01 MCUren hazkunde-historia
MCU, mikrokontroladorea, izen ezaguna du: txip bakarreko mikroordenagailua.
Leku gozoa da oinarrizko ordenagailu sistema multzo bat txip batera mugitzea, CPU RAM ROM IO kontagailuaren serie atakaren barne bertsioa barne, nahiz eta errendimendua ez den ordenagailu bat bezain zabala, baina potentzia baxua programagarria da eta malgua, beraz, kontsumo-elektronikoan, industria medikoko komunikazioan Autoek oso aplikazio sorta zabala dute.
1971n jaio zen, Intelek munduko lehen mikroprozesadorea diseinatu zuen: 4004 zenbakia 4 biteko txipa, 2.000 transistore baino gehiago integratzen ditu txip honek, eta Intelek 4001, 4002, 4003 txip, RAM, ROM eta erregistroak ere diseinatu zituen.
Lau produktu horiek merkatura atera zirenean, Intelek iragarkian idatzi zuen: "Iragar ezazu zirkuitu integratuen aro berri bat: mikroordenagailuak txip bakarrean kondentsatutakoak".Garai hartan, miniordenagailuak eta mainframeak 8 biteko eta 16 biteko prozesadoreak ziren batez ere, beraz, Intelek laster 8008 8 biteko mikroprozesadorea jarri zuen martxan 1972an merkatua azkar irabazteko, txip bakarreko mikroordenagailuen aroa irekiz.
1976an, Intelek munduko lehen mikroordenagailu programagarri kontroladore 8748 merkaturatu zuen, 8 biteko PUZa, 8 biteko I/O paraleloa, 8 biteko kontagailua, RAM, ROM eta abar integratzen dituena, industria kontrol orokorraren beharrak ase ditzakeena. tresneria, 8748 irudikatzen duena, industria-eremuan txip bakarreko mikroordenagailuen esplorazioa irekitzen duena.
1980ko hamarkadan, 8 biteko txip bakarreko mikroordenagailuak helduagoak izaten hasi ziren, RAM eta ROMaren ahalmena handitu zen, oro har, serieko interfazeekin, maila anitzeko etenen prozesatzeko sistemekin, 16 biteko kontagailu anitzekin, etab. 1983an, Intelek MCS merkaturatu zuen. -16 biteko errendimendu handiko mikrokontrolagailuen 96 serieak, 120.000 transistore integratuekin.
1990eko hamarkadaz geroztik, txip bakarreko mikroordenagailua ehun pentsamendu eskolaren eszenatokian sartu da, errendimenduan, abiaduran, fidagarritasunean, integrazioan loraldi osoan, autobusaren edo datu-erregistroen bit kopuruaren arabera, hasierako 4 bitetatik hasita. pixkanaka garatuz, 8 biteko, 16 biteko, 32 biteko eta 64 biteko txip bakarreko mikroordenagailuekin.
Gaur egun, MCUen instrukzio-multzoa CISC eta RISC-etan banatzen da nagusiki, eta arkitektura nagusia ARM Cortex, Intel 8051 eta RISC-V da batez ere.
2020ko China General Microcontroller (MCU) Market Brief-en arabera, 32 biteko MCU produktuak merkatuaren % 55era iristen dira, ondoren 8 biteko produktuak, % 43, 4 biteko produktuak % 2, 16. -bit produktuak % 1 hartzen dute, ikus daiteke merkatuan dauden produktu nagusiak 32 biteko eta 8 biteko MCUak direla, eta 16 biteko MCU produktuen merkatu-espazioa oso estutu dela.
CISC instrukzio-multzoko produktuak merkatuaren % 24 ziren, RISC instrukzio-multzoko produktuak merkatuko produktu nagusien % 76;Intel 8051 core produktuak merkatuaren % 22 ziren, ondoren ARM Cortex-M0 produktuak, %20, ARM Cortex-M3 produktuak %14, ARM Cortex-M4 produktuak %12, ARM Cortex-M0+ produktuak. %5, ARM Cortex-M23 produktuak %1, RISC-V core produktuak %1 eta beste batzuk %24.ARM Cortex-M0+ produktuak % 5 izan ziren, ARM Cortex-M23 produktuak % 1, RISC-V oinarrizko produktuak % 1 eta beste batzuk % 24.Oro har, ARM Cortex serieko nukleoak merkatuaren % 52 dira.
MCU merkatuak prezioen beherakada nabarmena izan du azken 20 urteetan, baina bere batez besteko salmenta prezioaren (ASP) beherakada moteldu egin da azken bost urteetan.Automozio industriaren beherakada, ahultasun ekonomiko globala eta epidemia krisia jasan ondoren, MCU merkatua suspertzen hasi zen 2020an. IC Insights-en arabera, MCU bidalketak % 8 handitu ziren 2020an, eta MCU bidalketa guztira 2021ean igo ziren. %12, 30.900 milioiko errekorra, eta ASPak ere %10 igo ziren, 25 urteko hazkunderik handiena.
IC Insights-ek espero du hurrengo bost urteetan MCUren bidalketak 35.800 milioi unitatetara iritsiko direla, guztira 27.200 milioi dolarreko salmentarekin.Horietatik, 32 biteko MCU salmentak $ 20 milioira iristea espero da, urteko % 9,4ko hazkunde-tasa konposatuarekin, 16 biteko MCUak $ 4.7 milioira iritsiko direla eta 4 biteko MCUek ez dute hazkunderik izango.
02 Car MCU aurrerapen zoroa
Automobilgintzako elektronika MCUen aplikazio eszenatoki handiena da.IC Insights-ek mundu osoko MCU salmentak % 10 haziko direla espero du 2022an 21.500 milioi dolar errekorra izan arte, automobilgintzako MCUak beste amaierako merkatu gehienak baino gehiago haziko direlako.
MCUren salmenten % 40 baino gehiago automobilgintzako elektronikatik datoz, eta automobilgintzako MCU salmentak % 7,7ko CAGRn haziko direla espero da datozen bost urteetan, erabilera orokorreko MCUak (% 7,3) gaindituz.
Gaur egun, automozioko MCUak 8 biteko, 16 biteko eta 32 bitekokoak dira batez ere, eta MCUren bit ezberdinek lan desberdinak betetzen dituzte.
Zehazki:
8 biteko MCU oinarrizko kontrol funtzioetarako erabiltzen da batez ere, hala nola eserlekuak, aire girotuak, haizagailuak, leihoak eta ateak kontrolatzeko moduluak kontrolatzeko.
16 biteko MCUa beheko gorputzerako erabiltzen da batez ere, hala nola motorra, balazta elektronikoa, esekidura sistema eta beste potentzia eta transmisio sistema batzuk.
32 biteko MCUa automobilgintzako adimenari egokitzen zaio eta goi mailako aplikazio adimentsu eta seguruetarako erabiltzen da batez ere, hala nola cockpiten entretenimendua, ADAS eta gorputzaren kontrola.
Fase honetan, 8 biteko MCUak errendimenduan eta memoria-ahalmenean hazten ari dira, eta beren kostu-eraginkortasunarekin, aplikazioetan 16 biteko MCU batzuk ordezka ditzakete eta 4 biteko MCUekin bateragarriak dira.32 biteko MCUak gero eta garrantzi handiagoa izango du automozioko E/E arkitektura osoan kontrol maisu-eginkizuna, zeinak sakabanatuta dauden gama baxuko eta erdialdeko lau ECU unitate kudea ditzakeen, eta erabilera kopurua handitzen joango da.
Goiko egoerak 16 biteko MCU posizio nahiko baldar batean jartzen du, ez altua, baina baxua, baina aplikazio agertoki batzuetan, oraindik ere erabilgarria da, hala nola powertrain sistemen aplikazio gako batzuk.
Automobilgintzako adimenak nabarmen bultzatu du 32 biteko MCUen eskaria, eta automobilgintzako MCU salmenten hiru laurden baino gehiago 32 biteko MCUetatik etorri ziren 2021ean, 5.830 milioi dolar inguru izatera iritsiko direla;16 biteko MCUek 1.340 milioi dolar inguruko diru-sarrerak sortuko dituzte;eta 8 biteko MCUek 441 milioi dolar inguruko diru-sarrerak sortuko dituzte, McClean txostenaren arabera.
Aplikazio mailan, infotainmenta da automozioko MCUen salmenten urte arteko hazkunderik handiena izan duen aplikazio eszenatokia, 2021ean % 59ko hazkundearekin 2020arekin alderatuta, eta % 20ko diru-sarreren hazkundea gainerako agertokietarako.
Orain kotxearen kontrol elektroniko guztiak ECU (kontrol-unitate elektronikoa) erabiltzeko, eta MCU oinarrizko kontrol-txipa ECU da, ECU bakoitzak gutxienez MCU bat du, beraz, elektrifikazio adimendunaren eraldaketa eta hobekuntzaren egungo faseak eskaria bultzatu zuen. MCU ibilgailu bakarreko erabilera handitu egingo da.
Txinako Marketin Institutuko Automotive Marketing Adituen Batzordeko Ikerketa Sailaren datuen arabera, ohiko erregai-auto arruntek garraiatzen duten ECU kopurua 70 da;luxuzko erregai-auto tradizionalek daramatzaten ECU kopurua 150era irits daiteke, eserlekuen, kontrol zentrala eta entretenimenduaren, gorputzaren egonkortasunaren eta segurtasunaren errendimendu-eskakizun handiagoak direla eta;eta auto adimendunek garraiatzen dituzten ECUen batez besteko kopurua 300 izatera irits daiteke, gidatze autonomorako eta lagundutako gidatzerako software eta hardware eskakizun berriak direla eta, auto bakarrek erabiltzen duten MCU kopuruari dagokiona ere 300era iritsiko da.
Autogileen MCU-en eskaera handia bereziki nabaria da 2021ean, epidemiaren ondorioz nukleoen eskasia dagoenean.Urte hartan, auto-konpainia askok produkzio-lerro batzuk laburki itxi behar izan zituzten nukleoen faltagatik, baina automobilgintzako MCUen salmentak % 23 handitu ziren 7.600 milioi dolarretara, errekorra.
Automobilgintzako txip gehienak 8 hazbeteko obleak erabiliz ekoizten dira, fabrikatzaile batzuk, hala nola, TItik 12 hazbeteko linearen transferentziarako, IDM gaitasunaren azpikontrataziorako fundizioaren parte izango da, MCU nagusi dena, TSMCren ahalmenaren % 70 inguru. .Hala ere, automobilgintzako negozioak berak TSMCren proportzio txiki bat hartzen du, eta TSMC kontsumo-elektronikaren prozesu-teknologia aurreratuen eremuan zentratzen da, beraz, automobilgintzako MCU merkatua bereziki urria da.
Erdieroaleen industria osoak zuzendutako automozio txip eskasiak hedapen olatu bat ere ekarri zuen, burdinola nagusiek eta IDM lantegiek produkzioa aktiboki zabaltzeko, baina ikuspegia bestelakoa da.
TSMC Kumamotoko planta 2024 amaierarako martxan jartzea espero da, 22/28 nm-ko prozesuaz gain, 12 eta 16 nm-ko prozesuak gehiago emango ditu, eta Nanjing-eko lantegiak 28 nm-ra zabalduko du produkzioa, hileroko ekoizpen-gaitasunarekin. 40.000 pieza;
SMIC-ek 2021ean gutxienez 45.000 8 hazbeteko ostia eta gutxienez 10.000 12 hazbeteko ostia handitzea aurreikusten du, eta 12 hazbeteko produkzio-lerro bat eraikitzea Lingang-en hilero 120.000 oblea, 28 nm-ko eta goiko nodoetan zentratuz.
Huahongek 12 hazbeteko produkzio-ahalmenaren hedapena 2022an 94.500 piezatara bizkortzea espero du;
Renesasek TSMC-ko Kumamoto lantegiko partaidetza iragarri zuen, azpikontratazioa zabaltzeko asmoz, eta 2023rako automobilgintzako MCU hornidura % 50 handitzea du helburu, goi-mailako MCU-ren ahalmena % 50 handituko dela eta behe-mailako MCU-aren ahalmena % 70 inguru. 2021 amaierarekin alderatuta.
STMicroelectronics-ek 1.400 milioi dolar inbertituko ditu 2022an hedapenerako, eta Europako lantegien ahalmena bikoiztu nahi du 2025erako, batez ere 12 hazbeteko ahalmena handitzeko, eta 8 hazbeteko edukierarako, STMicroelectronics-ek 12-ko behar ez duten produktuetarako selektiboa berrituko du. hazbeteko teknologia.
Texas Instrumentsek lau planta berri gehituko ditu, lehenengo planta 2025ean martxan jartzea aurreikusten da, eta hirugarren eta laugarren planta 2026 eta 2030 bitartean eraikiko dira;
ON Semiconductor-ek bere kapital-inbertsioa % 12ra igo zuen, batez ere 12 hazbeteko obleen ahalmena hedatzeko.
IC insights-ek datu interesgarri bat dauka: 32 biteko MCU guztien ASP-a % 4,4ko CAGRn jaisten ari dela 2015 eta 2020 artean, baina % 13 inguru igotzen da 2021ean $ 0,72 inguru. , automobilgintzako MCU-ren prezioen gorabehera nabarmenagoa da: NXP 32 biteko MCU FS32K144HAT0MLH 22 $-ko prezioa 550 $-ra igo zen, 20 aldiz baino gehiagoko sorta, garai hartan automobilgintzako txip urrienetako bat zena.
Infineon 32 biteko automozioko MCU SAK-TC277TP-64F200N DC 4.500 yuanera igo zen, ia 100 aldiz gehiago, SAK-TC275T-64F200N DC serie bera ere 2.000 yuan baino gehiagora igo zen.
Bestalde, jatorriz beroa den kontsumo-elektronika hozten hasi zen, eskari ahula, baita etxeko ordezkapenaren bizkortzea ere, erabilera orokorreko kontsumitzaileen MCU prezioak atzera eginez, ST chip modelo batzuk, hala nola F0/F1/F3. serieen prezioak prezio arruntera hurbildu ziren, eta merkatuko zurrumurruak ere MCU batzuen prezioa agentziaren prezioan behera egin duela.
Hala ere, Renesas, NXP, Infineon eta ST bezalako automobilgintzako MCUak eskasia erlatiboan daude oraindik.Esaterako, ST-ren errendimendu handiko 32 biteko MCU STM32H743VIT6-ren prezioa 600 yuanera igo zen iazko amaieran, eta bere prezioa duela bi urte 48 yuanekoa zen.Igoera 10 aldiz baino gehiago da;Infineon Automotive MCU SAK-TC237LP-32F200N AC merkatuko prezioa iazko urrian $ 1200 ingurukoa da, abenduan $ 3800 arte eskaintzen du eta hirugarrenen webguneetan ere $ 5000 baino gehiago eskaintzen ditu.
03 Merkatua handia da, eta etxeko ekoizpena txikia da
MCUren panorama lehiakorra atzerriko erraldoiek erdieroaleen ingurune lehiakorra bezain nagusi dute.2021ean, bost MCU saltzaile nagusiak NXP, Microchip, Renesas, ST eta Infineon izan ziren.Bost MCU saltzaile hauek mundu mailako salmenta guztien % 82,1 izan ziren, 2016an % 72,2aren aldean, enpresa nagusien tamaina tarteko urteetan haziz.
Kontsumitzaileen eta industriako MCUarekin alderatuta, automobilgintzako MCU ziurtagiriaren atalasea altua da eta ziurtagiri-epea luzea da, ziurtagiri-sistemak ISO26262 ziurtagiri estandarra, AEC-Q001 ~ 004 eta IATF16949 estandar ziurtagiria, AEC-Q100/Q104 estandar ziurtagiria, eta horietatik ISO26262 ziurtagiria barne. automozioko segurtasun funtzionala ASIL-A-tik D-tik lau mailatan banatzen da. Esate baterako, txasisak eta beste eszenatoki batzuek segurtasun-baldintza handienak dituzte eta ASIL-D mailaren ziurtagiria eskatzen dute, txip fabrikatzaile gutxi batzuek baldintzak bete ditzakete.
Estrategiaren analisiaren datuen arabera, automobilgintzako MCU merkatu global eta nazionala NXP, Renesas, Infineon, Texas Instruments, Microchip-ek hartzen dute batez ere,% 85eko merkatu kuota duena.32 biteko MCUak oraindik atzerriko erraldoiek monopolizatuta badaude ere, etxeko konpainia batzuk aireratu dira.
04 Ondorioa
Ibilgailu elektriko adimendunen garapen azkarra, beraz, kontsumitzaileen txip-ekoizle ugari batu dira, hala nola, Nvidia, Qualcomm, Intel kabina adimendunean, gidatzeko txip aurrerapen autonomoan, automobilgintzako txip fabrikatzaile zaharren biziraupen-espazioa konprimituz.Automobilgintzako MCUen garapena autogarapenean eta errendimenduaren hobekuntzan zentratu izatetik kostuak murrizteko lehia osoa izatera igaro da, abantaila teknologikoak mantenduz.
Automobilgintzako E / E arkitektura domeinuaren kontrolera banatuta eta, azkenean, integrazio zentralerantz, gero eta funtzio anitzeko eta baxuko txip sinpleak ordezkatuko dira, errendimendu handikoak, konputazio potentzia handikoak eta goi mailako beste batzuk. txipak etorkizuneko automobilgintzako txip lehiaketaren ardatz bihurtuko dira, etorkizuneko ECU kopuruaren murrizketaren arabera MCUren kontrol-eginkizun nagusia nahiko txikia baita, hala nola, Tesla txasisaren kontroleko ECUa, bakar batek 3-4 MCU ditu, baina funtzio sinple batzuk. oinarrizko MCU integratuko da.Oro har, automobilgintzako MCUen merkatua eta datozen urteetan etxeko ordezkapenerako espazioa zabala da, zalantzarik gabe.
Argitalpenaren ordua: 2023-01-01