2020物联网趋势预测 | MCU、5G基站、65WPD等市场前景可期

2020-01-02 14:38:31 EETOP

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嵌入式技术因其具有可控制、可编程、成本低等特点，在物联网中拥有广阔的发展前景。当前的嵌入式技术也与时俱进的融进了边缘计算、人工智能等新兴技术。12月19-21日，在深圳刚结束的2019深圳国际电子展(ELEXCON)上，其中的IEE深圳国际嵌入式系统展，就全面展示嵌入式系统/MCU/存储在5G、人工智能与IoT、汽车智能技术、新能源等领域的新技术和新产品。EETOP记者特别前往深圳参加这一年一届的年度盛会。并分别深度采访了意法半导体、武汉新芯集成电路制造有限公司、芯旺微电子技术有限公司、南京沁恒微电子股份有限公司四家企业代表。

ST用新品拓深拓展MCU市场，未来将在三大方向重点发力

ST每年都会发布很多新品，以充分保证在市场上的竞争力。2019年也不例外。在此次展会上，ST就展出了非常多的新品，比如：

STM32MP1，这是ST第1颗基于Cortex A系列的产品。
STM32G0，这个是ST新一代入门级的32位的产品。
STM32G4系列，这个系列是ST首次内带数字运算加速，数模混合MCU。
STM32WB是ST第一款基于低功耗蓝牙5.0的SOC。
STM32L5系列，这个系列是ST第一款内置 Cortex M33内核的系列， Cortex M33就是内置了一个安全性能的TrustZone。
STM32H7的双核系列，它具备超高性能，里面两个内核，一个是Cortex M7，一个是Cortex M4。Cortex M7主要是运行在480M下，可以做高分辨率的HMI界面；M4是跑在240M，主要负责控制。

ST的MCU产品非常丰富，共有两大产品线，即STM8和STM32，其中STM8是使用的是自有内核。对于Arm所有的Cortex内核，ST都有对应产品。得益于丰富的新品开发，ST的MCU也有非常多的创新应用.

任远，意法半导体亚太区大中华与南亚区微控制器市场部经理

对于未来新品的开发方向，意法半导体亚太区大中华与南亚区微控制器市场部经理任远表示：”未来ST在MCU领域，将重点关注三大方向。一是更高的性能，现在MCU最高主频可以跑到480MHz，MPU主频目前最高650MHz，后续性能还会进一步提升。第二个方向是无线，物联网应用对无线的要求会越来越多。第三个方向是安全性。安全一直是物联网应用中一令人头疼的问题，随着通讯功能越来越多安全性问题变得越来越重要，包括现在比较典型的一些物联网应用，如智能锁、以及智能计量仪表，都需要有特定的或特质化的安全方案。STM32L5系列是ST第一颗基于Arm Cortex M33，内置Trustzone的芯片。，未来，ST不仅会用到Arm内核的安全性，在自己的芯片设计中，也会加入很多安全元素，如读写保护、PCROP，还包括ST自有的安全固件安装、安全固件升级等。”

武汉新芯看好5G基站，致力于推出更大容量的NOR Flash

在ELEXCON2019上，武汉新芯集成电路制造有限公司（以下简称“武汉新芯”）宣布推出业界先进的50nm Floating Gate工艺SPI NOR Flash宽电压产品系列XM25QWxxC。该系列支持低功耗宽电压工作，为物联网、可穿戴设备和其它功耗敏感应用提供灵活的设计方案。据了解，XM25QWxxC系列产品的读速在1.65V至3.6V电压范围内可达108MHz（在所有单/双/四通道和QPI模式下均支持），提供比其他供应商更快更强的性能，在电源电压下降后，时钟速度没有任何减慢。其传输速率可以胜过8位和16位并行闪存。在连续读取模式下能实现高效的存储器访问，仅需8个时钟的指令周期即可读取24位地址，从而实现真正的XIP（execute in place）操作。

”其实NOR Flash相对来说是一个比较成熟的产品，我们也致力于往前突破的研发，后续会有大容量的NOR Flash，像现在的512的NOR Flash只有美商和台商他们能做。但我们的想法是说现在正在研发512Mbit的这种Flash通到我们5G的基站。因为5G基站后面是一个非常大的增长点，那这块对我们来说是后续一个比较重要的方向。“武汉新芯自主品牌市场销售负责人马珮玲在接受采访时表示，5G是国家的重点战略，目前中国也是发展的最快的。5G基站的量是一个爆发性的增长，未来5-8年时间里都会持续增长。武汉新芯后续的整个产业也都会往5G基站的方向拓展，研发出国产的高端NOR Flash，致力于让中国在高端芯片技术上不再受制于人。

不过，马珮玲表示，对于5G基站，512Mbit其实是不够的。目前，武汉新芯上海和武汉两个团队都在加班加点，致力于开发更大容量的NOR Flash。利用5-10年的时间，有望能追赶上全球的先进水平，但超越不敢说，谁也不会停留在原地儿等候。

国产MCU芯希望：芯旺微KungFu8量产5亿片，2019面向工业和汽车市场再推新品

MCU市场并不存在一个一统的“生态”，因此也很难出现垄断性的企业。目前，绝大部分MCU制造商都是基于Arm Cortex-M架构来开发自己的MCU产品，还有少部分非常看好RISC-V，已经推出相应的基于RISC-V架构的产品，并且加入这个阵营的厂家也越来越多。与此同时，这些厂商，同时也都有属于自己的指令集架构产品，虽然自有架构也并没有实现真正的“大众化”，不过在某些细分领域仍然可以争得到一席之地。也是基于这个产业的特殊性，始终坚持自研的芯旺微电子技术有限公司（下文简称“芯旺微”）在经过十几年的发展之后，2019年迎来了集中爆发的飞越增长。

在本次展会商，芯旺微重点展出两大系列的产品：第一个系列是 KF8A 系列 17 款高可靠、高安全性的车规级 MCU，该系列产片打破了车规级 MCU 一直被国外巨头垄断的局面，已经成功向客户大批量交付，这也是芯旺微在汽车市场多年耕耘所积累的成果。第二个系列是公司历经六年研发的全自主架构 32 位 MCU KF32 系列，KungFu32 处理器，吸纳了芯旺微多年的低功耗、高可靠性设计经验，在此基础上规划和设计了系列特色鲜明的产品，不存在芯片IP授权问题，也没有被禁止使用的风险。

据介绍，KF32 系列动态功耗仅有 60uA/MHz，在 Shutdowm 模式下功耗仅有 0.2uA，与国际厂商的领先水平不相上下；在性能方面，高达 120M/150DMIPS；在可靠性方面，在先进工艺制程下，ESD 可以达到 8KV(HBM)，EFT 可以达到 4.2KV，这在 32 位 MCU 产品中属于最高等级。此外，多 I/O 也是新产品的一大亮点，100PIN@97 个 I/O,48PIN@45 个 I/O，平均 I/O 占用率高达 95%，是同类产品中最高比例。集成度方面拥有高集成度的外设资源，除了常规的功能外设之外，还提供了一些特殊外设，例如 LPUART、 LPCAN、LPTI MER、LPTouch、CFGL（可编程逻辑门单元）等。KF32 系列在保证和提升高可靠性能的同时，进一步实现了在低功耗、高可靠、高性能三方面的极致均衡，补齐了这三者都兼容的短板，树立了低功耗、高性能和高可靠 32 位 MCU 新标杆。

丁丁，芯旺微电子技术有限公司 VP

KungFu32 架构是采用芯旺微自己独特的一套学习方法，兼具高性能、低功耗的架构。据了解，芯旺微KungFu32位的单片机，从立项到2019年量产前后历时了6年，中间花了很多的时间去解决问题。核心的高可靠性、低功耗的器件，不是一蹴而就的，中间有非常多的问题需要投入大量的人力、从底层仔细的去解决。针对业界普遍看好的RISC-V架构，芯旺微电子技术有限公司 VP 丁丁表示：“RISC-V的定位其实和我们一样，大家都是在各自的细分领域寻找一些创新点，继续往前发展。芯旺微10年前推出的KungFu8的内核架构，目前已经成功批量量产5亿片了，我们也是通过这一系列的产品量产成功的生存下来了，而且还有一定的积累和发展。我们会始终坚持自研，希望各自精彩。

当前，汽车工业正在发生根本性的变化，自动化、电气化和移动通讯技术将汽车变成了带轮子的超级计算机，其中蕴含了巨大的半导体机会。随着 5G 商用大潮的推动，ADAS 和工业互联网行业将迎来高速成长，从最底层传感设备、执行部件、数据处理和传输模块，再到整体设备的智能化和网联化，都对高性能、低功耗处理器提出了更多的需求。对于芯旺微2020年的战略规划和市场方向，丁丁表示：“工业领域需求的芯片技术门槛虽然很高，但芯旺微付出了足够的耐心和定力，坚持在这个领域用高可靠性产品吸引客户，解决客户急需解决的问题，获得了广大客户的认可，我们坚信干困难和有价值的事，必有所得！目前芯旺微已面向这些领域布局了一些列超低功耗 MCU 和专用 SOC 芯片，且凭借多年来专注于超低功耗、高可靠混合信号 MCU 的技术研究基础，还可以为客户快速迭代出个性化产品。”

2020年65WPD快充会占主流市场

2020年PD快充会占主流市场，自PD充电协议普及以来，大量PD充电器迅速占领市场，很快呈现出一统快充市场之势。目前，不仅手机、移动电源纷纷支持PD协议，switch游戏机、笔记本等设备也快速加入到PD快充阵营中。南京沁恒微电子股份有限公司（以下简称沁恒微电子）硬件技术总监杨勇表示，2020年PD快充会占主流市场。

杨勇，南京沁恒微电子股份有限公司硬件技术总监

沁恒微电子是一家专注于连接和控制的芯片设计公司，本次展会上，沁恒微电子主要展出了三大系列的产品：BLE无线MCU CH57x；USB PD等多快充协议芯片；CH32F103系列芯片，基于32位Cortex-M3内核设计的通用微控制器。杨勇详细介绍了这几款介绍的特点。

BLE无线MCU CH579：片上集成低功耗蓝牙BLE通讯模块、以太网控制器及收发器、全速USB主机和设备控制器及收发器、段式LCD驱动模块、ADC、触摸按键检测模块、RTC等丰富的外设资源。
USB PD等多快充协议芯片CH234，单芯片集成PD3.0/2.0，BC1.2等快充协议，支持隔离AC/DC多档恒压或限流高压电源管理，支持光耦直驱进行电压调节，节省431等外围器件，外围精简。无线充电专用芯片CH246，支持5W/7.5W/10W无线充电输出，输入支持PD3.0/2.0、BC1.2等多种协议；内置MOS全桥驱动器、无线收发电路，无需运放等外围器件，外围精简；支持动态FOD异物检测。
CH32F103芯片特点：片上集成2路USB接口，其中1个支持USB主从一体（低全速），多通道TouchKey检测功能及1个12位DAC转换模块，同时还内嵌了多通道12位ADC转换模块、多组定时器、CAN通讯控制器等丰富外设资源。