaðssetningu bílamarkaðarins í Kína markaðsstofnuninni er meðalfjöldi ECU sem venjulegir hefðbundnir eldsneytisbílar bera 70;fjöldi rafrænna rafrænna tækja sem lúxusbílar með hefðbundnum eldsneyti flytja getur náð 150 vegna meiri afkastakröfur fyrir sæti, miðstýringu og afþreyingu, stöðugleika og öryggi líkamans;og meðalfjöldi ECU sem snjallbílar bera geta orðið 300 vegna nýrra hugbúnaðar- og vélbúnaðarkrafna fyrir sjálfvirkan akstur og aðstoðarakstur, sem samsvarar því magni MCU sem notaðir eru af stakum bílum mun einnig ná meira en 300.
Mikil eftirspurn eftir MCU frá bílaframleiðendum er sérstaklega áberandi árið 2021, þegar skortur er á kjarna vegna faraldursins.Það ár þurftu mörg bílafyrirtæki að loka nokkrum framleiðslulínum í stuttan tíma vegna skorts á kjarna, en sala á MCU bíla jókst um 23% í 7,6 milljarða dala, sem er met.
Flestir bílaflísanna eru framleiddir með því að nota 8 tommu oblátur, sumir framleiðendur eins og TI til 12 tommu línuflutninga, IDM mun einnig vera hluti af útvistun steypu, sem einkennist af MCU, um 70% af afkastagetu TSMC .Hins vegar er bílaviðskiptin sjálft undir litlum hlutfalli TSMC og TSMC einbeitir sér að háþróaðri ferlitæknisviði neytenda rafeindatækni, þannig að MCU-markaðurinn fyrir bíla er sérstaklega af skornum skammti.
Skortur á bílaflísum undir forystu allan hálfleiðaraiðnaðinn leiddi einnig til útrásarbylgju, helstu steypur og IDM verksmiðjur til að auka virkan framleiðslu, en áherslan er önnur.
Gert er ráð fyrir að TSMC Kumamoto verksmiðjan verði tekin í notkun í lok árs 2024, auk 22/28nm ferlisins mun hún veita 12 og 16nm ferla enn frekar og Nanjing verksmiðjan mun auka framleiðslu í 28nm, með mánaðarlega framleiðslugetu sem nemur 40.000 stykki;
SMIC ætlar að auka framleiðsluna um að minnsta kosti 45.000 8 tommu diska og að minnsta kosti 10.000 12 tommu diska árið 2021, og byggja 12 tommu framleiðslulínu með mánaðarlegri getu upp á 120.000 diska í Lingang, með áherslu á 28nm og ofan hnúta.
Huahong gerir ráð fyrir að flýta fyrir stækkun 12 tommu framleiðslugetu í 94.500 stykki árið 2022;
Renesas tilkynnti um hlut sinn í verksmiðju TSMC í Kumamoto með það fyrir augum að auka útvistun, og stefnir að því að auka framboð MCU bíla um 50% fyrir árið 2023, þar sem búist er við að hágæða MCU getu aukist um 50% og lágmarks MCU getu um um 70%. miðað við árslok 2021.
STMicroelectronics mun fjárfesta fyrir 1,4 milljarða dollara árið 2022 til stækkunar og stefnir að því að tvöfalda afkastagetu evrópskra verksmiðja fyrir árið 2025, aðallega til að auka 12 tommu afkastagetu, og fyrir 8 tommu afkastagetu mun STMicroelectronics sértækt uppfæra fyrir vörur sem þurfa ekki 12 tommu tommu tækni.
Texas Instruments mun bæta við fjórum nýjum verksmiðjum, gert er ráð fyrir að fyrsta verksmiðjan verði tekin í notkun árið 2025, og þriðja og fjórða verksmiðjan verður byggð á milli 2026 og 2030;
ON Semiconductor jók fjárfestingu sína í 12%, aðallega vegna stækkunar á 12 tommu oblátu getu.
IC Insights hefur áhugaverð gögn um að ASP allra 32-bita MCUs sé að lækka við CAGR upp á -4,4% á milli ára milli 2015 og 2020, en hækkar um 13% í um $0,72 árið 2021. Endurspeglast á spotmarkaði , verðsveiflan á MCU bíla er augljósari: NXP 32-bita MCU FS32K144HAT0MLH með standandi verð upp á $22 hækkaði upp í $550, meira en 20 sinnum á bilinu, sem var einn af skornum skammti bílaflísnum á þeim tíma.
Infineon 32-bita bíla MCU SAK-TC277TP-64F200N DC hafði hækkað í 4.500 Yuan, sem er næstum 100 sinnum aukning, sama röð af SAK-TC275T-64F200N DC hækkaði einnig í meira en 2.000 Yuan.
Á hinni hliðinni byrjaði upphaflega heit neytenda rafeindabúnaðurinn að kólna, veik eftirspurn, sem og hröðun á innlendum staðgöngum, sem gerir almennt, neytenda MCU verð aftur lækkað, sumar ST flís gerðir eins og F0/F1/F3 Röð verð komu nálægt venjulegu verði og jafnvel markaðssagnir segja að verð sumra MCUs hafi lækkað í gegnum umboðsverðið.
Hins vegar eru MCUs fyrir bíla eins og Renesas, NXP, Infineon og ST enn í hlutfallslegum skorti.Sem dæmi má nefna að verð á afkastamikilli 32 bita MCU STM32H743VIT6 frá ST fór upp í 600 júan í lok síðasta árs, en verð hans var aðeins 48 júan fyrir tveimur árum.Aukningin er meira en 10 sinnum;Infineon Automotive MCU SAK-TC237LP-32F200N AC markaðsverð í október á síðasta ári á um $1200, desember tilboð allt að $3800, og jafnvel á þriðja aðila vefsíður bjóða meira en $5000.
03 Markaðurinn er stór og innlend framleiðsla lítil
Samkeppnislandslag MCU er eins einkennist af erlendum risum og allt samkeppnisumhverfi hálfleiðara.Árið 2021 voru fimm bestu MCU söluaðilarnir NXP, Microchip, Renesas, ST og Infineon.Þessir fimm MCU framleiðendur voru með 82,1% af heildarsölu á heimsvísu, samanborið við 72,2% árið 2016, þar sem stærð aðalfyrirtækjanna stækkaði á milli ára.
Í samanburði við neytenda- og iðnaðar MCU, er MCU vottunarþröskuldur bíla hár og vottunartíminn er langur, vottunarkerfið inniheldur ISO26262 staðalvottun, AEC-Q001~004 og IATF16949 staðalvottun, AEC-Q100/Q104 staðalvottun, þar af ISO26262. Öryggi bifreiða er skipt í fjögur stig ASIL-A til D. Sem dæmi má nefna að undirvagn og aðrar aðstæður hafa hæstu öryggiskröfur og krefjast ASIL-D stigs vottunar, fáir flísaframleiðendur geta uppfyllt skilyrðin.
Samkvæmt gögnum um stefnugreiningu er alþjóðlegur og innlendur MCU-markaður fyrir bíla aðallega upptekinn af NXP, Renesas, Infineon, Texas Instruments, Microchip, með markaðshlutdeild upp á 85%.Þrátt fyrir að 32-bita MCUs séu enn einokaðir af erlendum risum, hafa sum innlend fyrirtæki tekið flugið.
04 Niðurstaða
Hröð þróun snjöllra rafknúinna ökutækja, þannig að fjöldi neytendaflísaframleiðenda hefur gengið til liðs, eins og Nvidia, Qualcomm, Intel hafa verið í snjöllum stjórnklefa, bylting í sjálfvirkum akstri flís, þjappað lifunarrými gömlu bílaflísaframleiðenda.Þróun MCU bíla hefur farið frá því að einbeita sér að sjálfsþróun og frammistöðubótum í alhliða samkeppni um kostnaðarlækkun á meðan tæknilegum kostum er viðhaldið.
Með E / E arkitektúr bifreiða frá dreifðri til lénsstýringar og að lokum í átt að miðlægri samþættingu, verða fleiri og fleiri fjölvirkar og einfaldar lág-endir flísar skipt út, afkastamikil, mikil tölvuafl og önnur hágæða flís. flísar verða í brennidepli í framtíðarkeppni bílaflísa, þar sem aðalstýringarhlutverk MCU með framtíðar ECU númeralækkun er tiltölulega lítið, svo sem Tesla undirvagnsstýringar ECU, einn inniheldur 3-4 MCU, en einhver einföld aðgerð af grunn MCU verður samþætt.Á heildina litið er markaðurinn fyrir MCU bíla og plássið fyrir staðgöngu innanlands á næstu árum án efa mikill.
Pósttími: Feb-01-2023