英飛凌在MCU行業(yè)頻頻傳來(lái)好消息。一個(gè)是其MCU的全球市場(chǎng)份額在2024年達(dá)到了21.3%，這是英飛凌歷史上首次在全球微控制器市場(chǎng)拔得頭籌，成為市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。另外在新品方面，宣布了多項(xiàng)圍繞汽車和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的創(chuàng)新產(chǎn)品，包括PSOC TM 4 Multi-Sense、PSOC TM Edge和PSOC TM Control等，并將在未來(lái)推出基于RISC-V的AURIXTM系列新品。
日前，筆者采訪了英飛凌科技物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算和無(wú)線產(chǎn)品線高級(jí)副總裁Steve Tateosian，就當(dāng)下消費(fèi)類MCU的市場(chǎng)需求及英飛凌的應(yīng)對(duì)策略進(jìn)行了深度交流。彼時(shí)，英飛凌成為全球微控制器市場(chǎng)第一的消息還未公開(kāi)，但從Steve的許多言談中，我們能夠看出這家半導(dǎo)體公司對(duì)于MCU市場(chǎng)的積極態(tài)度，尤其是針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)。Steve此次中國(guó)行的一周時(shí)間內(nèi)連續(xù)見(jiàn)了十余家本土客戶，不僅是大客戶，同樣還有很多中小型客戶，Steve反復(fù)強(qiáng)調(diào)道：“中國(guó)客戶對(duì)我們非常重要，中國(guó)市場(chǎng)是創(chuàng)新的土壤?！?/p>
談及中國(guó)客戶令他印象深刻的創(chuàng)新時(shí)，Steve提到了離線翻譯機(jī)?！凹幢闶窃陲w機(jī)上，翻譯機(jī)也可以讓彼此毫無(wú)障礙的交流。”Steve說(shuō)道。英飛凌正在驅(qū)動(dòng)著無(wú)數(shù)邊緣AI的創(chuàng)新，改變生活的方方面面，這也讓他的工作變得更具社會(huì)意義。
正式成為MCU市場(chǎng)一哥
英飛凌的MCU業(yè)務(wù)在過(guò)去幾年遠(yuǎn)超市場(chǎng)的平均增速，數(shù)據(jù)顯示，自2015年以來(lái)，英飛凌的MCU業(yè)務(wù)平均每年增長(zhǎng)達(dá)13.0%，而整個(gè)市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率為4.0%。實(shí)際上在2024年整體MCU市場(chǎng)萎縮（全球MCU市場(chǎng)總銷售額從2023年的280億美元，降低至2024年的224億美元）之時(shí)，雖然英飛凌的MCU也因?yàn)閹?kù)存周期產(chǎn)生了衰退，但其逆周期的韌性表現(xiàn)，相對(duì)其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手減緩了許多，也因此較2023年的17.8%相比，獲得了3.5%的市占率提升。
相比于其他MCU廠商，英飛凌的MCU價(jià)值鏈體現(xiàn)在多個(gè)方面，但最重要的是其豐富的產(chǎn)品組合及專注的應(yīng)用領(lǐng)域。比如在汽車領(lǐng)域，英飛凌擁有包括AURIX TM 、TRAVEO TM 、PSOC TM 等多條汽車相關(guān)的MCU產(chǎn)品線，而在消費(fèi)及工業(yè)領(lǐng)域，英飛凌以PSOC TM 、XMC TM 及安全MCU等產(chǎn)品覆蓋，這種全方位的覆蓋也使得英飛凌的MCU市場(chǎng)并不會(huì)突然的大起大落，減緩了市場(chǎng)下行時(shí)期的壓力。
另外，技術(shù)創(chuàng)新也是英飛凌MCU能夠在汽車和物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)中獲勝的關(guān)鍵。2023年，英飛凌汽車MCU已經(jīng)成功登頂全球市場(chǎng)第一。在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)中，英飛凌也正在通過(guò)創(chuàng)新加速產(chǎn)品的市場(chǎng)表現(xiàn)。
英飛凌能夠獲得MCU市占率第一并不是憑借爆款產(chǎn)品成為黑馬，而是長(zhǎng)期耕耘的成果。英飛凌科技管理委員會(huì)成員兼首席營(yíng)銷官Andreas Urschitz在新聞中表示：“此次市場(chǎng)排名的上升證明了英飛凌優(yōu)秀的產(chǎn)品組合、軟件和易于使用的開(kāi)發(fā)工具超越了客戶預(yù)期。過(guò)去十年，我們持續(xù)為客戶提供功能強(qiáng)大且高效的系統(tǒng)解決方案。”
MCU正在成為設(shè)計(jì)的核心
Steve表示，MCU是電子設(shè)計(jì)的核心，設(shè)備和系統(tǒng)依靠強(qiáng)大、高效和安全的微控制器來(lái)可靠高效地運(yùn)行，一顆優(yōu)秀的MCU可以串聯(lián)起更多的產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值。Steve舉例道：“英飛凌在功率器件的性能強(qiáng)大，同時(shí)一顆優(yōu)秀的MCU，更能激發(fā)功率器件的價(jià)值，從而促進(jìn)電機(jī)和電源系統(tǒng)的控制與轉(zhuǎn)換效率。IoT行業(yè)也非常類似，英飛凌的連接類產(chǎn)品、傳感器、安全解決方案等等所有的產(chǎn)品組合，都可以圍繞MCU構(gòu)成一個(gè)強(qiáng)大的系統(tǒng)?！?/p>
另外，MCU的開(kāi)發(fā)也正在邁向新的方法學(xué)，需要更便利的軟件和工具，結(jié)合一站式的產(chǎn)品組合，最大化降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)門檻，從而創(chuàng)造更多有創(chuàng)新性的產(chǎn)品。
在德國(guó)舉辦的嵌入式展上，英飛凌也圍繞MCU展出了數(shù)十款創(chuàng)新產(chǎn)品，從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)到智能工廠，從功率轉(zhuǎn)換到人臉識(shí)別，這也印證了MCU在系統(tǒng)中的價(jià)值體現(xiàn)。其中值得注意的是兩個(gè)結(jié)合英飛凌多項(xiàng)產(chǎn)品的Demo，一個(gè)是智能空氣控制系統(tǒng)，無(wú)縫集成了PSOC TM Edge 微控制器、XENSIV TM 傳感器、RRAM 技術(shù)和創(chuàng)新軟件解決方案。另外一個(gè)是打地鼠游戲，由XMC4700 微控制器與 XENSIV TM 壓力傳感器、MOTIX TM 驅(qū)動(dòng)器和 3D 磁傳感器組成。
與賽普拉斯的完美整合
最近十幾年，MCU市場(chǎng)發(fā)生了多個(gè)重要的整合。日系廠商中，幾家MCU廠商合并為瑞薩，美系則以Microchip收購(gòu)Atmel，ADI收購(gòu)Maxim為典型代表，另外歐洲廠商的兩次主要收購(gòu)很有意思，均是收購(gòu)了美資公司，一個(gè)是NXP收購(gòu)Freescale，一個(gè)是英飛凌2019年收購(gòu)了賽普拉斯。當(dāng)然這些MCU公司也不是專注于MCU，大多數(shù)都是覆蓋完整信號(hào)鏈的公司，不過(guò)無(wú)論如何，并購(gòu)都是為了更廣闊的產(chǎn)品組合。
作為曾經(jīng)任職于恩智浦/飛思卡爾的Steve而言，經(jīng)歷了兩次MCU大廠的融合，非常能夠理解這種產(chǎn)業(yè)整合。“客戶選擇MCU供應(yīng)商時(shí)，首先就要考慮其拓展產(chǎn)品線的相關(guān)能力，包括產(chǎn)品組合及制造的能力?！盨teve說(shuō)道。這也是MCU廠商整合的最主要原因——通過(guò)整合產(chǎn)品線及客戶、行業(yè)關(guān)系，從而提供更完整且可擴(kuò)展的方案。
以英飛凌收購(gòu)賽普拉斯為例，在MCU方面，兩家公司各有側(cè)重。比如在車規(guī)級(jí)MCU中，賽普拉斯的TRAVEO TM 、PSOC TM ，一個(gè)專注于汽車的儀表盤等圖形應(yīng)用，一個(gè)專注于簡(jiǎn)單的車身應(yīng)用等場(chǎng)景，與英飛凌AURIX TM MCU關(guān)注的復(fù)雜場(chǎng)景可以完美結(jié)合。在消費(fèi)類應(yīng)用中，英飛凌則是通過(guò)PSOC TM 與XMC TM 滲透至消費(fèi)、IoT及工業(yè)市場(chǎng)。
Steve反復(fù)強(qiáng)調(diào)，MCU不應(yīng)該是個(gè)僅拼價(jià)格的市場(chǎng)。“客戶選擇MCU時(shí)非常謹(jǐn)慎，不只是選擇硬件產(chǎn)品，而是一套完整的開(kāi)發(fā)軟件、生態(tài)系統(tǒng)、客戶關(guān)系、知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及產(chǎn)品路書的選擇。開(kāi)發(fā)的費(fèi)用越來(lái)越高，因此他們需要仔細(xì)考慮現(xiàn)在及未來(lái)的可復(fù)用性?！?/p>
在開(kāi)發(fā)工具上，英飛凌ModusToolbox TM 是一款功能強(qiáng)大的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，旨在為開(kāi)發(fā)人員提供一站式的便捷開(kāi)發(fā)體驗(yàn)，包含了多個(gè)關(guān)鍵組件，包括了板級(jí)支持包(BSP)、外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序、中間件和代碼示例。英飛凌提供了多款開(kāi)箱即用的中間件和軟件庫(kù)，涵蓋 HMI、圖形、連接、安全、語(yǔ)音和音頻、機(jī)器學(xué)習(xí)、Wi-Fi、藍(lán)牙、電機(jī)、安全等，用戶只需關(guān)注應(yīng)用層的軟件創(chuàng)新即可。
目前英飛凌的ModusToolbox TM 開(kāi)發(fā)軟件現(xiàn)已支持包括PSOC TM 、XMC TM 和AIROC TM 在內(nèi)的不同處理器。Steve強(qiáng)調(diào)，盡管這些MCU都采用了Arm架構(gòu)，但開(kāi)發(fā)工具的統(tǒng)一依然有諸多挑戰(zhàn)。尤其是MCU的編程工具并不是只對(duì)CPU編程，還需要包括外設(shè)、驅(qū)動(dòng)、不同的IP進(jìn)行整合，這也是軟件平臺(tái)整合的最大難點(diǎn)之一。
談及品牌建設(shè)，Steve強(qiáng)調(diào)道，未來(lái)英飛凌將主要發(fā)展PSOC TM 這一品牌和架構(gòu)，比如XMC TM 會(huì)過(guò)渡到PSOC TM Control，PSOC TM 也推出了包括PSOC TM Edge和PSOC TM Connect在內(nèi)的多個(gè)子品牌，以面向不同的應(yīng)用場(chǎng)景。另外，還繼承了諸如PSOC TM 4 CAPSENSE TM /Multi-sense等特點(diǎn)鮮明的專用MCU。
“二十年前，PSOC TM 以Programmable（可編程）的靈活特性而著稱，而如今PSOC TM 除了可編程這一特色之外，還有包括AI、互聯(lián)、實(shí)時(shí)控制在內(nèi)的多個(gè)標(biāo)簽，擴(kuò)展了PSOC TM 的應(yīng)用邊界同時(shí)，也放大了可編程概念?！盨teve說(shuō)道。
MCU在中國(guó)
談到中國(guó)，這也是令Steve最為興奮的市場(chǎng)。近年來(lái)，中國(guó)MCU市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，這里的競(jìng)爭(zhēng)者不止是與英飛凌進(jìn)行著全球競(jìng)爭(zhēng)，同樣還有很多來(lái)自本土的友商。在Steve看來(lái)，只有競(jìng)爭(zhēng)才能產(chǎn)生創(chuàng)新，產(chǎn)生新的機(jī)會(huì)、產(chǎn)品和應(yīng)用。
“中國(guó)的創(chuàng)新需求給了我們很多啟發(fā)，這也是我們定義PSOC TM Control和PSOC TM Edge的基礎(chǔ)之一?！盨teve舉例道，比如PSOC TM Control中更高分辨率、更多通道的PWM，更高性能的模擬外設(shè)，諸如這類需求，很大程度考慮到了中國(guó)客戶的意見(jiàn)。
Steve介紹道，英飛凌在中國(guó)有強(qiáng)大的本土團(tuán)隊(duì)，包括市場(chǎng)、FAE、設(shè)計(jì)、軟硬件應(yīng)用支持、銷售等團(tuán)隊(duì)，在緊密的配合下，深入走訪客戶，了解客戶的真正需求，把市場(chǎng)需求消化成技術(shù)需求，再到最終的產(chǎn)品需求，從而最終贏得本土客戶。
同時(shí)，英飛凌也在不遺余力的支持本土生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，例如英飛凌一直和RT-Thread圍繞開(kāi)發(fā)板、操作系統(tǒng)、市場(chǎng)營(yíng)銷等多方面進(jìn)行合作。
積極擁抱新的開(kāi)發(fā)方法
如今MCU越來(lái)越擁抱開(kāi)源生態(tài)，這非常有利于嵌入式的發(fā)展。英飛凌也在積極擴(kuò)展在開(kāi)源方面的貢獻(xiàn)，GitHub上面，英飛凌共有1700個(gè)repositories，也證明了公司對(duì)于開(kāi)源的積極態(tài)度。另外，作為銀牌贊助商，英飛凌一直在支持Zyphyr，并推出了多款支持Zyphyr的產(chǎn)品和開(kāi)發(fā)板。
開(kāi)放開(kāi)源的開(kāi)發(fā)模式在開(kāi)發(fā)速度、安全性、開(kāi)發(fā)工具、靈活性以及生產(chǎn)力方面都具有多種好處，這意味著公司可以專注于為產(chǎn)品帶來(lái)的價(jià)值，而花更少的時(shí)間在應(yīng)用程序的常規(guī)功能上?！盁o(wú)論是大公司還是電子愛(ài)好者，都可以利用開(kāi)源提升效率?！盨teve表示。
AI開(kāi)發(fā)同樣是最近的熱門話題，既有LLM（大語(yǔ)言模型）加速嵌入式編程，另外還有利用機(jī)器學(xué)習(xí)和模型對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練及部署，從而簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)流程，并提高了產(chǎn)品的判斷準(zhǔn)確性和效率。
Steve介紹道，2023年，英飛凌收購(gòu)了嵌入式機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能供應(yīng)商Imagimob，并于2024年推出了邊緣AI軟件解決方案品牌DEEPCRAFT TM ，DEEPCRAFT TM 包括DEEPCRAFT TM Studio和DEEPCRAFT TM 成熟模型兩部分，與ModusToolbox TM 一起，一站式完成數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理、模型訓(xùn)練、優(yōu)化以及部署的全過(guò)程。英飛凌提供了多種開(kāi)箱即用的模型，最新的模型包括聲源方向檢測(cè)模型、表面檢測(cè)模型、工廠報(bào)警檢測(cè)模型、手勢(shì)檢測(cè)模型、跌倒探測(cè)模型等等，且支持的模型一直在持續(xù)更新。
另外，隨著AI的應(yīng)用越來(lái)越廣，數(shù)據(jù)和模型的安全性正在成為挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)和模型都應(yīng)該得到有效保護(hù)。英飛凌新型PSOC TM Edge E8x MCU產(chǎn)品系列的設(shè)計(jì)成為了首家達(dá)到嵌入式安全框架——平臺(tái)安全架構(gòu)認(rèn)證（PSA Certified）計(jì)劃中的最高認(rèn)證級(jí)別——級(jí)別4，為了滿足PSA 4級(jí)的認(rèn)證要求，所有PSOC TM Edge E8x微控制器均采用具有安全啟動(dòng)、密鑰存儲(chǔ)和加密操作功能的片上硬件隔離飛地。
從MPU過(guò)渡到MCU
Steve表示，如今MCU的性能越來(lái)越高，也會(huì)取代部分MPU的負(fù)載工作?！跋鄬?duì)MPU，MCU在價(jià)格、功耗、集成度、開(kāi)發(fā)門檻、散熱、啟動(dòng)時(shí)間、系統(tǒng)設(shè)計(jì)門檻等等方面都比MPU更好。”Steve說(shuō)道，“隨著MCU在邊緣AI上面的性能越來(lái)越強(qiáng)大，這種融合也將會(huì)持續(xù)?！?/p>
如圖所示，英飛凌最新的PSOC TM Edge可以應(yīng)用于多種AI應(yīng)用，包括活動(dòng)、聲音及語(yǔ)言識(shí)別，以及圖像識(shí)別等。
相比MPU，MCU的系統(tǒng)在內(nèi)存和功耗上的開(kāi)銷都更低，比如功耗上可節(jié)約200倍，以及一半的BOM成本，可以輕松實(shí)現(xiàn)電池供電產(chǎn)品的長(zhǎng)續(xù)航和緊湊型的外觀設(shè)計(jì)。
Steve認(rèn)為，隨著協(xié)處理器等加速器廣泛應(yīng)用在產(chǎn)品中，未來(lái)邊緣AI處理器的性能評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)不能僅以MHz或者DMIPS等評(píng)判，比如PSOC TM Edge其運(yùn)行頻率只有400MHz，但在AI推理方面的性能可能與2GHz的MPU相當(dāng)。
PSOCTMMulti-Sense的創(chuàng)新
PSOC TM 在專用市場(chǎng)的一個(gè)突出實(shí)例是其搭載CAPSENSE TM 電容觸摸技術(shù)的MCU，迄今已經(jīng)出貨超60億顆，市占率一直位于第一，目前CAPSENSE TM 技術(shù)已經(jīng)迭代到了第五代。
Steve強(qiáng)調(diào)，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也有一些類似的產(chǎn)品，但英飛凌始終堅(jiān)持不斷收集客戶的信息反饋，不斷迭代IP與技術(shù)，結(jié)合客戶的場(chǎng)景需求進(jìn)行開(kāi)發(fā)升級(jí)，這也英飛凌CAPSENSE TM 的制勝之道。
目前，觸控人機(jī)交互（HMI）應(yīng)用有很多新的需求。Steve列舉了幾個(gè)新需求，諸如水下觸摸、懸浮觸摸、金屬觸摸等等，這些都是PSOC TM Multi-Sense的目標(biāo)市場(chǎng)。Multi-Sense顧名思義，支持了多種傳感技術(shù)，包括第五代CAPSENSE TM ，電感檢測(cè)甚至是最新的液位檢測(cè)等，滿足客戶豐富的應(yīng)用需求。
全新的Multi-Sense融合了英飛凌的多項(xiàng)創(chuàng)新。在電容觸摸方面，集成了第五代CAPSENSE TM IP，相比上代產(chǎn)品提供了10倍信噪比提升。更高信噪比意味著產(chǎn)品的魯棒性，也使得其支持懸浮觸控技術(shù)，該技術(shù)無(wú)需傳統(tǒng)按鍵設(shè)計(jì)中的彈簧，可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升良率并減少加工復(fù)雜度。
如圖所示，支持懸浮技術(shù)后，觸控表面和PCB之間不再需要彈簧和導(dǎo)電泡棉即可實(shí)現(xiàn)按鍵功能。
另外最新的電感觸控可以支持純金屬表面的HMI，傳統(tǒng)的電感觸控方案采用的是LC觸控方式，電路非常敏感，不適合量產(chǎn)，英飛凌采用了反激式的傳感架構(gòu)，從而使測(cè)量過(guò)程更加可靠，使電感觸摸檢測(cè)具有可制造性的商業(yè)價(jià)值，這使得電感觸摸技術(shù)可以進(jìn)入主流及新興應(yīng)用中，包括水下相機(jī)或可穿戴設(shè)備的防水觸摸、冰箱金屬表面觸控、另外還支持壓力檢測(cè)和位置檢測(cè)等。
Multi-Sense技術(shù)還為英飛凌開(kāi)拓了液位檢測(cè)新市場(chǎng)，可應(yīng)用在諸如咖啡壺、家電中的水箱以及洗衣機(jī)水位檢測(cè)等場(chǎng)景中。英飛凌的液位檢測(cè)技術(shù)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，無(wú)需接觸就能進(jìn)行檢測(cè)，而且可以適應(yīng)各類特殊容器形狀，對(duì)液體中的泡沫、霧氣、液體殘留物、溫度和其他環(huán)境條件適應(yīng)力強(qiáng)。
英飛凌液位傳感方案特點(diǎn)一覽
這一切得益于英飛凌的傳感器設(shè)計(jì)軟件解決方案，該套件集成在ModusToolbox TM 內(nèi)部，提供了開(kāi)箱即用的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，開(kāi)發(fā)者可以直接將數(shù)據(jù)導(dǎo)入，即可快速開(kāi)發(fā)出精準(zhǔn)的液位檢測(cè)算法模型。另外英飛凌還提供了一系列配套的文檔，包括按鈕的制作，PCB參考等等，加速客戶開(kāi)發(fā)新的按鈕方案。
Multi-Sense還引入了“Always-On”技術(shù)，內(nèi)置了狀態(tài)機(jī)模塊，可脫離CPU獨(dú)立自主工作，從而傳感處理的功耗降低了10倍，非常適合便攜類、可穿戴等設(shè)備應(yīng)用。
“未來(lái)HMI的創(chuàng)新會(huì)有很多，不只是觸控，隨著語(yǔ)音和圖像等AI技術(shù)的進(jìn)入，這幾類產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)有機(jī)互補(bǔ)?！盨teve說(shuō)道，“比如我們很多家電客戶，在有觸控的同時(shí)也有語(yǔ)音交互功能?！?/p>
總結(jié)
無(wú)論是對(duì)PSOC TM Edge、PSOC TM Multi-Sense還是更廣闊的MCU產(chǎn)品組合而言，不斷根據(jù)應(yīng)用的創(chuàng)新需求迭代產(chǎn)品和技術(shù)，提供一站式軟硬件系統(tǒng)級(jí)開(kāi)發(fā)和量產(chǎn)支持，更廣闊的產(chǎn)品組合，這些要素共同促成了英飛凌霸榜MCU市場(chǎng)。
為客戶帶來(lái)從產(chǎn)品到系統(tǒng)的價(jià)值，是英飛凌一直以來(lái)的承諾。MCU作為系統(tǒng)中的核心，正在發(fā)揮著最重要的價(jià)值，是系統(tǒng)低功耗、高性能、高可靠性的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)于客戶系統(tǒng)的深入了解，不僅有助于開(kāi)發(fā)最合適的MCU，還能夠充分發(fā)揮其他包括功率器件、傳感器、電源管理相關(guān)產(chǎn)品的最佳性能。這種相輔相成的關(guān)系是如今半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)的基本邏輯與策略，更是英飛凌的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。
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