一秒出货32颗MCU是如何练成的？| 智慧产品圈

从事物联网开发设计的唐老师在用了某公司32位MCU和开发板之后，从此就“迷”上了它，一直用了有数年之久。他说，此款芯片的好处不只在性价比，还在于极易上手的开发板，将技术融入服务降低了开发门槛。而这就是ST（意法半导体）的STM32产品系列。

STM32“列车”在开启了“十年”之后，也迎来了丰实的收获：“2007年，ST发布全球首款STM32产品；到2012年，全球出货量达到了1亿片；到了2013年，全球出货量更蹿升至10亿片；2013～2016这三年又增加了10亿。”ST微控制器事业部市场总监Daniel Colonna告诉《智慧产品圈》记者。这些惊人数字的背后，不仅成就了ST的蝶变之旅：从2007年到2016年ST在中国的市场份额从2%增长到14%，名列国内32位MCU市场出货量第二，亦折射出MCU市场的进化史。

算起来，ST第一个十亿出货量花了6年，第二个十亿出货量仅花了3年的时间，而未来的“生长”速度还会更快。ST亚太区MMS(微控制器、存储器及安全微控制器)及物联网副总裁Arnaud Julienne对此解读说，一则因为ST不断推出领先产品，是业内第一个研发基于ARM Cortex-M3内核的MCU厂商，并且一直均是ARM内核新品的首发阵营。同时，ST持续创新，不断丰富产品线，十年来STM32拥有L1、F2、F4、F0等共计10大产品系列，700余款产品，强大的从超低功耗到高性能产品阵容满足了多重市场需求。

二则ST采取了大众市场计划，依靠优秀的应用设计方案和生态系统，不仅服务于大客户，同时也支持中小客户和新兴企业。目前，ST的70%销售额来自中小客户。在前不久的STM32峰会上，几十家合作伙伴展示了包括LoRa、蓝牙和WiFi模块、NB-IoT诊断仪、无人机、手表、机器人、多功能汽车总线通信平台和安全认证的RTOS等百余种解决方案。 

显然，STM32的创新也激发了客户的创造力。Arnaud Julienne举例说，与亚马逊合作的线上采购按钮，可放在家里或任何场所，进行智能设置后，消费者只需一键就可网上订购相关产品。在最新的苹果无线耳机里也采用了STM32。而中小客户和初创公司开拓的新应用更是不胜枚举，例如摩拜单车的智能车锁就采用了STM32F1系列MCU。

看来，STM32的“胜利”不仅是ST十年磨一剑的胜利，亦提供了MCU厂商在市场打拼的“范式”。中国软件行业协会理事、嵌入式系统分会副理事长何小庆曾指出，在32位MCU市场中，芯片设计和制造技术固然很重要，但生态的建设、开发工具的研究、嵌入式OS的支持、创新型的应用案例、稳定的货源供应和技术支持也非常重要，每一项都缺一不可，全都做好了真不容易。而ST以“数字”佐证了其“全武行”的实力。

在MCU“高速”上高速急驰的ST，自然有更宏大的目标。Arnaud Julienne 提到，ST的目标是在2017年达到每秒钟32颗出货，2020年销售额达40亿美元，在中国MCU市场份额增长至20%。

要支撑这样的目标，一方面要着眼于市场的驱动力，另一方面ST需不断“修炼”。IHS Markit最新预测显示，中国MCU的市场发展主要驱动力来自汽车电子、工业和消费市场。2016年中国MCU市场销售额为39.2亿美元，未来5年将保持复合增长率7.1% ，并在2020年达到55.2亿美元。如此高速增长的市场，竞争热度自然不减，除国际大厂合纵连横之外，国内厂商也在风生水起。但数字显示ST、NXP、TI 和瑞萨等8大MCU厂商全球市场份额合计达到了88%，二八法则再次完胜。

着眼于中国MCU市场需求更低功耗、更高性能的两大方向，ST也在加强构建更全面的设计方案和生态系统，以全力巩固“势能”。Arnaud Julienne表示，将持续推进STM32在物联网、工业等领域应用，注重低功耗的无线产品线，无线领域除在Wi-Fi、Bluetooth和Thread会持续投入外，在热门的NB-IoT、LoRa、SigFoX都已开发产品，也注重高性能产品线以应对工业控制等需求。性能更高的H7以及更优化的F0系列将很快面世。在安全性层面，着力在工艺、软件库和外设方面嵌入更多安全机制，提升STM32的安全性。同时，不断加强云端连接模块无缝地与国内外云平台厂商和其他应用进行连接能力。在与传感器融合的垂直应用领域如IoT、智能家居、智能交通、智能工业领域也将加大投入力度。

“ST面临的挑战不仅是竞争对手的环伺，产能的准备和技术的储备都是巨大的挑战。”Arnaud Julienne直言，“但ST已做好全局规划，将最大化地满足市场需求。”

STM32的“进阶”亦侧面折射出MCU市场的“进化史”。

Daniel Colonna提到，十年前ST发布的STM32，采用180nm工艺，72MHz主频，拥有128KB闪存，20KB RAM，在当时已属最高性能。而ST最近发布的新产品STM32 M7，则采用40nm制程，主频达到400MHz，Coremark测试达到2020分，仍属业界一流。
 
制程工艺的升级将给MCU 生态环境带来挑战，比如初期制造成本的增加，芯片设计复杂性增加。意法半导体中国微控制器事业部市场及应用总监曹锦东随着中国的创新会越来越多，应用场景也会越来越多样化，对MCU的需求也会走高，表现在软件开发难度增加、应用设计方案升级以及物联网应用带来MCU和RF 以及Sensor集成，进而带来功耗管理和PCB设计等一系列棘手问题。

从市场来看，32位MCU 已成为嵌入式市场主流，而最大的驱动力仍来自于IoT。IC Insight 预测，未来6年，IoT市场 32位MCU销售额和销量的复合增长率分别高达17.6%和25.6%，而32位MCU在所有市场中增长率是10%，这意味着IoT市场对32位MCU的需求远超市场平均水平。

虽然市场向好，但要警惕的是MCU的应用走向。“MCU市场是非常动态的，涉及新应用、传统应用，也会有应用消失。” 曹锦东分析到：“有一些过去没用MCU现在要用MCU的应用，如共享单车；或过去用MCU的应用现在依然在用MCU，但需更高性能、更低功耗的MCU；或过去用MCU，现在则把MCU功能集成到SoC中，抢占部分MCU市场。因而MCU厂商要不断调整策略以‘适应’新的变化。”