數據顯示, 2020年將有750億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)產(chǎn)品連在網(wǎng)絡(luò )上運作。針對物聯(lián)網(wǎng)的感測，數據處理及加密，傳輸都需要運用到MCU。
根據市場(chǎng)研究公司IHS表示，針對連網(wǎng)汽車(chē)、可穿戴電子設備、建筑物自動(dòng)化以及其他有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應用的全球微控制器(MCU)市場(chǎng)預計將以11%的復合年成長(cháng)率(CAGR)成長(cháng)，從2014年的17億美元增加到2019年時(shí)達到28億美元的市場(chǎng)規模。
從目前MCU排名來(lái)看，瑞薩、NXP、Microchip成為全球前三大MCU廠(chǎng)商。物聯(lián)網(wǎng)之于MCU必將是一個(gè)前景廣闊的市場(chǎng)，也是眾多MCU廠(chǎng)商布局的關(guān)鍵應用市場(chǎng)，機會(huì )在于廠(chǎng)商們如何將MCU差異化產(chǎn)品真正與實(shí)際應用相結合。
合泰：由家電市場(chǎng)拓展到物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng) 電子設計模塊
合泰MCU在小家電市場(chǎng)占有42%的最大份額。合泰半導體(中國)有限公司業(yè)務(wù)總經(jīng)理蔡榮宗表示，小家電控制MCU的進(jìn)入門(mén)坎相對比工業(yè)控制或車(chē)用電子來(lái)看, 是比較低的。這幾年大陸國內的MCU廠(chǎng)商不斷冒出來(lái), 因此競爭也比較激烈。在小家電等消費類(lèi)產(chǎn)品來(lái)看, 合泰的優(yōu)勢在于布局比較早,知名度較高,也累積了不少大廠(chǎng)的好口碑, 尤其價(jià)格的競爭上是優(yōu)于外商的國際大廠(chǎng), 因此性?xún)r(jià)比是較高的。另外,我司會(huì )針對不同產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出ASSP MCU, 甚至協(xié)助客戶(hù)開(kāi)發(fā)ASIC MCU。這也是合泰的優(yōu)勢之一，例如電磁爐專(zhuān)用MCU,在2015年就銷(xiāo)售了3仟3百萬(wàn)顆。
 合泰半導體(中國)有限公司業(yè)務(wù)總經(jīng)理蔡榮宗 |
合泰半導體公司在2015年整體營(yíng)收是新臺幣39億6仟8百萬(wàn)元(相當于人民幣8億), 其中MCU營(yíng)收占70%。MCU整年度的銷(xiāo)售數量高達4億6仟5佰萬(wàn)顆, 創(chuàng )下歷史新高的數量, 平均每季出貨量是1.25億顆。其中以觸控MCU 總出貨數量6仟7佰萬(wàn)顆, 最為亮眼, 與去年同期相比成長(cháng)了13%。觸摸MCU應用領(lǐng)域相當廣泛, 任何傳統機械按鍵或薄膜按鍵都可以采用觸摸按鍵取代。 除了增加產(chǎn)品按鍵壽命之外, 也提高產(chǎn)質(zhì)量感與附加價(jià)值, 因此這幾年觸摸MCU每年的成長(cháng)率都在10%以上。其應用的產(chǎn)品主要是電磁爐、油煙機、電飯煲、電高壓鍋、冰箱、洗衣機、LED臺燈等等, 甚至被應用于運動(dòng)手環(huán)與藍牙音箱、藍牙耳機等3C產(chǎn)品。另外在游戲鼠標與游戲鍵盤(pán)的USB MCU 也是銷(xiāo)售相當亮眼, 2015年總銷(xiāo)售數量高達1仟2百萬(wàn)顆, 與2014年相比成長(cháng)率超過(guò)20%。 還有醫療電子相關(guān)MCU也是表現亮麗, 包含血壓計MCU 7KK, 血糖儀MCU 1KK, 以及整合度目前領(lǐng)先業(yè)界的交流體脂秤MCU,在2015年已經(jīng)打入國際大廠(chǎng), 奠定深厚的基礎, 并將在2016年發(fā)揚光大。
從物聯(lián)網(wǎng)的應用來(lái)看, 市場(chǎng)逐漸在成長(cháng), 各家廠(chǎng)商也都努力經(jīng)營(yíng)中, 合泰MCU 可以應用的領(lǐng)域相當廣, 將結合目前的客戶(hù)與通路, 將產(chǎn)品的應用提升到物聯(lián)網(wǎng)的等級, 例如消防類(lèi)煙感器廠(chǎng)商, 電子醫療廠(chǎng)商, 家庭安防廠(chǎng)商, 甚至小家電廠(chǎng)商等等, 都已進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的設計開(kāi)發(fā), 合泰的優(yōu)勢則是廣大的客戶(hù)群與順暢的渠道, 可以提早跟客戶(hù)一起配合開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。
MCU 可以調校傳感器的出廠(chǎng)偏差特性, 達到較佳的一致性, 并且將傳感器微弱的模擬仿真信號,經(jīng)過(guò)放大并數字化處理, 再經(jīng)過(guò)算法與加密后, 以數字方式傳送出去。合泰公司與傳感器廠(chǎng)商緊密結合, 提供已數字化訊號的微小模塊, 例如PIR(人體紅外感測) 模塊, 溫濕度模塊, 以及指紋辨識模塊等產(chǎn)品, 讓客戶(hù)的商品設計可以簡(jiǎn)化, 縮短商品上市的開(kāi)發(fā)周期。后續我司將持續推出CO感測模塊, 磁感應角度模塊, 壓力感測模塊等產(chǎn)品。
32位MCU 在于計算大量數據并提供較大的程序空間(ROM), 但相對耗電量也會(huì )比較高. 目前物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng), 32位MCU主要應用在WiFi 以及 BLE 的無(wú)線(xiàn)傳輸應用, 而傳感器端的應用還是以8位MCU為大宗, 例如煙霧偵測器, CO傳感器, 智能家居的安防產(chǎn)品, 個(gè)人電子醫療產(chǎn)品(血壓計, 血糖儀, 耳溫QIANG) 以及保健產(chǎn)品(體重秤, 體脂秤), 還是8位MCU可以發(fā)揮的市場(chǎng)。
IoT 產(chǎn)品的主要運作功能
由左至右依序是 PIR(人體紅外)模塊 , 溫濕度模塊, 指紋辨識模塊
2016年我司已推出的新產(chǎn)品有光電混合型指紋辨識模塊, 其指紋傳感器厚度僅1mm,且圖像分辨率為1,000DPI, 是目前市面上電容式分辨率的兩倍, 除此之外, 可以偵測血流速/心跳, 有效排除假手指的誤闖。另外也推出基于A(yíng)RM 32位核心的 M0+ MCU 系列, 并提供有競爭力的價(jià)格, 藉由Cortex-M3 & M0+ 系列的逐漸完整, 擴大更廣泛的應用領(lǐng)域, 以擺脫小家電領(lǐng)域的紅海競爭。
接著(zhù)即將推出的新產(chǎn)品也相當多, 包含有CAN Bus MCU 應用于車(chē)用電子與工業(yè)控制, NFC MCU應用手機周邊與金融相關(guān)產(chǎn)品, 以及更多的ASSP MCU 應用于各領(lǐng)域。至于物聯(lián)網(wǎng)的應用, 將推出BLE MCU 應用于數據的無(wú)線(xiàn)傳輸, 以及應用于運動(dòng)手環(huán), 更低耗電體積更小的觸摸MCU。還有兩線(xiàn)高壓傳輸芯片應用于聯(lián)網(wǎng)型煙感器, 遠程抄表光電直讀式水表、燃氣表等產(chǎn)品。
物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品在感測端, 通常需要是低功耗與低工作電壓的MCU,然而在小家電產(chǎn)品,則需要整合大電流驅動(dòng)器與提升MCU的操作電壓. 在工業(yè)與車(chē)用的產(chǎn)品則需要提升操作溫度范圍. 上述這些不同領(lǐng)域的應用, 分別需求不同的特性, 但有一個(gè)共通點(diǎn)就是繼續整合周邊電路達到更SoC的境界, 這也是各家MCU廠(chǎng)商一直努力的目標與方向。
兆易創(chuàng )新：GD32 MCU助力物聯(lián)網(wǎng)智慧生活
GD32 MCU做為中國首個(gè)Cortex-M3內核32位通用微控制器產(chǎn)品家族，目前已經(jīng)推出了10產(chǎn)品系列、余200個(gè)產(chǎn)品型號、9種封裝類(lèi)型，是目前市場(chǎng)上最為寬廣的Cortex-M3 MCU產(chǎn)品線(xiàn)，可以全面滿(mǎn)足日益增長(cháng)的高中低端多元化嵌入式應用需求。2015年GD32系列MCU出貨量繼續保持了迅猛的增長(cháng)，并贏(yíng)得了廣泛的贊譽(yù)和客戶(hù)好評。特別是在移動(dòng)支付和打印終端、LED及新能源控制、電動(dòng)車(chē)、航模無(wú)人機、安防監控、物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)傳輸等市場(chǎng)，已經(jīng)有非常多的客戶(hù)使用兆易創(chuàng )新的MCU并實(shí)現量產(chǎn)，基于GD32 MCU的解決方案已成為業(yè)界的主流首選。
 兆易創(chuàng )新GigaDevice 資深產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理金光一 |
兆易創(chuàng )新GigaDevice資深產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理金光一表示，以工業(yè)互聯(lián)、可穿戴設備和智能家居為代表的物聯(lián)網(wǎng)是當前驅動(dòng)MCU增長(cháng)的重要領(lǐng)域。 GD32系列MCU正是以高性能、低成本和易用性的優(yōu)勢全面適用于物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。第一，GD32 MCU高達120MHz高速零等待的處理效能比市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品提高了30%-40%，從而滿(mǎn)足移動(dòng)計算對于性能和實(shí)時(shí)性的需求；具備的三種省電模式使同主頻下的工作電流比市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品降低了20-30%，從而更加符合節能環(huán)保的應用趨勢。第二，GD32 MCU提供了業(yè)界領(lǐng)先的系統集成度，如片上支持多達3MB Flash、256KB SRAM、2M SPS ADC，以及SDRAM擴展、TFT LCD接口、多種硬件/哈希安全模塊等，全面適用于物聯(lián)網(wǎng)的通信、采樣、顯示、加密等多種需求，還提供了9種不同大小的封裝形式，非常有助于減小布板尺寸。第三，GD32全系列MCU在軟件和引腳封裝方面全兼容，完善的開(kāi)發(fā)生態(tài)和極佳的易用性適合于低端到高端的不同項目需求，我們知道，智能硬件設備的上市周期非常關(guān)鍵，GD32 MCU就是可以協(xié)助客戶(hù)以更有優(yōu)勢的成本加速物聯(lián)網(wǎng)項目的研發(fā)和量產(chǎn)。
隨著(zhù)家電產(chǎn)品智能化水平的提高，以及人機界面和信息交互的需求提升，32位高性能應用已經(jīng)有顯著(zhù)優(yōu)勢。32位MCU已經(jīng)在電機及變頻控制、樓宇安防監控、指紋識別、大屏幕顯示與觸控按鍵及支持物聯(lián)網(wǎng)的家電產(chǎn)品上發(fā)揮著(zhù)重要的作用。
金光一說(shuō)，我們非?？春?2位MCU在家電領(lǐng)域的應用前景，而這個(gè)市場(chǎng)從原來(lái)的8位平臺向32位平臺轉移已經(jīng)有非常明顯的趨勢。我們已經(jīng)推出基于Cortex-M3內核，5V寬電壓的GD32F170/190系列超值型產(chǎn)品。創(chuàng )新性的具備了強大的系統電磁抗噪能力，芯片級的ESD防護水平在人體放電模式可達7KV，器件放電模式可達1KV，并以5V寬電壓適用性和高集成度為工業(yè)現場(chǎng)、白色家電和人機界面等電氣嚴苛環(huán)境下的32位使用需求開(kāi)辟道路，這也是我們一直保持行業(yè)領(lǐng)先和服務(wù)客戶(hù)的優(yōu)勢。
GD32 系列MCU的競爭優(yōu)勢在于差異化。如何提高產(chǎn)品的差異化程度從而在市場(chǎng)競爭中脫穎而出是我們在產(chǎn)品規劃中考慮的重點(diǎn)。一方面，我們具備了業(yè)界領(lǐng)先的集成度，提供了豐富的接口外設，例如我們在業(yè)界率先以CMOS工藝片上集成了CAN2.0B PHY硬件轉發(fā)器，可有效簡(jiǎn)化系統設計并降低成本，另外為了方便混合信號控制、電機和采樣需求，還集成了多路高速運放、軌到軌模擬電壓比較器，高速2M SPS ADC和DAC。另一方面，我們也將行業(yè)客戶(hù)的需求融入到產(chǎn)品創(chuàng )新中，例如我們的快速I(mǎi)2C接口在業(yè)界率先兼容居民身份證驗證安全控制模塊接口技術(shù)規范，充分適合本地化行業(yè)定制應用。對于2016年推出的其他Cortex-M系列內核的產(chǎn)品，我們也已采用業(yè)界領(lǐng)先的工藝制程設計，從而能夠進(jìn)一步降低功耗與成本并提高性能。這使得GD32 MCU能夠在市場(chǎng)競爭中脫穎而出，從而帶來(lái)為用戶(hù)帶來(lái)更出眾的價(jià)值，成為系統開(kāi)發(fā)的明智之選。
很明顯MCU的應用趨勢會(huì )沿著(zhù)高性能與超低功耗兩條主線(xiàn)發(fā)展。高性能計算需求帶動(dòng)了MCU主頻與處理效率的提升，而可穿戴便攜產(chǎn)品又拉動(dòng)了對電池供電系統節能環(huán)保的要求。我們的產(chǎn)品也將沿著(zhù)這兩條主線(xiàn)布局，以充分適應市場(chǎng)的需求，并以領(lǐng)先的工藝水平和高集成度應對多元化使用挑戰。
正是由于具備了高性能、低成本、易用性的特性，GD32 MCU也在越來(lái)越多的嵌入式項目設計中廣泛應用。目前GD32 MCU主要市場(chǎng)分布在工業(yè)控制、消費電子和汽車(chē)電子等領(lǐng)域，通用性強且比較分散。相對集中的有讀卡器、安防與監控、工控、新能源控制、微型打印機、POS機、電動(dòng)車(chē)、醫療與健康等市場(chǎng)。在很多行業(yè)都已具有很高的市占率并已得到廣泛的客戶(hù)認可。特別是在物聯(lián)網(wǎng)應用市場(chǎng)，以智能插座、智能照明、指紋鎖為代表的智慧生活領(lǐng)域，還有基于無(wú)線(xiàn)互聯(lián)技術(shù)的WIFI、藍牙、RFID等工業(yè)智能模塊領(lǐng)域；無(wú)論是無(wú)線(xiàn)還是有線(xiàn)連接，以及跟云端通訊或與手機APP互聯(lián)，均可通過(guò)GD32 MCU實(shí)現智能控制。這些應用領(lǐng)域今年已有較大的出貨量并將在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動(dòng)下繼續增長(cháng)。
新唐：搭建物聯(lián)網(wǎng)平臺 助快速開(kāi)發(fā)
新唐從8051微控制器開(kāi)始，發(fā)展MCU已經(jīng)有20年的歷史，為全方面服務(wù)客戶(hù)，2009年推出ARM Cortex-M0 MCU，2014年推出ARM Cortex-M4 MCU，在全球已逐漸打響品牌知名度。身為大中華區重要的32 位微控制器廠(chǎng)商，新唐2015年在車(chē)用、工控與消費性產(chǎn)品都皆取得不錯的成績(jì)，車(chē)用主打中控與后裝市場(chǎng)，包含聲音應用與車(chē)用通訊等；工控則在POS機、溫控設備與馬達應用等領(lǐng)域吸引市場(chǎng)目光；消費性產(chǎn)品應用范圍廣泛，包含健康醫療與小家電等智能家庭產(chǎn)品。
 新唐科技股份有限公司微控制器應用事業(yè)群副總經(jīng)理林任烈 |
新唐科技股份有限公司微控制器應用事業(yè)群副總經(jīng)理林任烈認為物聯(lián)網(wǎng)為多樣化市場(chǎng)，其應用范圍相當廣泛，包含智慧醫療、智能家庭與城市、智能工廠(chǎng)、智能交通、環(huán)境監控與安控等。因物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展之多樣性，使得客戶(hù)需求皆不相同，面對多樣與多元的終端應用發(fā)展下，其中最重要的組件則是微控制器，因此物聯(lián)網(wǎng)將是微控制器未來(lái)重要發(fā)展市場(chǎng)。解構物聯(lián)網(wǎng)終端裝置，可區分為三大重要組成組件：一為感測組件、二為通訊模塊、三為運算核心之微控制器，新唐將著(zhù)重于微控制器的開(kāi)發(fā)，技術(shù)方面以低功耗、模擬與安全為主。
新唐針對物聯(lián)網(wǎng)應用已積極展開(kāi)布局，目前已出貨的產(chǎn)品包含如無(wú)線(xiàn)模塊、智能遙控與智能家居，如電子門(mén)鈴與BabyMonitor等產(chǎn)品；新唐除專(zhuān)注MCU技術(shù)發(fā)展，并已加入ARM mBed組織，藉由共同平臺讓開(kāi)發(fā)者能夠以最短的時(shí)間創(chuàng )建支持商用與互操作的互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)設備。
新唐提供豐富的自行研發(fā)之開(kāi)發(fā)工具與軟件，在物聯(lián)網(wǎng)低功耗模式下，我們提供「Pinview」等開(kāi)發(fā)軟件，幫助客戶(hù)快速解決快速完成低功耗系統設計。Nano系列為新唐低功耗MCU平臺，待機電流＜650 nA，適用于長(cháng)時(shí)間使用電池之終端應用，如健康照護、智能交通與電子卷標等產(chǎn)品。
為了加速物聯(lián)網(wǎng)的應用發(fā)展，新唐推出物聯(lián)網(wǎng)積木平臺-NuBrick，幫助開(kāi)發(fā)者解決模塊間通訊協(xié)議問(wèn)題，讓開(kāi)發(fā)者能專(zhuān)注于設備裝置的設計開(kāi)發(fā)，新唐物聯(lián)網(wǎng)積木平臺提供九項傳感器模塊，包含陀螺儀、LED、蜂鳴器、聲吶、溫濕度、紅外線(xiàn)發(fā)送器、氣體、按鈕及主控模塊；支持即插即用，開(kāi)發(fā)者可彈性決定模塊堆棧方式，亦可任意擴充模塊，加上新唐自行開(kāi)發(fā)之相關(guān)APP，將帶給開(kāi)發(fā)者良好之體驗。
在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，除了既有的人際網(wǎng)絡(luò )、人機互動(dòng)之外，物聯(lián)網(wǎng)將逐漸增強機器對機器的互動(dòng)(machine to machine, M2M)，執行繁復與過(guò)去難以處理的多樣化工作，是計算機與通訊產(chǎn)品朝行動(dòng)化、聯(lián)網(wǎng)化及智能化發(fā)展的延伸，應用范圍相當廣泛，包括：智慧醫療、智能家庭與城市、智能工廠(chǎng)、智能交通、環(huán)境的監控與安控等，提供給未來(lái)生活無(wú)限的想象空間。
在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，系統需要取得傳感器數據，進(jìn)行快速處理后，再將處理完的數據經(jīng)由無(wú)線(xiàn)通信傳遞至云端，因此處理器需要具備高效能的數據計算能力，在此同時(shí)，處理器亦必須處理無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議，由此看來(lái)，唯有32位微控制器才能符合此效能，因此32位微控制器為物聯(lián)網(wǎng)主流。
隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)與穿戴裝置興起，微控制器將持續往更輕、薄、短、小的美型設計發(fā)展，且因物聯(lián)網(wǎng)終端設備需要以電池供電，為能快速被喚醒進(jìn)行數據處理，所以低耗能、高效率與高整合度的微控制器將是決勝物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的關(guān)鍵。
新唐以作為全球MCU開(kāi)發(fā)應用領(lǐng)導者為目標，不會(huì )在此全球化趨勢中缺席，新唐微控制器將會(huì )朝向低功耗、模擬與安全技術(shù)前進(jìn)。
移動(dòng)設備訪(fǎng)問(wèn)
