01 L-istorja tat-tkabbir tal-MCU
MCU, mikrokontrollur, għandu isem magħruf: mikrokompjuter b'ċippa waħda.
Huwa post tassew ħelu huwa li tmexxi sett ta 'sistema tal-kompjuter bażika għal ċippa, inkluża l-verżjoni interna ta' CPU RAM ROM IO counter serial port, għalkemm il-prestazzjoni ċertament mhix wiesgħa daqs kompjuter, iżda hija programmabbli ta 'enerġija baxxa u flessibbli, għalhekk fl-elettronika tal-konsumatur, il-komunikazzjoni tal-industrija medika Karozzi għandhom firxa wiesgħa ħafna ta 'applikazzjonijiet.
Twieled fl-1971, Intel iddisinjat l-ewwel mikroproċessur fid-dinja – in-numru 4004 ċippa 4-bit, din iċ-ċippa tintegra aktar minn 2,000 transistor, u Intel iddisinjat ukoll 4001, 4002, 4003 ċipep, RAM, ROM u reġistri.
Meta dawn l-erba 'prodotti daħlu fis-suq, Intel kiteb fir-reklam "Ħabbar era ġdida ta' ċirkwiti integrati: mikrokompjuters kondensati fuq ċippa waħda."F'dak iż-żmien, il-minikompjuters u l-mainframes kienu prinċipalment proċessuri ta '8-bit u 16-bit, għalhekk Intel dalwaqt nediet il-mikroproċessur ta' 8-bit 8008 fl-1972 biex tirbaħ malajr is-suq, u fetħet l-era ta 'mikrokompjuters b'ċippa waħda.
Fl-1976, Intel nediet l-ewwel kontrollur tal-mikrokompjuter programmabbli fid-dinja 8748, li jintegra CPU 8-bit, I/O paralleli 8-bit, counter 8-bit, RAM, ROM, eċċ., Li jistgħu jissodisfaw il-ħtiġijiet ta 'kontroll industrijali ġenerali u strumentazzjoni, rappreżentata minn 8748, li tiftaħ l-esplorazzjoni ta 'mikrokompjuters b'ċippa waħda fil-qasam industrijali.
Fis-snin tmenin, mikrokompjuters b'ċippa waħda ta '8-bit bdew isiru aktar maturi, il-kapaċità RAM u ROM żdiedet, ġeneralment b'interfaces serjali, sistemi ta' proċessar ta 'interruzzjoni f'ħafna livelli, counters multipli ta' 16-bit, eċċ. Fl-1983, Intel nediet l-MCS -96 serje ta 'mikrokontrolluri ta' prestazzjoni għolja 16-bit, b'120,000 transisters integrati.
Sa mis-snin disgħin, il-mikrokompjuter b'ċippa waħda daħlet fl-istadju ta 'mitt skola ta' ħsieb, fil-prestazzjoni, veloċità, affidabilità, integrazzjoni fil-bloom sħiħ, skond in-numru ta 'bits tax-xarabank jew reġistri tad-dejta, mill-4 bits inizjali żviluppata gradwalment, b'mikrokompjuters b'ċippa waħda ta '8-bit, 16-bit, 32-bit u 64-bit.
Fil-preżent, is-sett ta 'struzzjoni ta' MCUs huwa prinċipalment maqsum f'CISC u RISC, u l-arkitettura ewlenija hija prinċipalment ARM Cortex, Intel 8051 u RISC-V.
Skont il-Qosor tas-Suq tal-Mikrokontrollur Ġenerali (MCU) tal-2020 taċ-Ċina, il-prodotti tal-MCU 32-bit jammontaw għal sa 55% tas-suq, segwiti minn prodotti ta '8-bit, li jammontaw għal 43%, prodotti ta' 4-bit jammontaw għal 2%, 16 -prodotti tal-bit li jammontaw għal 1%, wieħed jista 'jara li l-prodotti mainstream fis-suq huma MCUs 32-bit u 8-bit, u l-ispazju tas-suq ta' prodotti MCU 16-bit ġie mbuttat ħafna.
Il-prodotti tas-sett ta 'struzzjoni CISC ammontaw għal 24% tas-suq, il-prodotti tas-sett ta' istruzzjoni RISC ammontaw għal 76% tal-prodotti mainstream tas-suq;Prodotti ewlenin Intel 8051 ammontaw għal 22% tas-suq, segwiti minn prodotti ARM Cortex-M0, li jammontaw għal 20%, prodotti ARM Cortex-M3 ammontaw għal 14%, prodotti ARM Cortex-M4 ammontaw għal 12%, prodotti ARM Cortex-M0 + ammontaw għal 5%, il-prodotti ARM Cortex-M23 ammontaw għal 1%, il-prodotti ewlenin RISC-V ammontaw għal 1%, u oħrajn ammontaw għal 24%.Il-prodotti ARM Cortex-M0+ ammontaw għal 5%, il-prodotti ARM Cortex-M23 ammontaw għal 1%, il-prodotti ewlenin RISC-V ammontaw għal 1%, u oħrajn ammontaw għal 24%.B'mod ġenerali, il-qlub tas-serje ARM Cortex jammontaw għal 52% tal-mainstream tas-suq.
Is-suq tal-MCU ilu jiffaċċja tnaqqis sinifikanti fil-prezz matul l-aħħar 20 sena, iżda t-tnaqqis fil-prezz tal-bejgħ medju (ASP) tiegħu ilu jonqos matul l-aħħar ħames snin.Wara li esperjenzaw it-tnaqqis fl-industrija tal-karozzi, id-dgħufija ekonomika globali, u l-kriżi tal-epidemija, is-suq tal-MCU beda jirkupra fl-2020. Skont IC Insights, il-vjeġġi tal-MCU żdiedu bi 8% fl-2020, u l-konsenji totali tal-MCU fl-2021 żdiedu għal 12%, rekord għoli ta '30.9 biljun, filwaqt li ASPs żdiedu wkoll b'10%, l-ogħla żieda f'25 sena.
IC Insights jistenna li l-konsenji tal-MCU jilħqu 35.8 biljun unità matul il-ħames snin li ġejjin, b'bejgħ totali ta '$ 27.2 biljun.Minn dawn, il-bejgħ tal-MCU 32-bit huwa mistenni li jilħaq $ 20 biljun b'rata ta 'tkabbir annwali kompost ta' 9.4%, MCUs 16-bit huma mistennija li jilħqu $ 4.7 biljun, u MCUs 4-bit mhumiex mistennija li juru tkabbir.
02 Car MCU sorpass miġnun
L-elettronika tal-karozzi hija l-akbar xenarju ta 'applikazzjoni ta' MCUs.IC Insights jistenna li l-bejgħ dinji tal-MCU jikber b'10% għal rekord ta' $21.5 biljun fl-2022, bl-MCUs tal-karozzi qed jikbru aktar mill-biċċa l-kbira tas-swieq finali l-oħra.
Aktar minn 40% tal-bejgħ tal-MCU ġej mill-elettronika tal-karozzi, u l-bejgħ tal-MCU tal-karozzi huwa mistenni li jikber b'CAGR ta '7.7% matul il-ħames snin li ġejjin, jaqbeż l-MCUs għal skopijiet ġenerali (7.3%).
Fil-preżent, l-MCUs tal-karozzi huma prinċipalment 8-bit, 16-bit u 32-bit, u bits differenti ta 'MCUs jilagħbu impjiegi differenti.
Speċifikament:
L-MCU 8-bit jintuża prinċipalment għal funzjonijiet ta 'kontroll relattivament bażiċi, bħall-kontroll ta' sedili, arja kondizzjonata, fannijiet, twieqi, u moduli ta 'kontroll tal-bibien.
L-MCU ta '16-il bit jintuża prinċipalment għall-parti t'isfel tal-ġisem, bħal magna, brejk elettroniku, sistema ta' sospensjoni u sistemi oħra ta 'enerġija u trasmissjoni.
L-MCU 32-bit jaqbel mal-intelliġenza tal-karozzi u jintuża prinċipalment għal xenarji ta 'applikazzjoni intelliġenti u sikuri ta' livell għoli bħal divertiment fil-kabina tal-pilota, ADAS, u kontroll tal-ġisem.
F'dan l-istadju, MCUs 8-bit qed jikbru fil-prestazzjoni u l-kapaċità tal-memorja, u bl-effettività tal-ispiża tagħhom stess, jistgħu jissostitwixxu xi MCUs 16-bit fl-applikazzjonijiet u huma wkoll kompatibbli b'lura ma 'MCUs 4-bit.L-MCU ta '32-bit se jkollu rwol ta' kontroll kaptan dejjem aktar importanti fl-arkitettura E/E tal-karozzi kollha, li tista 'timmaniġġja erba' unitajiet ECU ta 'livell baxx u medju mferrxa, u n-numru ta' użi se jkompli jiżdied.
Is-sitwazzjoni ta 'hawn fuq tagħmel l-MCU ta' 16-il bit f'pożizzjoni relattivament skomda, mhux għolja iżda baxxa, iżda f'xi xenarji ta 'applikazzjoni, għadha utli, bħal xi applikazzjonijiet ewlenin ta' sistemi powertrain.
L-intelliġenza tal-karozzi żiedet b'mod sinifikanti d-domanda għal MCUs 32-bit, b'aktar minn tliet kwarti tal-bejgħ tal-MCU tal-karozzi ġejjin minn MCUs 32-bit fl-2021, mistennija tilħaq madwar $ 5.83 biljun;MCUs 16-bit se jiġġeneraw madwar $ 1.34 biljun fi dħul;u MCUs 8-bit se jiġġeneraw madwar $ 441 miljun fi dħul, skond ir-rapport McClean.
Fil-livell tal-applikazzjoni, l-infotainment huwa x-xenarju tal-applikazzjoni bl-ogħla żieda sena wara sena fil-bejgħ tal-MCU tal-karozzi, b'tkabbir ta '59% fl-2021 meta mqabbel mal-2020, u tkabbir tad-dħul ta' 20% għax-xenarji li jifdal.
Issa l-kontroll elettroniku kollu tal-karozza biex juża ECU (unità ta 'kontroll elettroniku), u l-MCU huwa l-ECU taċ-ċippa tal-kontroll tal-qalba, kull ECU għandu mill-inqas MCU wieħed, għalhekk l-istadju attwali tat-trasformazzjoni u l-aġġornament tal-elettrifikazzjoni intelliġenti wassal għad-domanda għal L-użu ta 'vettura waħda MCU biex jiżdied.
Skont id-dejta mid-Dipartiment tar-Riċerka tal-Kumitat tal-Esperti tal-Marketing tal-Karozzi tal-Istitut tal-Marketing taċ-Ċina, in-numru medju ta 'ECUs li jinġarru minn karozzi tal-fjuwil tradizzjonali ordinarji huwa 70;in-numru ta 'ECUs li jinġarru minn karozzi tal-fjuwil tradizzjonali ta' lussu jista 'jilħaq 150 minħabba rekwiżiti ta' prestazzjoni ogħla għal sedili, kontroll ċentrali u divertiment, stabbiltà tal-ġisem u sikurezza;u n-numru medju ta 'ECUs li jinġarru minn karozzi intelliġenti jista' jilħaq 300 minħabba r-rekwiżiti ġodda ta 'softwer u ħardwer għal sewqan awtonomu u sewqan assistit, li jikkorrispondi għall-ammont ta' MCU użat minn karozzi singoli se jilħaq ukoll aktar minn 300.
Id-domanda qawwija għall-MCUs minn produtturi tal-karozzi hija partikolarment evidenti fl-2021, meta jkun hemm nuqqas ta 'qlub minħabba l-epidemija.Dik is-sena, ħafna kumpaniji tal-karozzi kellhom jagħlqu fil-qosor xi linji ta 'produzzjoni minħabba nuqqas ta' cores, iżda l-bejgħ ta 'MCUs tal-karozzi żdied bi 23% għal $ 7.6 biljun, rekord għoli.
Ħafna miċ-ċipep tal-karozzi huma prodotti bl-użu ta 'wejfers ta' 8 pulzieri, xi manifatturi bħal trasferiment ta 'linja TI għal 12-il pulzier, IDM se jkun ukoll parti mill-funderija tal-esternalizzazzjoni tal-kapaċità, li hija ddominata minn MCU, madwar 70% tal-kapaċità minn TSMC .Madankollu, in-negozju tal-karozzi innifsu jammonta għal proporzjon żgħir ta 'TSMC, u TSMC jiffoka fuq il-qasam tat-teknoloġija avvanzata tal-proċess tal-elettronika tal-konsumatur, għalhekk is-suq tal-MCU tal-karozzi huwa partikolarment skars.
In-nuqqas ta 'ċipep tal-karozzi mmexxi mill-industrija kollha tas-semikondutturi wkoll wassal għal mewġa ta' espansjoni, il-funderiji ewlenin u l-impjanti IDM biex jespandu b'mod attiv il-produzzjoni, iżda l-fokus huwa differenti.
L-impjant TSMC Kumamoto huwa mistenni li jibda jaħdem sa tmiem l-2024, minbarra l-proċess 22/28nm, se jkompli jipprovdi proċessi ta '12 u 16nm, u l-impjant ta' Nanjing se jespandi l-produzzjoni għal 28nm, b'kapaċità ta 'produzzjoni ta' kull xahar ta ' 40,000 biċċa;
SMIC tippjana li tespandi l-produzzjoni b'mill-inqas 45,000 wejfer ta '8 pulzieri u mill-inqas 10,000 wejfer ta' 12-il pulzier fl-2021, u tibni linja ta 'produzzjoni ta' 12-il pulzier b'kapaċità ta 'kull xahar ta' 120,000 wejfer f'Lingang, li tiffoka fuq in-nodi 28nm u 'l fuq.
Huahong jistenna li jaċċellera l-espansjoni tal-kapaċità ta 'produzzjoni ta' 12-il pulzier għal 94,500 biċċa fl-2022;
Renesas ħabbret is-sehem tagħha fl-impjant ta 'Kumamoto ta' TSMC bl-intenzjoni li tespandi l-esternalizzazzjoni, u timmira li żżid il-provvista tal-MCU tal-karozzi b'50% sal-2023, b'kapaċità MCU high-end mistennija tiżdied b'50% u kapaċità MCU low-end b'madwar 70% meta mqabbel mal-aħħar tal-2021.
STMicroelectronics se tinvesti $1.4 biljun fl-2022 għall-espansjoni, u tippjana li tirdoppja l-kapaċità tal-impjanti Ewropej tagħha sal-2025, prinċipalment biex iżżid il-kapaċità ta '12-il pulzier, u għal kapaċità ta' 8 pulzieri, STMicroelectronics se taġġorna b'mod selettiv għal prodotti li ma jeħtiġux 12- teknoloġija pulzier.
Texas Instruments se jżidu erba 'impjanti ġodda, l-ewwel impjant huwa mistenni li jitħaddem fl-2025, u t-tielet u r-raba' impjanti se jinbnew bejn l-2026 u l-2030;
ON Semiconductor żied l-investiment kapitali tiegħu għal 12%, prinċipalment għal espansjoni tal-kapaċità tal-wejfer ta '12-il pulzier.
L-għarfien IC għandu dejta interessanti li l-ASP tal-MCUs kollha ta '32 bit qed jonqos b'CAGR ta' -4.4% sena wara sena bejn l-2015 u l-2020, iżda jogħla madwar 13% għal madwar $ 0.72 fl-2021. Rifletti fis-suq spot , Il-varjazzjoni tal-prezz tal-MCU tal-karozzi hija aktar ovvja: l-MCU NXP 32-bit FS32K144HAT0MLH bi prezz permanenti ta '$22 żdied sa $550, firxa ta' aktar minn 20 darba, li kienet waħda mill-aktar ċipep tal-karozzi skarsi f'dak iż-żmien.
Infineon 32-bit tal-karozzi MCU SAK-TC277TP-64F200N DC kien tela 'għal 4,500 wan, żieda ta' kważi 100 darba, l-istess serje ta 'SAK-TC275T-64F200N DC żdiedet ukoll għal aktar minn 2,000 wan.
Min-naħa l-oħra, l-elettronika tal-konsumatur oriġinarjament sħuna bdiet tkessaħ, id-domanda dgħajfa, kif ukoll l-aċċelerazzjoni tas-sostituzzjoni domestika, tagħmel il-prezzijiet tal-MCU għal skopijiet ġenerali, tal-konsumatur lura, xi mudelli ta 'ċippa ST bħal F0/F1/F3 prezzijiet tas-serje waslet għal qrib il-prezz normali, u anke l-rumors tas-suq li l-prezz ta ' xi MCUs naqas permezz tal-prezz ta ' l-aġenzija.
Madankollu, MCUs tal-karozzi bħal Renesas, NXP, Infineon, u ST għadhom fi stat ta 'nuqqas relattiv.Pereżempju, il-prezz tal-MCU ta '32-bit ta' prestazzjoni għolja ta 'ST STM32H743VIT6 tela' għal 600 wan fl-aħħar tas-sena li għaddiet, filwaqt li l-prezz tiegħu kien biss 48 wan sentejn ilu.Iż-żieda hija aktar minn 10 darbiet;Infineon Automotive MCU SAK-TC237LP-32F200N AC prezz tas-suq f'Ottubru tas-sena li għaddiet għal madwar $ 1200, Diċembru joffru sa $ 3800, u anke fuq websajts ta 'partijiet terzi joffru aktar minn $ 5000.
03 Is-suq huwa kbir, u l-produzzjoni domestika hija żgħira
Il-pajsaġġ kompetittiv tal-MCU huwa ddominat minn ġganti barranin daqs l-ambjent kompetittiv kollu tas-semikondutturi.Fl-2021, l-aqwa ħames bejjiegħa tal-MCU kienu NXP, Microchip, Renesas, ST, u Infineon.Dawn il-ħames bejjiegħa tal-MCU ammontaw għal 82.1% tal-bejgħ globali totali, meta mqabbel ma '72.2% fl-2016, bid-daqs tal-kumpaniji ewlenin li qed jikber fis-snin ta' intervent.
Meta mqabbel mal-MCU tal-konsumatur u industrijali, il-limitu ta 'ċertifikazzjoni tal-MCU tal-karozzi huwa għoli u l-perjodu ta' ċertifikazzjoni huwa twil, is-sistema ta 'ċertifikazzjoni tinkludi ċertifikazzjoni standard ISO26262, AEC-Q001 ~ 004 u ċertifikazzjoni standard IATF16949, ċertifikazzjoni standard AEC-Q100/Q104, li minnhom ISO26262 fuq is-sigurtà funzjonali tal-karozzi hija maqsuma f'erba 'livelli ta' ASIL-A sa D. Per eżempju, ix-chassis u xenarji oħra għandhom l-ogħla rekwiżiti ta 'sikurezza u jeħtieġu ċertifikazzjoni tal-livell ASIL-D, ftit manifatturi taċ-ċippa jistgħu jissodisfaw il-kundizzjonijiet.
Skont id-dejta tal-Analiżi tal-Istrateġija, is-suq globali u domestiku tal-MCU tal-karozzi huwa okkupat prinċipalment minn NXP, Renesas, Infineon, Texas Instruments, Microchip, b'sehem tas-suq ta '85%.Għalkemm l-MCUs 32-bit għadhom monopolizzati minn ġganti barranin, xi kumpaniji domestiċi telgħu.
04 Konklużjoni
L-iżvilupp mgħaġġel ta 'vetturi elettriċi intelliġenti, sabiex numru ta' produtturi taċ-ċippa tal-konsumatur ingħaqdu, bħal Nvidia, Qualcomm, Intel kienu fil-kabina tal-pilota intelliġenti, skoperti awtonomi taċ-ċippa tas-sewqan, jikkompressaw l-ispazju ta 'sopravivenza tal-manifatturi qodma taċ-ċippa tal-karozzi.L-iżvilupp tal-MCUs tal-karozzi għadda minn jiffoka fuq l-iżvilupp personali u t-titjib tal-prestazzjoni għal kompetizzjoni sħiħa għat-tnaqqis tal-ispejjeż filwaqt li żamm vantaġġi teknoloġiċi.
Bl-arkitettura E / E tal-karozzi minn distribwit għall-kontroll tad-dominju, u eventwalment lejn integrazzjoni ċentrali, se jkun hemm aktar u aktar ċippa multi-funzjonali u sempliċi low-end se tiġi sostitwita, prestazzjoni għolja, qawwa tal-kompjuters għolja u high-end oħra. ċipep se jsiru l-fokus tal-kompetizzjoni futura taċ-ċippa tal-karozzi, peress li r-rwol ewlieni tal-kontroll tal-MCU mit-tnaqqis futur tan-numru tal-ECU huwa relattivament żgħir, bħall-ECU tal-kontroll tax-chassis Tesla, wieħed fih 3-4 MCU, iżda xi funzjoni sempliċi ta ' l-MCU bażiku se jkun integrat.B'mod ġenerali, is-suq għall-MCUs tal-karozzi u l-ispazju għas-sostituzzjoni domestika fis-snin li ġejjin huwa bla dubju vast.
Ħin tal-post: Frar-01-2023