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广西快乐10分破解如何计算器: 全球集成電路行業發展分析及全球MCU行業發展規模分析

據中研產業研究院發布的《2017-2022年MCU市場競爭格局分析與投資風險預測報告》統計數據顯示

全球MCU行業發展現狀分析

一、全球集成電路行業發展分析

作為半導體產業主導類型,集成電路自誕生以來,帶動了全球半導體產業20世紀60年代至90年代的迅猛增長,進入21世紀以后市場日趨成熟,行業增速逐步放緩,2011年、2012年因受歐債?;?、美國量化寬松貨幣政策、日本地震以及終端電子產品需求下滑影響,半導體銷售增速分別下降為0.4%和-2.7%。

隨著2013年以來全球經濟的逐步復蘇,PC、手機、液晶電視等消費類電子產品需求不斷增加,同時在以物聯網、可穿戴設備、云計算、大數據、新能源、醫療電子和安防電子等為主的新興應用領域強勁需求的帶動下,2013年全球半導體產業恢復增長,增速達4.8%。2014年全球半導體銷售市場繼續保持增長態勢,增速達9.9%,銷售規模達3,358.43億美元,未來兩年全球半導體市場規模將呈穩步增長趨勢,2017年全球半導體市場規模將增長至3,464.50億美元。

圖表:2011-2016年全球集成電路市場規模及增速

數據來源:WSTS、中研普華數據整理

目前,全球集成電路市場主要由美國、歐洲、日本、韓國及中國臺灣的企業所占據,2016年世界前20集成電路廠商中,8家為美國企業、3家為歐洲企業、3家為日本企業、3家為中國臺灣企業、2家為韓國企業、1家為新加坡企業。

圖表:集成電路全球消費地區占比

數據來源:WSTS、中研普華數據整理

作為半導體行業的核心部分,集成電路在近半個世紀里獲得快速發展。早期的集成電路企業以IDM(IntegratedDeviceManufacturing)模式為主,IDM模式也稱為垂直集成模式,即IC制造商(IDM)自行設計、并將自行生產加工、封裝、測試后的成品芯片銷售。隨著加工技術的日益成熟和標準化程度的不斷提高,集成電路產業鏈開始向專業化分工方向發展,逐步形成了獨立的芯片設計企業(Fabless)、晶圓制造代工企業(Foundry)、封裝測試企業(Package&TestingHouse),并形成了新的產業模式——垂直分工模式,在該模式下,設計、制造和封裝測試分離成集成電路產業鏈中的獨立一環。從全球產業鏈分布而言,芯片設計、晶圓制造和封裝測試的收入約占產業鏈整體銷售收入的27%、51%和22%。

目前雖然全球半導體前20大廠商中大部分仍為IDM廠商,如三星(Samsung)、英特爾(Intel)、德州儀器(TI)、東芝(Toshiba)、意法半導體(ST)等,但由于近年來半導體技術研發成本以及晶圓生產線投資成本呈指數級上揚,更多的IDM廠商開始采用輕晶圓制造(Fab-lite)模式,即將晶圓委托晶圓制造代工企業廠商制造,甚至直接變成獨立的芯片設計企業,如超微(AMD)、恩智浦(NXP)和瑞薩(Renesas)等,垂直分工已成為半導體行業經營模式的發展方向。

二、全球MCU行業發展規模分析

隨著行動通訊與嵌入式裝臵的流行,強調高效能、低耗電的應用處理器紛紛進駐各種3C消費電子與可攜式智慧產品,而功能簡便且超低功耗的MCU,以更簡易的硬體架構與超低成本,應用在各種不同的領域,包括:穿戴式裝臵、家電、車用電子、??仄?、工控、無線感應網路等各種物聯網(IoT)的應用。

盡管都是以運算為主要目的,但是MCU的發展方向與一般PC并不相同。PC需求的是效能,也因此對于處理器的性能、指令周期與記憶容量的需求是沒有止盡的。然而對MCU來說,就以物聯網的使用需求來看,主要目的在于對物聯網系統的信息收集與控制為主,所面對的都是單純的數據,因此并不需要追求無止盡的運算效能,而由于MCU在信息采集、處理、控制領域具有的高效能、低功耗、低成本的特點,使其成為物聯網重要的硬件支持。

圖表:2014-2016年全球MCU市場規模

數據來源:WSTS、中研普華數據整理

在物聯網的世界,普遍需要運算單元處理所收集的數據,而微控制器(MCU)即為這些電子裝臵上執行運算的組件,需求也隨著物聯網應用的發展水漲船高。

2014-2019年整體MCU市場的年復合增長率為4%,但應用于IoT的MCU產值則有11%的增長,預估至2019年IOT相關應用的MCU市場可達28億美元。

MCU技術發展線路

開發工具

8位MCU時代,開發工具很簡單,MCU功能簡單,存儲器容量很小,應用代碼甚至可以使用匯編語言書寫,簡單的下載和編程工具可以勝任開發工作,后來隨著MCU功能增加,存儲器容量增加,C語言逐漸成為首選,集成開發環境(IDE)和JATG調試漸成主流,這種方式主導了過去20年MCU開發模式。

隨著物聯網的興起,大量的電子產品急需智能化升級,聯網就成為基本需求,特別是無線網絡,RTOS從以前的嵌入式系統中“奢飾品”變成今天的“必需品”。得益于開源社區和開源軟件的幫助,開源的RTOS比如像FreeRTOS、uC/OS和ConTIki已經成為開發者的優選。專門針對物聯網應用的物聯網OS也應運而生,比如ARMmbedOS、慶科MicoOS和華為LiteOS,其實這幾種物聯網OS的內核也是基于開源的RTOS技術。

開發工具(IDE)價格昂貴,讓創業者望而卻步,借助開源軟件,MCU企業紛紛推出自己的IDE,比如瑞薩的e2studio、芯科的SimplictyStudio和NXP的LPCXpresso,這些IDE是基于開源Eclipse,編譯軟件也是開源的GCCARM。芯片公司的IDE雖然在功能和優化上無法與Keil和IAR相比,但已經完全到達可用的程度。ARM開發了基于Web的mbed工具,開發者不需要購買和安裝任何IDE,只要有一塊mbed兼容的開發板,就可以進行嵌入式開發。如果你使用的是Arduino開發板,ArudinoIDE集成大量開源硬件知識庫,讓你開發如虎添翼,事半功倍。

今天,有了強大的開源的生態環境,MCU開發者不再會因為缺乏資金無法購買開發工具,無法獲得技術支持,因而耽誤項目開發而犯愁了。

制造技術

摩爾定律推動了芯片產業輝煌了40年,其中制程工藝發展是重要的助推劑。傳統的MCU,比如8位OTPMCU,長期是使用0.5u的制程工藝,隨著時間的推移,設備和技術更新,現在主流的MCU制程是180nm,甚至90nm技術,展望不遠的將來,使用40nm甚至28nm制程工藝的MCU也不是遙不可及事情。

更先進的制程工藝會在MCU內部集成更多的晶體管,使處理器實現更多的功能和更高的性能。這樣MCU核心尺寸的大小就不是很重要的因素了,更多的32位MCU核心將替代8位,芯片的體積也不會變大,功耗反而會更小。此外,先進的制程工藝還能帶來片內FLASH容量的增加,未來1MB甚至4MB的FALSHMCU也是常見的產品了。

當然,制程工藝將會給MCU生態環境帶來挑戰,比如初期制造成本的增加,芯片設計復雜性增加。32位核心導入,軟件開發難度增加,以及物聯網應用帶來MCU和RF以及Sensor集成,進而帶來功耗管理和PCB設計上一系列棘手問題。

應用設計方案

MCU應用五花八門,從最小的消費電子產品,到大型工業機器人,幾乎涵蓋了所有嵌入式電子產品。早期的MCU芯片公司只是提供應用指南和參考設計代碼,方案性的設計一般是客戶自己完成,或者由專業的方案公司和代理商完成,然后交給設備廠商生產,這樣模式至今依然大量存在。

隨著物聯網興起,電子產品智能化需求越來越多,傳統產業升級已經迫在眉睫,電子產業急需MCU廠商提供更多更好的創新型設計方案。隨著電商時代到來,渠道的扁平化,傳統芯片代理商已經無力投入日趨復雜的方案設計,行業日趨細化和深入,傳統的方案商已經轉型成產品提供商,應用設計方案的重任再次落在MCU公司身上。

全球領先的MCU企業,比如ST、NXP、TI和瑞薩等公司,他們都能提供許許多多MCU應用解決方案,這些方案的技術越來越前沿,功能越來越完善。比如STM32峰會上展示的預防黑客侵入的智能鎖的安全解決方案,可以在小屏幕上實現美觀流暢的游戲界面的超低功耗MCU智能手表方案,以及基于低成本STM32F7MCU的LoRa網關。

近年興起的創客運動也是MCU應用方案的一大貢獻者。創客們大量采用的Arduino開源硬件,Arduino采用的MCU是Atmel公司的AVR系列處理器;機器人項目Pibot則采用Arduino作為核心控制板。在開源硬件環境下,沒有開發基礎,只有創意的開發者,也可以完成自己的產品開發??⒚偶韉慕檔土?,將吸引更多的人實現創意,極大地增加產品的種類和數量,從而導致對MCU需求的增長。

想要了解更多關于行業專業分析請關注中研普華研究報告《2017-2022MCU市場競爭格局分析與投資風險預測報告


MCU行業發展機遇大,如何驅動行業內在發展動力?

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