近日，有 TI 傳聞，“ MCU 研發(fā)團(tuán)隊撤出中國，遠(yuǎn)赴印度”，這則新聞在芯片界或電子行業(yè)被廣泛關(guān)注。各種解讀諸如“德州儀器 MCU 敗走中國，轉(zhuǎn)投印度”、“國內(nèi)HR瘋狂搶人”、“國產(chǎn) MCU 廠商迎來新契機(jī)”四起，甚囂塵上到“海外 MCU 廠商未來會成為今日的 TI”。隨后，TI 中國官方辟謠，沒有裁撤任何員工。

據(jù)知情者透露，德州儀器解散了上海研發(fā)中心的MCU團(tuán)隊，并把原MCU產(chǎn)品線全部遷往印度，這一事件屬實。

至于目前團(tuán)隊的所有成員，則被分散安排到了其他產(chǎn)品線。德州儀器給員工提供了兩個選擇，要么接受公司的安排，要么主動離職。這是多數(shù)公司裁撤部門或業(yè)務(wù)線的標(biāo)準(zhǔn)動作，至于影響到多少 TI 員工，國內(nèi) MCU 廠商是否能挖到高價值研發(fā)人員，在此不予深入討論。MCU 的未來發(fā)展是本文重點(diǎn)。

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TI 還是那個 TI，只是 MSP430 不太靈了

德州儀器深耕中國市場多年，是 MCU、DSP 的老牌玩家，模擬和嵌入式兩手抓，不僅為市場帶來產(chǎn)品，還是中國電子行業(yè) MCU 領(lǐng)域市場培育的拓荒者。

在 MCU 界，這家模擬芯片巨頭的嵌入式產(chǎn)品代表作是 16 位低功耗 MCU MSP430，以及制霸多種應(yīng)用的數(shù)字信號處理芯片?DSP C2000。TI 通過與中國高校廣泛建立聯(lián)合實驗室、出版教材以及中國教育年會等高舉高打的方法手段將 MSP430 植入國內(nèi)教育生態(tài)。即便是今天 16 位 MCU 不再擁有趨之若鶩的市場熱度，TI 仍以全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽冠名贊助商的身份，在中國高校里享有一定的話語權(quán)。

TI 的嵌入式產(chǎn)品采用科普式市場推廣的方式，為 MSP430 系列的盛行打通了任督二脈；但后來在 arm MCU 崛起之后，TI 先是折戟 Luminary 的收購失敗，導(dǎo)致 arm 轉(zhuǎn)型猶豫不決；后續(xù)自研芯片 MSP432 也在市場受挫。自有內(nèi)核+arm Cortex-M 內(nèi)核并行的騎墻式嵌入式產(chǎn)品策略失效，16 位 MCU 產(chǎn)品市場迅速萎縮；同時，來自 8?位 MCU 和 32 位 MCU 的市場雙向擠壓，也不斷蠶食 16 位已有的存量市場。

從另一角度說，2006-2011 年，TI 的第二次轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略就是將業(yè)務(wù)重點(diǎn)投向模擬和嵌入式及工業(yè)市場產(chǎn)品生命周期更長的產(chǎn)品業(yè)務(wù)，斷臂智能手機(jī)市場，以當(dāng)時半導(dǎo)體業(yè)最高收購價 65 億美元收購美國國家半導(dǎo)體，專注于工業(yè)和汽車兩大領(lǐng)域。

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此后，TI 鐵了心要做模擬大佬，嵌入式業(yè)務(wù)投入不斷減少。依據(jù) TI 最新公布的 2022 年 Q1 業(yè)績，嵌入式業(yè)務(wù)僅占銷售總額的 16%，而模擬業(yè)務(wù)的占比為 78%，營業(yè)利潤也相差甚遠(yuǎn)。

TI 解散上海 MCU 研發(fā)團(tuán)隊，并把原 MCU 產(chǎn)品線全部遷往印度，這一決策更可能是 TI 在公司層面的戰(zhàn)略調(diào)整，其中包含醞釀十年的主動轉(zhuǎn)型因素，并非對中國市場的放棄。

8位、16位、32位MCU產(chǎn)品選型?

對于開發(fā)者來說，在設(shè)計過程中，項目需求確定后的第一步就是為嵌入式產(chǎn)品應(yīng)用選擇合適的 MCU。三種主流選項分別是 8 位、16 位和 32 位 MCU。

8 位 MCU
8 位微控制器應(yīng)用極為普遍，堪稱成本敏感型應(yīng)用的主力器件，最具代表性的產(chǎn)品是 8051。低成本、低功耗的 8 位微控制器非常能打，幾乎適用于任何小功率應(yīng)用：主流微控制器中功耗最低的器件，某些器件待機(jī)電流低于 100nA。使用也相對簡單，8 位微控制器大多基于累加器，盡管一些較新的架構(gòu)具有寄存器組，編程模型簡單且有限：累加器或帶單個狀態(tài)寄存器的小寄存器組、堆棧指針，以及一個或多個變址寄存器。堆棧往往都是硬件堆棧，并且固件無法訪問程序計數(shù)器 (PC)。

盡管 8 位架構(gòu) MCU 廣受青睞，可一旦涉及網(wǎng)絡(luò)和通信就遇到了瓶頸，幾乎所有通信堆棧和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都采用 16 位或 32 位。在物聯(lián)網(wǎng)時代的今天，8 位 MCU 逐漸失去了市場話語權(quán)。此外，即便是高端 8 位微控制器也往往局限于 16 位尋址，不具備分頁機(jī)制，限制了固件的大小和復(fù)雜性。?

16 位 MCU

16 位微控制器雖都基于寄存器，但架構(gòu)同 8 位內(nèi)核一樣簡單。因此，16 位內(nèi)核往往都具有良好的低功耗性能，電流消耗明顯低于 32 位架構(gòu)，功耗則幾乎與 8 位內(nèi)核一樣低。如果應(yīng)用需要進(jìn)行高等數(shù)學(xué)運(yùn)算，一些 16 位微控制器具有數(shù)學(xué)協(xié)處理器，在相同的內(nèi)部時鐘速度下其數(shù)學(xué)性能可與 32 位內(nèi)核媲美。?此外，許多通信協(xié)議棧都支持 16 位微控制器聯(lián)網(wǎng)。對于以太網(wǎng)、CAN、USB 和 Zigbee 等協(xié)議棧，只要應(yīng)用程序代碼的性能足以支持堆棧，那么使用 16 位微控制器的運(yùn)行速度不亞于 32 位微控制器。

傳統(tǒng) 16 位微控制器使用 16 位尋址，只能訪問 64KB 的存儲器。不過，如今許多 16 位架構(gòu)都使用高達(dá) 24 位的擴(kuò)展尋址，相當(dāng)于擴(kuò)充了 16MB 的地址空間。但與 32 位 MCU 相比，還是有相當(dāng)大的差距。但是 16 位 MCU內(nèi)核都是基于芯片廠商自有內(nèi)核，學(xué)習(xí)難度大、門檻高，對于不熟悉的開發(fā)人員，無疑會延長產(chǎn)品上市時間。

16 位 MCU 的代表產(chǎn)品就是 TI 的 MSP430 系列和 Microchip 的低功耗? PIC24F 微控制器系列。

32 位 MCU

32 位與 16 位架構(gòu)的一大差異在于存儲器尋址范圍。32 位微控制器具有 32 位地址總線，可以訪問高達(dá) 4GB 的存儲器?；诩拇嫫鞯募軜?gòu)可輕松支持網(wǎng)絡(luò)和通信；通常使用 32 位尋址，支持浮點(diǎn)運(yùn)算和高等代數(shù)運(yùn)算，并且時鐘速率可達(dá)千兆赫級。32 位內(nèi)核具有更復(fù)雜的編程模型，包括多個狀態(tài)寄存器、固件可訪問的 PC、復(fù)雜的中斷管理以及兩層或多層固件執(zhí)行權(quán)限。32 位 MCU 在所有高性能應(yīng)用中廣泛應(yīng)用，代表產(chǎn)品是 STM32 系列。

32 位 MCU 當(dāng)上了市場“帶頭大哥”

MCU 從上世紀(jì) 70 年代推出，至今已有約 50 年的歷史，不同時間段誕生了不同的 MCU 架構(gòu)，助力不同的 MCU 大廠先后快速崛起。MCU 架構(gòu)從 8051 發(fā)展到 AVR 再到各家自定義架構(gòu)，直至如今廣泛用于 32 位通用 MCU 的 ARM 架構(gòu)，恰好映射了 8 位、16 位到 32 位 MCU 的演進(jìn)路徑。每個階段中，把握主流架構(gòu)的 MCU 廠家都能快速搶占市場份額。

▲?圖3：MCU 架構(gòu)發(fā)展歷程 ? 來源：各公司官網(wǎng)

隨著物聯(lián)網(wǎng)加速部署，MCU 技術(shù)不斷提升，高性能、低功耗、高集成度、高安全性將成為 MCU 發(fā)展趨勢。從 2013 年和 2019 年不同架構(gòu) MCU 市場占比來看，32 位 MCU 呈持續(xù)增長態(tài)勢。

▲?圖4：2013年與2019年?MCU 不同架構(gòu)市場占比? ?來源：IC Insights

在 MCU 這個較為成熟的芯片細(xì)分領(lǐng)域，全球已經(jīng)形成非常穩(wěn)定的競爭格局，全球前五大 MCU 廠商市占率合計超 75%。目前 MCU 大廠伴隨著并購整合、下游應(yīng)用拓寬及產(chǎn)品品類不斷豐富，形成了各自的競爭優(yōu)勢和各有特色的市場布局。

瑞薩電子（Renesas）：汽車業(yè)務(wù)占比較高，在家電和高性能工控很被認(rèn)可，收購 IDT 和 Dialog 布局 IoT；

恩智浦（NXP）：老牌 MCU 龍頭，其覆蓋16MHz M0到1GHz M7的跨界處理器，有實力通殺消費(fèi)、工業(yè)、汽車市場，收購飛思卡爾和 Marvell 業(yè)務(wù)強(qiáng)化汽車和無線 MCU 業(yè)務(wù)；

英飛凌（Infineon）：以工控和汽車市場為主，其收購的Cypress所擁有的的 Arm線PSOC也很有特點(diǎn)，讓他們獲得了客戶的認(rèn)可。收購 Cypress 后，擁有PSOC特色產(chǎn)品，完善汽車和工控 MCU 品類；

意法半導(dǎo)體（ST）：32 位 ARM 架構(gòu) MCU 龍頭，中國Arm MCU市場占比第一，主營消費(fèi)和工控領(lǐng)域；

微芯（Microchip）：聚焦在 8 位 MCU 等低成本、穩(wěn)定性高產(chǎn)品，擁有了獨(dú)霸 8 位市場的 PIC/AVR，收購 Atmel 拓 展 32 位 ARM 平臺。

2022 年 3 月，知名行業(yè)分析機(jī)構(gòu) Omdia CLT 發(fā)布最新通用型全球 MCU 市場報告。

雖然 TI 在通用性 MCU 領(lǐng)域仍排名前五，但相比前四的廠商差距越來越大?？梢源_定的是，TI 并非退出 MCU 業(yè)務(wù)，而是基于公司模擬戰(zhàn)略所做的一個商業(yè)決策；但如果未來繼續(xù)減少 MCU 投入的話，16 位 MCU 最后的倔強(qiáng)也會被消磨殆盡。

國產(chǎn) MCU 在悶聲發(fā)展

在 Omdia CLT 給出的通用型 MCU 市場報告中，我們發(fā)現(xiàn)兆易創(chuàng)新悄然擠進(jìn)前十，2021 年以僅次于新唐的年銷售額位列第 8。兆易創(chuàng)新 2021 年銷售額距離前六大廠商尚有較大差距，但驚人的 214% 年增長，很大程度上歸功于全球芯片缺貨漲價背后的國產(chǎn)替代浪潮。

去年筆者參觀 2021 ELEXCON 展會時，感慨國內(nèi)近百家廠商殺入 MCU 賽道。有的廠商正在快速完成從模仿、學(xué)習(xí)到自主發(fā)展的過程；有的廠商還在依靠國產(chǎn)替代與國際品牌搶奪市場；有的廠商還未跳出“國產(chǎn)卷國產(chǎn)”的低水平重復(fù)內(nèi)卷自殺式競爭。

行業(yè)中有不少人認(rèn)為“ MCU 是很簡單的芯片”，這個觀點(diǎn)是錯誤的。一顆 MCU 中其實包含了模擬電路、混合信號電路、存儲器等各種類型的集成電路，在物聯(lián)網(wǎng)時代背景下，多種應(yīng)用場景的 MCU 產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，比如無線 MCU 要求把射頻電路也都集成到 MCU，這對 MCU 研發(fā)團(tuán)隊的軟硬件綜合能力提出很高要求。