MCU大廠分享10億級出貨秘訣
2022-06-21
作者
邵樂峰
從9年間累計10億顆出貨量的成績，可以一窺兆易創新在MCU市場的強大實力。本文將解析這間公司如何從零開始，坐上中國MCU龍頭寶座…
資料顯示，2021年兆易創新MCU產品出貨量近4億顆，相比2020年近2億顆的出貨量，連續2年持續翻倍，並保持著連續7年在中國32位元MCU市場本土排名第一位的記錄。這些累計出貨逾10億的微控制器(MCU)產品在9年間已經廣泛應用於各類市場，例如工業自動化、馬達控制、變頻器、消費電子、物聯網、行動產品、通訊網路、便攜醫療、汽車周邊等。從超值型低功耗，到高性能、強即時，GD32 MCU可以滿足用戶對嵌入式開發設計的全面需求。
卓越的市場表現
2013年至今，兆易創新從零起步，用9年的時間將GD32 MCU家族的規模擴充到35個系列，450餘款產品型號，圍繞Arm核心成功建構起了完整覆蓋高中低階市場的通用MCU生態體系，突顯了服務通用市場的強大能力和經驗基礎。
與此同時，兆易創新還在中國MCU的發展歷史上接連創造了五個「第一」——2013年4月，發佈中國第一顆Cortex-M3核心MCU；2016年6月，發佈中國第一顆Cortex-M4核心MCU；2018年10月，發佈中國第一顆Cortex-M23核心MCU；2019年8月，發佈全球第一顆RISC-V核心通用MCU；2020年7月，發佈中國第一顆Cortex-M33核心MCU。
從9年間累計10億顆出貨量，可以一窺兆易創新在MCU市場的強大實力。「作為MCU市場領跑者，我們非常珍視並與全球各地的優秀客戶一起攜手，以夥伴關係共同推動了這一重要里程碑的到來。」兆易創新產品市場總監金光一表示，「GD32的成功要素在於持續領先的產品技術和靈活有效的市場策略。我們現在已經實現每秒16顆的出貨量，還將持續提升GD32的產能支撐和技術儲備，去應對未來更大的產業機遇與挑戰。」這也體現對GD32的願景有著更長遠的佈局和信心。
而2021年亮麗業績背後的驅動力則來自以下三方面。金光一介紹，一是市場熱點應用需求的持續提升。從各類智慧化應用(工業製造、馬達驅動、AIoT)，到5G通訊、新型智慧家電、抗疫防護，再到新能源產業(太陽能逆變、儲能、電池管理、電力電網)、汽車「新四化」，新興市場的蓬勃發展給MCU市場帶來了極大的發展和想像空間；二是長期以來堅持的多產線資源協調策略，能夠確保以穩健成長的產能支持用戶在各領域持續擴張的需求；三是以GD32L233系列低功耗MCU、GD32W515系列Wi-Fi MCU、GD32F310系列入門級MCU、GD32F30x系列主流型MCU為代表的新產品、新型號陸續量產，不是自我重複，而是演進升級，從而為進入工業錶計、電池供電、儀器儀錶、智慧家庭、AIoT等更多細分市場並提升份額帶來更多商機。
分析機構對未來幾年MCU市場的持續看好也印證了上述分析。IC Insights最新預測，2022年全球MCU的市場銷售額將成長10%，市場規模可望達到215億美元，再創歷史新高。未來五年，32位元MCU的銷售額預計將以9.4%的複合年成長率成長，到2026年將達到285億美元。MCU的平均售價也將不斷上升，年複合成長率將達到3.5%。中國MCU市場在2019年規模已達到42億美元，佔全球市場26%左右。Yole Développement發佈的最新報告也稱，2021年MCU價格漲幅超過預期，預計2022年將繼續上漲，且在2026年前不太可能大幅回落。
MCU市場概覽之年度出貨。
(來源：IC insights 2022)
金光一介紹，順應智慧化連網化趨勢，GD32將持續切入更細分的垂直市場，依託超低功耗、無線整合、超高運算力、車規級MCU等組成的產品矩陣，以「由面到點」結合的方式覆蓋「通用+垂直」市場，已成為兆易創新今後一段時期內的核心產品佈局思路。
僅有出色的產品還是遠遠不夠，作為「生態型」產品的代表，MCU產業能向上提升多大的空間，很大程度上也取決於生態系統的建設完善程度，也代表了為客戶所提供的支援和服務的力度。
「因此，持續強化生態系統建設始終是兆易創新發展理念的重中之重。我們一直致力於建構包括原廠、代理商、使用者、方案設計公司、大學、科研機構等多方在內的一個開放包容、自我更新和迴圈發展的生態體系，更好的服務於產業應用。」金光一指出，對每一個MCU市場的玩家來說，透過生態系統為客戶提供更強大、更完善的服務支撐，讓他們既能夠快速的上手使用MCU，縮短產品設計週期，加速產品上市時間，又能夠很方便的獲得開發資料、文檔、中介軟體、開發板、參考設計、技術培訓，從而快速解決設計中遇到的問題，輕鬆實現創意理想，也是GD32生態領先、價值賦能的核心體現。
時代機遇與挑戰
眾所周知，半導體產業在過去兩年中遭遇了前所未有的「缺貨漲價」潮，採用成熟製程的MCU更是處於風口浪尖之上，導致消費電子、工業、汽車等諸多產業步履維艱。其中又以海外半導體大廠的車規級MCU最為緊俏，價格飛漲、交期延長也令人苦惱，根據艾睿電子2021年底發佈的《Q4市場趨勢報告》，全球8位元MCU的交期為30~48週，32位元MCU的交期為24~41週。2022年Q1以來，海外晶片缺貨與漲價仍在持續且看不到盡頭，加重了市場緊張神經。
提升產能與保障供應，成為了兆易創新去年的發力點。畢竟，缺貨的現實讓中國用戶意識到單純依賴海外品牌已是行不通的。海外廠商也需要優先確保本土供應鏈的穩定，如果再疊加疫情帶來的停工停產、封城等不可控因素，中國這樣的海外市場供貨很難得到保障正成為大概率事件。
但這就為本土MCU企業帶來了發展機遇。為了確保穩定的供貨，兆易創新充分發揮供應鏈的強大優勢，採取多產線資源的戰略佈局，無論是前端的晶圓廠還是後端的封測廠，都採用海外/國內多資源協同的計畫，可以同步生產，以確保產能的最大化和調配的彈性化，為GD32用戶解決缺芯之「痛」，並增加供應保障。同時，得益於中國疫情防控有力，不但確保了從晶圓到封測的全流程正常運轉，也有利於在生產製造的各個環節貫徹統一的品質體系標準，從而使得不少中國使用者開始優先選擇中國本土晶片進行設計開發。
展望後市，由於半導體自身就是一個擁有週期性起伏性質的產業，因此一段時期內的供不應求或是供大於求，都是正常現象，不必過分解讀。具體到MCU產業，結合目前的市場態勢，預計今年整個產業鏈的供給狀況仍然緊張，並由此導致交期繼續拉長，價格繼續上漲。但對於GD32 MCU而言，今年的新增產能還在持續釋放，供貨也更有穩定保障，為工程師轉換及替代打造「利器」，為客戶的持續發展保駕護航。
產業「鴻溝」的消弭
基於近20年的MCU市場開拓和服務經驗，金光一坦言，我們深知用戶的使用習慣，以及對產品的殷切期待。對通用MCU來說，一旦產品種類少、或是覆蓋度不足，就意味著風險，因為客戶需要熟悉新的產品，重新硬體佈板、調整控制方式、更換開發工具，一切都要從頭適應，風險太大。所以，他們首先會衡量MCU產品是否具備可持續發展能力。
而用戶看重的另一方面，則是原廠的「軟」實力，包括品質體系建設、品控能力(良品率、產品一致性、可靠性)、持續供貨能力、產品生命週期內的服務支援、研發投入能力、上百種產品的持續供貨保障能力等等。
相關資料顯示，中國MCU市場與全球MCU市場應用分佈存在著較大差異：在全球MCU市場中，汽車電子佔比最高，達到33%，接下來依次是工控醫療、電腦網路和消費性電子；而中國MCU市場中，消費電子佔比最高為26%，汽車和工業分列二、三位。
之所以會產生這樣的差異，其實並不難理解。以前，中國企業普遍做代工、OEM專案，研發和創新能力偏弱，那些成本敏感型的消費類應用確實是最好的切入點。但現在情況正在發生變化，在新能源車、太陽能發電、智慧城市、AIoT、電子支付等諸多領域，一些過去掌握在歐美廠商手中的技術，正隨著產業的轉移而轉向中國市場，使得中國企業獲得了彎道超車或是換道超車的機會，不少公司正成為所在產業的翹楚。
同樣的情況也正發生在MCU產業。當前，不少中國國產MCU廠商都希望擺脫過去只能在「短平快」市場中賺快錢的境遇，積極蓄力向中高階市場發起衝擊，實現「成本敏感+高階應用」雙驅動的局面。當然，這需要企業既要有深厚的技術儲備，也要對市場有一定的預判和前瞻。
金光一介紹，經過幾輪市場大浪淘沙，現在的MCU用戶已經過了「只關注產品參數和價格」的年代，過去那種價格為王、一顆通吃的做法正變得越來越不合時宜，客戶未來只會更關注原廠的產品規劃是否符合自身的應用發展方向，產品的設計和品質是否健全健壯沒有品質問題等後顧之憂。以品質產品服務於越來越多的品牌客戶，這也是公司間形成戰略合作的基礎。
從「好」到「優」的跨越
中國半導體產業協會積體電路設計分會理事長魏少軍曾在ICCAD 2021上對當前中國IC設計產業現狀的描述，是「走過了『從無到有』的階段，正行進在『從有到好』和『從好到優』的大道上。」作為中國本土排名第一的MCU廠商，兆易創新是如何理解「好」和 「優」？或者說，做到怎樣的程度，才可以被稱之為「好」或「優」？自然成為市場關注的重點。
對此，金光一表示，好的市場表現固然值得自豪。但如果從全球市場來看，中國MCU市場份額只佔全球總份額的1/3。而且即便在中國市場，龍頭也是長期被歐美日等海外廠商所佔據，中國廠商的市場佔有率較低。以32位元MCU為例，意法半導體、恩智浦、微芯、瑞薩、英飛凌五大廠商合計市場份額近60%。
這意味著對兆易創新這樣的中國龍頭MCU廠商來說，未來要實現「從有到好」和「從好到優」的跨越，不僅要立足中國，還要積極思考如何從中國穩步走向國際，如何找到更多服務海外客戶的機會，如何能夠從「中國第一」成為全球領先。
其實從海外佈局和規模來看，近年來，兆易創新已經在歐洲、美國、亞太等多地設立了分支機構，相關的產品規劃、量產規模、品質體系、交付效率、技術支援、分銷網路等國際化服務能力均得到了大幅增強，國際知名企業對GD32產品和方案的需求逐年上升。
以使用者最為看重的產品品質為例，GD32 MCU在出廠前都經歷了嚴苛的失效率測試、EMI抗干擾測試、三溫全功能測試，這是很多廠商所不能比擬的，也是公司提供國際化服務的必備基礎。正因為能夠向國際用戶兌現品質承諾，所以越來越多的國際合作夥伴願意加入兆易創新的MCU生態大家庭，以各種方式支援公司發展，更好的服務全球客戶。
與此同時，兆易創新也正從以往所擅長的儲存(包括Flash、DRAM和一些新型記憶體)、控制(MCU生態)與感測器三大領域，拓展為「感、存、算(運算)、控、連(連接領域)」一體的全新架構，並透過產品與應用的協同效應，實現系統融合與聯動的能力。同時，兆易創新還圍繞MCU相關應用推出了GD30系列電源管理(PMIC)、Gate Driver (MOSFET閘極驅動器)和鋰電池充電管理(BMS/Charger)等類比訊號鏈IC，希望透過更全的產品佈局、更細分的解決方案，打造一站式差異化的市場競爭優勢。
隨著5G、人工智慧、物聯網的持續革新，電子系統複雜程度的不斷增加，這種從產品技術為導向的公司，到系統融合能力供應商的角色躍遷是顯而易見，也是不可或缺的。例如，眾多AI應用需要對周圍環境、位置等資訊進行即時感知，需要更多的感測器來獲取更多的影像、環境、位置、生物特徵等資訊，而當這些海量資料彙集在邊緣側時，又需要系統在具備高運算力、更即時的控制系統來執行和處理的同時，保持更低的功耗，也成為GD32迎難而進的創新挑戰。
把握風向新啟航
站在10億顆出貨量的新起點，工業和汽車市場仍是兆易創新重點看好的兩大領域。「工業市場基礎規模龐大，客戶需求相對穩定，對產品的性能、可靠性、穩定性要求也很高，一直以來就是我們持續發力的市場」，金光一介紹，「工業類客戶應用的佔比已接近GD32年用量的一半，並且還在持續提升。工業市場的需求將向演算法和泛周邊擴展，我們會持續支持高精度強即時的工業控制及高性能資料處理，提供馬達控制(MCU+驅動+訊號鏈)整體解決方案，增強數位電源及儲能管理，並全面佈局基建各領域。」
而在令人矚目的車規級MCU市場，兆易創新的策略是向前裝/後裝領域同步擴展——前裝市場，預計將在今年內針對車身電子(BCM)應用推出支援車規級MCU認證和安全標準的MCU系列新品；汽車後裝則包括已有的車載影音、導航、OBD、EDR、新能源車身及周邊應用。
目前，汽車電子電氣架構(EEA)正在經歷從分散式架構(Distributed)，到基於域的集中式架構(DCU based centralized)，再到基於域融合的帶狀架構(DCU fusion basedzonal)的發展歷程，智慧座艙、高精準度導航、車身電子等應用對MCU需求量大增，雖然一些後裝市場可以使用工業類MCU產品，但為了迎接汽車「新四化」帶來的巨大機遇，自研車規級MCU產品仍是兆易創新等實力廠商的首選。
IC Insights資料顯示，汽車MCU銷售額在2021年經濟復甦期間大增23%，達到創紀錄的76億美元，隨後的2022年將成長14%，2023年成長16%。其中，超過四分之三的汽車MCU銷售額來自32位元，約為58億美元。
2019~2025年汽車MCU銷售額統計及預測。
(來源：IC insights)
如果依應用領域劃分，汽車資訊娛樂(從網際網路和衛星傳輸中檢索數位地圖、識別車輛位置、接入資料娛樂和資訊系統)佔2021年汽車MCU銷售額的10% (約7.8億美元)，而MCU用於其他部分(引擎控制、動力傳動系統、剎車、轉向、電動車窗、電池管理等)則佔據收入的90% (68億美元)。於是，這也就不難解釋為何包括兆易創新在內的MCU廠商紛紛將汽車視作下一個「金礦」。
金光一介紹，兆易創新將在現有資源基礎上持續增加對車規級產品生態的投入力度，包括提供典型的汽車應用解決方案(如座椅、後視鏡、車燈、車身電子控制)、參考設計、程式碼、協助用戶透過可靠性標準AEC-Q100系列、品質管制標準IATF16949認證、功能安全標準ISO 26262 ASILB (D)車規認證測試等，加速汽車使用者對Arm MCU的熟悉、應用和量產。
與採用私有封閉核心打造產品的廠商不同的是，GD32的產品優勢還來自於現有的豐富的MCU生態環境。換句話說，作為整個生態體系中的一部分，汽車級產品與工業類產品在開發工具、配套軟體等方面一脈相承，實現了最大程度的相容和複用，可以有效節省開發時間，降低開發難度。
垂直市場深耕方面，作為第一家在光模組領域推出E232/E501兩大系列，六種型號專用MCU的廠商，兆易創新認為隨著中國「東數西算」戰略的實施，資料中心、光纖通訊、5G基地台等產業將迎來不可多得的發展機遇。而光模組作為其中最重要的傳輸零組件，市場需求將進一步爆發，GD32在性能、成本等方面將更具優勢；而超高運算力系列MCU未來將向800MHz以上主頻性能、雙核心、整合AI加速演算法等方向發展，用以滿足工業變頻器、無人機、智慧家電等產業應用的需求。
所有過往，皆為序章。作為中國MCU市場的領跑者，GD32 MCU以「產品+生態」作為核心驅動力，在建構產品技術、產業生態和人才培養體系的征途上持續演進，在充滿變數的市場中找準節奏並釋放更多潛力。
(本文由兆易創新提供)
本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2022年6月號
