从盆满钵满处跌落之后，基于场景的嵌入式计算是国产MCU等芯片的突围方向吗？

  国内做MCU芯片的企业和他们的用户，投资MCU的大小投资人都应该思考一个问题：面对今天MCU市场上超卷红海，是要仍然走替代之路继续为Arm打工？还是利用嵌入式计算也就是基于场景的计算去开发一种自有的、创新的架构？或者转向差异化、定制化和服务型制造等新模式？

  又到季度末上市公司要发布季报的时候了，虽然我们也看到了在香港上市的中电华大科技（全资持有国内第一家自主芯片设计企业北京华大电子）发布了中期利润增长了2倍多有望达到6.5亿港元这样的靓仔，但预计在MCU等多个中国芯企业主要靠走进口替代道路的领域内，近期的主要话题还是“去库存”、“利润下降幅度变小”…… 那么，MCU等领域的中国芯企业在从前两年赚得盆满钵满之处跌落之后，未来的突围之路在何方呢？

  CEC旗下的中电华大科技（于6月16日发布盈利喜报，拉开了半年报大幕，很快大家就知道谁是这条街上最靓的仔了

  十天前，全球久负盛名的德国纽伦堡“嵌入式世界（Embedded World）”中国首展在上海举办，根据北京华兴万邦管理咨询有限公司（以下简称“华兴万邦”）团队的现场观感以及行业专业技术人员的分析，这是一次展商质量非常高的专业展览，汇聚了嵌入式计算领域内以处理器芯片或者系统级芯片（SoC）为核心节点的全球产业链上的主要玩家，以及不少国内芯片、模组和板卡企业。该次展览成为了我们观察MCU等芯片行业的一个重要窗口。

  国内外芯片企业热情参加，使在上海举办的EWC 2023是我们观察MCU等芯片领域的一个重要窗口

  华兴万邦格外的重视嵌入式计算技术进步和市场演进，因此历年来曾多次派小组成员前往德国参加Embedded World展览。2019年，华兴万邦的研究团队在疫情前前往德国参观了Embedded World 2019,当时就提出了汽车（Automotive）、边缘计算（Edge）、工业（Industrial）、医疗（Medical）和机器人（Robotics）五大行业的智能化将是智能芯片的全新市场，并为中国芯公司可以提供难得的并肩出发机会。你们可以点击以下文章，回顾华兴万邦四年前的分析与今天行业发展现状：

  到今天这一些行业建议正在变成现实和高价值市场，例如我们文章一开头就提到了的业绩暴增的中电华大科技近年来在国内率先推出了车规级的安全芯片并广泛上车，而且还针对物联网市场推出了将MCU与安全芯片集成在一起的安全MCU，这些都为其业绩增长提供了支撑。而曾经让国内芯片企业赚得盆满钵满的消费电子市场却成了一片血色红海，是因为大家在产品定义上走“进口替代”道路，以pin-2-pin替代ST或者其他国际厂商的某些型号的MCU，最后产品雷同只有靠价格肉搏来竞争，卷到大家都没有利润。

  今年一季度季报发布后，国内MCU领域内惨烈的竞争（内卷）呈现在了公众面前（图片来自：东方财富网）

  与前几年相比，国内嵌入式计算/MCU/边缘计算的产业环境变得更好。不仅应用市场慢慢的变丰富，而且诸如芯科科技（Silicon Labs）这样的公司也证明了不是通过简单的替代，而是专注于物联网等应用领域也能持续保持加快速度进行发展。此外，诸如IAR这样全球领先的开发工具厂商向中国客户提供了全面的直接服务，以及Achronix等厂商的嵌入式FPGA(eFPGA) IP和Codasip等厂商的RISC-V IP和定制处理器设计工具等产业链上下游协同，都为国内嵌入式计算/MCU/边缘计算产品升级提供了全新的支撑。

  eFPGA IP也在愈来愈普遍地走入嵌入式计算/边缘计算，还能够提供不同的资源配置和工业适应性（图片来自：Achronix）

  那么，国内自主嵌入式计算产业链，尤其是国产MCU的新突破点在啥地方呢？本文中谈到的相关上市公司及其产品和数据均不构成投资建议，敬请读者注意。

  华兴万邦认为，与基于x86的个人电脑、基于x86和慢慢的变多加速器的服务器和云计算、基于Arm低功耗处理器的移动计算不同的是，嵌入式计算是一种基于场景的计算，其特点是针对场景需求和同样重要的资源制约条件，卓有成效地去将计算/控制、网络和其他功能集成在一起。这也是成功的MCU厂家要拼型号，即同一种内核去提供很多型号的产品的原因。

  虽然多数嵌入式应用都是资源极为有限的应用，但是嵌入式计算正在慢慢的变强大，其正在集成诸如硬件加速器、硬件安全性等其他计算模式所具有的特性，同时还具有诸如汽车规范、工业规范和功能安全等其他计算模式不一定具备的能力。此外，从单一处理内核架构向异构计算等新兴模式迁移正在发生，例如在芯片中集成诸如嵌入式FPGA（eFPGA）逻辑阵列等新的可编程硬件。

  中国作为全球制造业门类最为齐全的第一大制造业国家、汽车产销量连续十多年保持领先的第一大汽车市场、基础设施建设投资遥遥领先的“基建狂魔”，中国的嵌入式计算场景数量和系统设备使用量都领先全球。因此，TI、Silicon Labs、Arm和瑞萨等国际巨头以不同方式前来捧场和参与首届Embedded World China，而且许多国产MCU和MPU开发设计公司也全情参展，以至于“股票代码”几个字成为了展场内最常见的高频词之一。

  从此次规模并不大的展览的展商来看，中国的嵌入式计算市场已得到了全球半导体行业的高度关注，这在某种程度上预示着对于目前正在忙于去库存的中国MCU企业，尤其是那些前几年从股票上市（IPO）和疫情期间大缺货中赚得盆满钵满而手握巨额现金的国产MCU企业，又有了再次突围的机会。既然在跟随行业巨头的同时可以走新的路径，那么新的路径可以从架构上就走自主创新之道吗？

  中国的新型工业化道路将为嵌入式计算/MCU带来非常大的机会，新能源汽车正在成为推手之一（资料来源：中国汽车工业协会）

  不可否认，选择Arm架构并照着ST和NXP等公司的热门产品去打造替代产品，是快速切入MCU市场、分享国际同行生态的一种成功之道。并且通过选用IAR Embedded Workbench for Arm这样的全球领先的商用开发工具，一些国产MCU厂商已经开发了可以进军汽车、工业和医疗这些中高端市场的MCU产品。但是一窝蜂的进口替代的最终结局就是国内厂商之间的相互替代，最后造成了去年以来国内MCU厂商利润大降、库存高筑、股价大幅度下跌的局面。

  而独立自主创造一种架构，那就从另一方面代表着要建立、推动和推广全新的生态，这不仅需要创新的技术，而且还需要在一个较长时间内持续投入人力和物力去运营创新生态。金钱投入对于每年都能够得到大量理财收入和政府资助的上市公司并无多大困难（你们可以从MCU领域上市公司的非经常性收入中看到各家企业有关数据），生态运营也能够获得华兴万邦这样专业机构的支持，因此从本质上是可行的。

  XMOS创新的xcore.ai架构可以在一颗芯片内为AIoT和边缘计算应用带来高性能、高灵活性和可编程性

  在全球范围内基于创新技术来建立独立生态也有不少成功的案例。以XMOS公司为例，该公司的创始人在早年看到了在FPGA和其他中高端芯片中的处理核心的底层技术很多都是数字信号处理器（DSP），就创新地开发了一种可以很方便重新配置的、内外部连接优化的、非常高效的DSP阵列芯片，并随市场需求的演变而演进开发了全新的xcore.ai架构。

  XMOS的xcore.ai架构和高性能芯片，是一种可帮助研发人员实现创新边缘计算、嵌入式计算和智能物联（AIoT）产品的单芯片解决方案,能轻松实现全面可重构、高确定性和低延迟，并集成了边缘人工智能（edge-AI）处理、DSP、控制单元和输入输出端口。该产品已得到了全球数百家客户的采用，发货量达数千万片，被大范围的使用在USB音频、智能家居、电话会议、智能停车、工业物联网和新消费终端等应用。

  XMOS发展出了一种独立的架构，并且在市场上也得到了认同，慢慢的变多包括中国厂商在内的开发者都在采用这种独特的架构，去打造差异化的高性能低功耗嵌入式计算、AIoT和边缘计算系统。XMOS的经验验证了自主架构的可行性，该公司将在6月27日举办xcore.ai架构应用在线研讨会,这是了解该架构及其应用和未来发展路线图的一个很好的机会，对怎么来实现芯片和系统架构性创新一定大有启发。

  RISC-V在近年的兴起，也为国内MCU、嵌入式计算和边缘计算芯片公司可以提供了新的机会，而且已有一批国内MCU芯片设计企业通过与市场应用验证过的IP厂商，以及IAR这类在业内久负盛名的工具厂商合作，在短短的几年内抓住自主创新等机会走出来自己的发展之道。同时，RISC-V的兴起，也为有定制处理器需求的用户或者芯片设计企业来提供了全新的发展契机。

  在EWC 2023期间，总部在上海的高性能MCU厂商先楫半导体（HPMicro）与嵌入式开发软件和服务的全球领导者IAR公司共同宣布达成战略合作：IAR最新的 Embedded Workbench for RISC-V版本将全面支持先楫HPM6000高性能RISC-V MCU系列，这是IAR 首次支持高性能通用RISC-V MCU产品系列。IAR为先楫半导体的创新产品提供全面的开发工具支持，包括代码编辑、编译、调试等功能，帮助研发人员充分的发挥先楫高性能RISC-V MCU的潜力。

  从EWC 2023展会现场来看，先楫半导体目前已量产的高性能通用MCU产品系列包含HPM6700/6400、HPM6300及HPM6200，该公司表示其性能已领先国际同种类型的产品，并通过了AEC-Q100车规认证和ISO 26262功能安全认证。先楫MCU产品被大范围的应用于工业、汽车和能源市场，涉及伺服电机控制、工业机器人、数字电源（PFC/LLC/CLLC）、储能BMS、逆变器、新能源汽车EVCC、车载OBD诊断系统、数字音频等多个应用领域。

  RISC-V的另一个优势是其更便于实现定制处理器（custom processor）或者定制计算(custom compute)，而正如我们前面分析到的，我国嵌入式计算和边缘计算的场景数量和应用数量名列全球前茅，因此产生的对定制处理器的需求十分巨大。同时，诸如Codasip这样的厂商可提供RISC-V处理器IP、处理器优化工具和定制处理器设计工具，则大幅度的降低了定制处理器的门槛。

  自主创新国策使很多定制处理器变成了“刚需”，例如随着国产大飞机C919进入批量制造，其中的航电系统就需要大量的定制处理器，采用通用处理器和FPGA芯片来做相关计算和功能控制，芯片中大量冗余部分不仅多出来了成本，并且还有延迟、体积、重量和功耗等挑战，此外，更重要的还带来了相应的风险。另一个例子就是国内存储器件产业的加快速度进行发展，依据自己颗粒和存储管理特点定制的处理器，比通用存储控制器芯片好用很多，在成本、功耗、延迟和可靠性等多方面有着非常明显的优势。

  所以在EWC 2023上，全球领先的RISC-V IP和处理器定制工具厂商Codasip的展位来了很多观众，找到Codasip希望进一步了解定制处理器的流程和成本。此前，Codasip的低功耗、高性能和应用处理器三大系列RISC-V处理器IP，加上该企业来提供的Codasip Studio定制处理器自动设计（EDA）工具,能轻松实现处理器的架构优化、软件/硬件协同设计和特定领域硬件加速设计，从而为全球许多细分市场龙头电子/芯片企业来提供了支持。2022年，全球RISC-V处理器芯片的出货量超过了100亿颗，Codasip客户出货量则超过了20亿颗。

  诸如Codasip这样的企业通过提供RISC-V处理器IP及定制处理器EDA工具，将定制处理器的设计过程大大简化

  越来越强的需求，再借助诸如Codasip的全系列RISC-V处理器IP和EDA工具，使处理器定制服务成为了一项前景广阔的芯片设计服务，也是目前在我国加快速度进行发展的服务型制造的一个新的模式。服务型制造作为中国制造高水平发展的三大模式之一，已被写入了十四五规划和2035远景规划，工业与信息化部联手浙江省支持在杭州成立了服务型制造研究院，开展相关研究、推广和示范遴选等工作。

  除了广谱的通用处理器和直面应用的定制处理器，打造差异化的处理器产品也是国内MCU厂商在进口替代以外的另一条新路。总结起来能够使用两种模式：MCU+和MCU-。以MCU为核心来定义产品能有非常多的扩展机会，而且成功案例非常多。在MCU+方面新赛道很多，如近年来像Silicon Labs等公司结合自己的射频（RF）技术和物联网安全技术优势打造了被物联网领域广泛引入的MCU+RF+安全无线SoC。在MCU-方面，过去大家一直在追逐更低功耗的MCU，现在则在推动更多的减法。

  国内也有更多在其他领域取得成功的中国芯公司开始利用MCU+模式进军MCU市场。例如本文一开头提到的中期利润增长两倍的北京华大电子是国产安全芯片的龙头，全球也能排进前四名，现在也开始做MCU了。该公司的产品是集成了Arm M0内核和安全芯片的安全MCU，大多数都用在智能表、工业设施等行业应用，以取代行业原有通用方案中独立MCU芯片和独立安全芯片模式。

  北京华大电子利用自己在安全芯片（SE）领域的优势，打造MCU+SE的功能化MCU，并大举进军物联网等市场（图片来源于华大电子网站）

  相较于目前需求量的确巨大但仍处于红海的消费性MCU芯片，工业MCU芯片是一条穿越当前经济周期，且能享受到政府刺激经济发展在基础设施建设等方面投入的细分市场，安全MCU也是响应信息安全需求和立足我国自有安全技术的一条差异化和更高效的技术路线。目前，北京华大电子的安全MCU系列已形成超低功耗安全MCU和通用安全MCU两大类三个系列近80款产品，能够覆盖很多物联网应用。

  除了常见的降功耗，MCU-也能带来很多有趣的产品。不久前，Silicon Labs推出了新型EFM8 BB50 MCU，它是一系列专为极小型物联网（IoT）设备打造的产品，能大大的提升设计灵活性，同时减少相关成本和复杂性。该产品其尺寸范围从边长2毫米（约#2铅笔芯的宽度）到5毫米（小于标准#2铅笔的宽度）。在这极小尺寸封装中，该MCU集成了丰富的模拟和通信外围设备，大幅度减少外部组件数量，从而明显降低产品总体物料清单（BOM）成本。

  Silicon Labs的BB5系列MCU体积最小可到2X2mm，并利用高集成度减少外围器件，成为一款有趣的MCU-产品

  这一系列特性使BB50成为微型、电池优化设备的理想选择，例如互联医疗设施、可穿戴设备、资产监控标签、智能传感器，以及牙刷和玩具等简单的消费电子科技类产品等。全新的BB50和较大的BB5x MCU系列具有适用于8位和32位的通用工具和软件，高性能内核，宽工作电压和低功耗模式，各种封装选项以及数百个固件用例等特性，能够在一定程度上帮助设计人员提高设计灵活性，同时减少相关成本和复杂性。

  近年来国内MCU芯片厂商已经取得了长足的发展，但是从领域内上市公司情况去看进口替代策略已经产生了明显的次生灾害。不过，这些MCU厂商已拥有了健全的技术团队、客户阵营和市场服务网络，同时手里又握着巨额的现金，因此具备了再一次实现突破的基础。通过打造自有架构、定制化和差异化等方式，借助中国市场丰富的场景让嵌入式计算再次腾飞。

  A股上市MCU公司的另一项巨大的优势是其非常高的市盈率，比如根据东方财富网6月21日的动态市盈率数据：中微半导（688380）为超过160倍，中颖电子（300327）为将近70倍，国民技术（3000077）为-25倍，兆易创新（603986）为将近120倍。这在某种程度上预示着这些芯片企业比他们的海外同行具有更高的筹资能力，可以更容易地募集资金来开辟新战场和发动新战役。

  手握巨量现金和高市盈率是A股上市中国芯企业的巨大优势，希望不久的将来再次看到中国芯企业的收购战役

  海外长期资金市场上同样的中国芯上市企业的市盈率至少低十几倍，比如一开始提到的、目前也在开发和推广安全MCU的北京华大电子，全资持有该公司的香港上市公司、央企中国电子孙公司中电华大科技（的市盈率还不到6倍，而且还是在2023年中期净利润还增长了多达200%有望达到6.5亿港元，7月底将每股现金分红0.08港元（含税）的情况下还有这样的低市值。

  中国芯企业通过自身研发以及与国际领先工具厂商合作全方位进军工业与车规MCU的应用市场

  从目前的形势来看，产业整合和通过资本联姻将成为未来中国芯领域内做大做强的手段之一，高市盈率的公司通过股市筹资去并购竞争对手或者目标市场玩家也符合规模经济规律和竞争法则，专业资本跨境购入诸如中电华大科技这样相对于A股上同行可能被低估的有突出贡献的公司股份并推动与自己其他的投资组合成员公司形成策略联盟，也都可以推动行业优化发展。因此，我们也可以从产业资本活跃度来观察行业发展趋势。

  特别说明：本文中谈到的相关上市公司及其产品和数据均不构成投资建议，敬请读者注意。

  相关通知：2023年11月23日，中电会展与信息传播有限公司与北京华兴万邦管理咨询有限公司将在上海新国际博览中心举办“A Chips China 2023暨首届国际硬件数据处理加速器大会”，大会以“看见远方 触达未来”为主题，围绕“赢在架构创新”的年度主题，邀请Imagination Technologies、芯动科技、比科奇微电子、Achronix、Codasip、IAR、沐曦集成电路、Silicon Labs、XMOS等行业领先厂商共同为听众奉献一场精彩的活动。作为中国首个专门介绍交流硬件加速器的大型研讨会，欢迎更多赞助商和合作伙伴与我们联系。关键字：编辑：张工 引用地址：从盆满钵满处跌落之后，基于场景的嵌入式计算是国产MCU等芯片的突围方向吗？

  领先的宽带接入和家庭网络技术供应商 Lantiq 今天推出其最新一代用于运营商线卡设计并支持全球 VDSL2 和 ADSL/2/2+ 标准的芯片组。VINAX V3 为网络设备供应商满足运营商各种 xDSL 部署要求提供了一个简单的解决方案。该解决方案不仅整合水平超越了行业标准，可为多种传输模版提供灵活支持，同时还具备新兴技术增强功能和领先的低功耗性能。 VINAX V3 芯片组重要特性如下： -- 功耗达到行业领先水平，每个通道只需0.9W，满足了未来宽带基础设施的环保设计目标，这中间还包括欧盟宽带设备能耗行为准则 (CoC) 中规定的要求。VINAX V3 同时也是首款兼容 AB 类或低功耗 H 类线路

  1 概 述 QST108是意法半导体公司针对人机界面的触摸按键控制而推出的电容触摸传感器。 其工作原理采用了美国昆腾公司的电荷转移电容专利技术(QProx)，支持8个独立按键，且可选择按键状态检测输出或I2C总线种正常工作方式；同时，通过软件命令可使其进入低功耗模式，当有按键按下时可被唤醒。QST108特有的相邻按键抑制算法使得一个按键在按下未松开时，其他按键处于无效状态；自校准和自动漂移补偿功能使其无须人工校准，从而逐步降低了QST108的应用难度。引脚配置如图1所示，各引脚功能如表1所列。 2 QST108的工作方式 2.1 按键状态检测输出方式 QST108具有按键状态检测输出

  的接口设计 /

  最近决定复习下AVR单片机，实际上也是为了借此复习下几种简单的通信协议，包括串口，SPI,I2 C等。 本来以为一两个晚上就能搞定的事儿，没想到竟耗费了一周晚上空余的时间。 当然主要是这次的要求要提高点，实现SPI的多机通信， 不但要发数据还要回传数据。 实际中还是遇到了比我想象中要大的多的困难。 即使是现在的实现方式也不是很理想。 下面是spi部分的代码，由于spi接收发送用的同一终端，感觉用起来形式不怎么样，还是采用了轮询标志位的方式 Code #include spi.h static char mode=1; void spi_init(char flag) { char tmp=0;

  SPI多机通讯 /

  2015年以来，高通、英特尔、三星、英伟达及国内芯片厂商等均已进入无人机市场。这些厂商目前推出了各具特色的无人机芯片解决方案，其共同的方向是推动无人机小型化、智能化、降低无人机制造成本、缩短技术开发时间，以此来降低该行业技术壁垒。 芯片巨头的加入将助推消费无人机进入2.0时代。第一代消费无人机主要是单片机，飞控芯片集成度低，图传、GPS、无人驾驶仪等模块必须单独采购并外接入芯片。在这种芯片解决方案之下，无人机飞控体积大多较大、计算性能低并且能耗较高，这就构成了第一代无人机的主要技术瓶颈。 芯片巨头的加入动摇了第一代无人机的技术竞争基础，可能会引起行业格局的洗牌。技术门槛降低之后，行业巨头原有的技术优势消失，而后发竞争者现阶

  在药品质量监测过程中，热源反应的测温是一项重要内容。药品检测有其特殊性，对检测系统的精度、稳定性、一致性和线性度等指标有着较高的要求。传统老式仪器大多是各类温度计，测试效率和精度都难如人意。根据现场监测要求，研制了基于单片机控制的热源自动测试仪，实现了在实验室内自动巡回测试30路热源，满足了现场测温准确稳定的高标准要求，成功地完成了药检实验室测试仪器的更新换代。 1测试仪器系统组成与工作原理 本测试仪器的工作原理图如图1所示，对多点测试的热源数据经多路转换开关，送入仪器放大器实现差值放大后，用V/F转换器将电压信号转换成一定频率的脉冲信号，送入8051单片机的T0口，T0为计数器，T1作为定时器，在定时时间内

  所谓TWS蓝牙芯片，是专为TWS蓝牙耳机而设计的一种主控芯片。这是随着苹果AirPods而面世的一种产品品种类型。因为市场增速迅猛，在过去两三年内，TWS蓝牙芯片市场在国内就吸引了恒玄、华为、中科蓝讯、杰理、炬芯、紫光展锐和汇顶等一众厂商投身其中；在中国台湾也有络达、瑞昱和原相等强悍竞争对手；海外也有高通和Cypress这些大玩家。而现在，国内有一家专注于物联网无线通讯、安全和终端智能的芯片厂商也已悄然入局，它便是物奇微电子。 成立于2016年的物奇微电子是一家专注于物联网通讯、安全和终端智能半导体芯片研发的公司。虽然企业成立时间不长，但已陆续获得多个投资机构的认可。据集微网了解，2018年11月，物奇微电子获得了光大、中关村大河

  领域里的一匹黑马 /

  这两日，华为申请公布的一项专利引发关注。该专利由哈尔滨工业大学与华为技术有限公司联合申请，内容是 一种基于硅和金刚石的三维集成芯片的混合键合方法 。自此公布至昨日，培育钻石概念涨超16%。 许多人不禁疑惑，这项专利究竟指代的是什么？事实上，可以把这项专利关键词拆解，即“硅基与金刚石基衬底材料”“三维集成芯片”“混合键合”。 付斌｜作者 电子工程世界（ID：EEworldbbs）｜出品 钻石芯片，怎么造 比起钻石，更准确的说法应该是金刚石，据企查查专利查询显示，该专利主要使用在在“硅基与金刚石基衬底材料”上，这一句的重点是“衬底”。 芯片是从晶圆上切下的来，晶圆的英文是Wafer，与“威化”是同一单词

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