2023, baabuurka waalan ee MCU

01 Taariikhda kobaca ee MCU

MCU, microcontroller, waxay leedahay magac si fiican loo yaqaan: hal-chip microcomputer.

Runtii waa meel aad u macaan in loo raro set oo ah nidaamka kombuyuutarka aasaasiga ah ee loo yaqaan chip-ka, oo ay ku jiraan nooca gudaha ee CPU RAM ROM IO counter serial port, in kasta oo wax qabadku aanu ahayn mid aad u ballaadhan sida kombuyuutarka, laakiin waa awood yar oo la bar-baranaami karo iyo dabacsanaan, sidaas darteed macaamiisha elektiroonigga ah, isgaarsiinta warshadaha caafimaadka Baabuurtu waxay leeyihiin codsiyo aad u ballaaran.

Waxa ay dhalatay 1971-kii, Intel waxa ay nashqadaysay Microprocessor-kii ugu horreeyay ee adduunka – lambarka 4004 4-bit chip, Chip-kani waxa uu isku xidhayaa in ka badan 2,000 oo transistor ah, waxa kale oo ay Intel naqshadaysay 4001, 4002, 4003 chips, RAM, ROM iyo diiwaanka.

Markay afartan badeecadood suuqa soo galeen, Intel waxay ku qortay xayaysiis "Ku dhawaaq xilli cusub oo wareegyo isku-dhafan: kombuyuutarrada yaryar oo ku urursan hal chip."Waqtigaas, kombuyuutarrada yaryar iyo kuwa waaweyni waxay u badnaayeen 8-bit iyo 16-bit Processor, sidaa darteed Intel isla markiiba waxay soo saartay 8-bit microprocessor 8008 1972 si ay dhaqso ugu guulaysato suuqa, furitaanka waaxiga kumbuyuutarrada hal-chip-ka ah.

Sannadkii 1976-kii, Intel waxay soo saartay kontoroolka microcomputer-ka ugu horreeya adduunka ee 8748, kaas oo isku xiraya 8-bit CPU, 8-bit parallel I/O, 8-bit counter, RAM, ROM, iwm, kaas oo dabooli kara baahida kontoroolka warshadaha guud iyo qalabaynta, oo ay matalaan 8748, furitaanka sahaminta microcomputer-ka-hal-chip ee beerta warshadaha.

Sannadihii 1980-aadkii, 8-bit microcomputer-ka-hal-chip-ka ah ayaa bilaabay inay noqdaan kuwo qaan-gaar ah, RAM iyo ROM-ka ayaa kordhay, guud ahaan is-dhexgalka isku-xiran, nidaamyada kala-goynta heerarka kala duwan, tiro badan oo 16-bit ah, iwm. 1983, Intel waxay soo saartay MCS -96 taxane ah oo ah 16-bit microcontrollers oo waxqabad sare leh, oo leh 120,000 transistor isku dhafan.

Laga soo bilaabo 1990-meeyadii, microcomputer-ka hal-chip wuxuu galay marxaladda boqol dugsi ee fikirka, waxqabadka, xawaaraha, kalsoonida, isdhexgalka ubaxyada buuxa, marka loo eego tirada baska ama diiwaanka xogta, laga bilaabo 4 bits ee bilowga ah. si tartiib tartiib ah u horumaray, oo leh 8-bit, 16-bit, 32-bit iyo 64-bit microcomputer hal-chip ah.

Waqtigan xaadirka ah, habka wax-barida ee MCU-yada waxaa inta badan loo qaybiyaa CISC iyo RISC, naqshadaha udub-dhexaadkuna waa inta badan ARM Cortex, Intel 8051 iyo RISC-V.

Marka loo eego 2020 Shiinaha General Microcontroller (MCU) Kooban Suuqa, 32-bit MCU alaabada ayaa xisaabiya ilaa 55% ee suuqa, oo ay ku xigto 8-bit alaabta, oo lagu xisaabtamayo 43%, 4-bit Product xisaabinta 2%, 16 -Badeecooyinka yaryar oo lagu qiyaaso 1%, waxaa la arki karaa in badeecadaha suuqa ku jira ay yihiin 32-bit iyo 8-bit MCUs, waxaana si aad ah u camimay goobta suuqa ee 16-bit MCU.

Badeecooyinka habraaca tilmaamaha ee CISC waxay ku xisaabtameen 24% suuqa, RISC-da badeecooyinka dajiyay waxay ahaayeen 76% badeecadaha caadiga ah ee suuqa;Alaabooyinka asaasiga ah ee Intel 8051 waxay ku xisaabtameen 22% suuqa, ku xiga ARM Cortex-M0, xisaabinta 20%, ARM Cortex-M3 waxay u dhigantaa 14%, ARM Cortex-M4 waxay u dhigantaa 12%, ARM Cortex-M0+ 5%, ARM Cortex-M23 wax soo saarka ayaa lagu xisaabiyay 1%, RISC-V alaabta xudunta u ah ayaa lagu xisaabiyay 1%, iyo kuwa kale ayaa xisaabiyay 24%.Badeecadaha ARM Cortex-M0+ waxay ku xisaabtameen 5%, ARM Cortex-M23 waxay ku xisaabtameen 1%, RISC-V alaabta xudunta u ah waxay ku xisaabtameen 1%, iyo kuwa kale waxay ku xisaabtameen 24%.Isku soo wada duuboo, ARM Cortex silsiladaha taxanaha ah ayaa xisaabiya 52% suuqa guud.

Suuqa MCU ayaa soo wajahday hoos u dhac weyn 20kii sano ee la soo dhaafay, laakiin celceliska qiimaha iibka (ASP) hoos u dhaca ayaa hoos u dhacay shantii sano ee la soo dhaafay.Ka dib markii ay la kulmeen hoos u dhaca warshadaha baabuurta, daciifnimada dhaqaalaha caalamiga ah, iyo dhibaatada faafa, suuqa MCU wuxuu bilaabay inuu soo kabsado sanadka 2020. Marka loo eego IC Insights, shixnadaha MCU ayaa kordhay 8% 2020, iyo wadarta shixnadaha MCU ee 2021 ayaa kordhay 12%.

IC Insights waxay filaysaa shixnadaha MCU inay gaaraan 35.8 bilyan shanta sano ee soo socota, iyadoo wadarta iibka ah $27.2 bilyan.Kuwaas, iibka 32-bit MCU ayaa la filayaa inuu gaaro $20 bilyan iyadoo kororka kobaca sanadlaha ah ee 9.4%, 16-bit MCUs ayaa la filayaa inay gaaraan $4.7 bilyan, iyo 4-bit MCUs lama filayo inay muujiyaan kobac.

02 Gaari MCU waalan oo dhaafitaan

Gawaadhida elektiroonigga ah waa muuqaalka ugu weyn ee codsiga MCU-yada.IC Insights waxay rajaynaysaa iibka MCU ee adduunka oo dhan inuu kobo 10% ilaa rikoor $21.5 bilyan sanadka 2022, iyadoo MCU-yada baabuurta ay korayaan in ka badan inta badan suuqyada kale ee dhamaadka.

In ka badan 40% iibka MCU wuxuu ka yimaadaa qalabka elektaroonigga ah, iyo iibinta baabuurta ee MCU-da ayaa la filayaa inay ku koraan CAGR oo ah 7.7% shanta sano ee soo socota, kana sarreeya ujeeddooyinka guud ee MCUs (7.3%).

Waqtigan xaadirka ah, MCU-yada baabuurta inta badan waa 8-bit, 16-bit iyo 32-bit, iyo qaybaha kala duwan ee MCU-yada waxay ciyaaraan shaqooyin kala duwan.

Gaar ahaan:

8-bit MCU waxaa inta badan loo adeegsadaa hawlaha kontoroolka aasaasiga ah, sida kontoroolka kuraasta, qaboojiyaha, marawaxada, daaqadaha, iyo qaybaha kantaroolka albaabka.

MCU-ga 16-bit ah waxaa inta badan loo isticmaalaa jirka hoose, sida mishiinka, biriiga elektaroonigga ah, nidaamka joojinta iyo nidaamyada kale ee awoodda iyo gudbinta.

32-bit MCU waxay ku habboon tahay sirta baabuurta waxaana inta badan loo adeegsadaa xaaladaha codsiga garaadka sare iyo badbaadada leh sida madadaalada kookitit, ADAS, iyo xakameynta jirka.

Marxaladdan, 8-bit MCUs waxay ku korayaan waxqabadka iyo awoodda xusuusta, iyo waxtarkooda kharashkooda, waxay ku beddeli karaan qaar ka mid ah 16-bit MCU-yada codsiyada waxayna sidoo kale gadaal u yihiin la jaan qaadaya 4-bit MCUs.32-bit MCU waxay ka ciyaari doontaa doorka xakamaynta sayid ee sii kordheysa ee guud ahaan baabuurta E/E, kaas oo maamuli kara afar qaybood oo kala firidhsan oo hooseeya iyo kuwa dhexe ee ECU, tirada isticmaalkuna way sii wadi doontaa inay kordhiso.

Xaaladda kor ku xusan waxay ka dhigaysaa 16-bit MCU meel aad u liidata, oo aan sarreyn laakiin hooseeyo, laakiin xaaladaha codsiyada qaarkood, wali waa faa'iido, sida qaar ka mid ah codsiyada muhiimka ah ee nidaamyada powertrain.

Sirdoonka baabuurta ayaa si weyn u kordhiyey baahida loo qabo 32-bit MCUs, iyada oo in ka badan afar-meelood saddex meelood iibka baabuurta MCU uu ka yimid 32-bit MCUs sanadka 2021, la filayo inuu gaaro ilaa $5.83 bilyan;16-bit MCU-yada waxay dhalin doonaan ilaa $1.34 bilyan dakhli;iyo 8-bit MCUs waxay dhalin doonaan ilaa $441 milyan dakhli, sida lagu sheegay warbixinta McClean.

Heerka codsiga, infotainment waa xaaladda codsiga oo leh korodhka ugu sarreeya ee sanadka-sannadka ka dambeeya ee iibka baabuurta ee MCU, oo leh 59% kobaca 2021 marka la barbardhigo 2020, iyo 20% kobaca dakhliga ee xaaladaha soo hadhay.

Hadda dhammaan kontoroolka elektiroonigga ah ee baabuurka si loo isticmaalo ECU (cutubka kontoroolka elektiroonigga ah), iyo MCU waa qaybta kontoroolka xudunta u ah ECU, ECU kastaa wuxuu leeyahay ugu yaraan hal MCU, markaa marxaladda hadda jirta ee isbeddelka iyo cusboonaysiinta korantada caqliga ayaa keentay baahida loo qabo Isticmaalka hal baabuur ee MCU si loo kordhiyo.

Marka loo eego xogta laga helay Waaxda Cilmi-baarista ee Guddiga Khabiirka Suuqgeynta Gawaarida ee Machadka Suuqgeynta Shiinaha, celceliska tirada ECU-yada ee ay qaadaan baabuurta caadiga ah ee shidaalka waa 70;tirada ECU-yada ay qaadaan baabuurta shidaalka dhaqameed ee raaxada waxay gaari karaan 150 sababtoo ah shuruudaha waxqabadka sare ee kuraasta, xakamaynta dhexe iyo madadaalada, xasiloonida jidhka iyo badbaadada;iyo celceliska tirada ECU-yada ee ay wataan baabuurta casriga ah waxay gaari karaan 300 sababtoo ah software-ka cusub iyo shuruudaha hardware-ka ee wadista is-xakamaynta iyo kaxaynta caawinta, taas oo u dhiganta qadarka MCU ee ay isticmaalaan baabuurta kelida ahi waxay sidoo kale gaari doontaa in ka badan 300.

Baahida xooggan ee MCUs-yada ee ka imaanaya baabuur-sameeyaha ayaa si gaar ah u muuqda 2021, marka ay jirto yaraanta xudunta cudurka faafa.Sannadkaas, shirkado badan oo baabuur ayaa ku qasbanaaday inay si kooban u xidhaan khadadka wax soo saarka qaar ka mid ah koofiyadaha la'aanta, laakiin iibinta baabuurta MCU-yada ayaa kor u kacday 23% ilaa $ 7.6 bilyan, oo ah rikoor sare.

Inta badan jajabyada baabuurta waxaa lagu soo saaraa iyada oo la adeegsanayo wafers 8-inch, qaar ka mid ah soo-saareyaasha sida TI ilaa 12-inji xariiqda wareejinta, IDM waxay sidoo kale noqon doontaa qayb ka mid ah aasaaska dibedda ee awoodda, oo ay maamusho MCU, qiyaastii 70% awoodda TSMC .Si kastaba ha noqotee, ganacsiga baabuurta laftiisa ayaa ku xisaabtamaya qayb yar oo TSMC ah, TSMC-na waxay diiradda saartaa nidaamka tignoolajiyada horumarsan ee qalabka elektiroonigga ah ee macaamiisha, sidaa darteed suuqa baabuurta ee MCU ayaa si gaar ah u yar.

Yaraanta jajabyada baabuurta ee ay hogaaminayaan dhammaan warshadaha semiconductor-ka ayaa sidoo kale keenay mowjad ballaarin ah, aasaaska waaweyn iyo dhirta IDM si ay si firfircoon u ballaariyaan wax soo saarka, laakiin diiradda ayaa ka duwan.

Warshada TSMC Kumamoto ayaa la filayaa in la hawlgeliyo dhamaadka 2024, marka lagu daro habka 22/28nm, waxa ay sii bixin doontaa 12 iyo 16nm, warshada Nanjing waxa ay balaarin doontaa wax soo saarka ilaa 28nm, iyada oo awood wax soo saar bille ah 40,000 oo xabbo;

SMIC waxa ay qorshaynaysaa in ay balaadhiso wax soo saarka ugu yaraan 45,000 8-inch wafers iyo ugu yaraan 10,000 12-inji wafer sanadka 2021, iyo in la dhiso xariiq wax soo saar 12-inji ah oo leh awood bille ah oo ah 120,000 wafers gudaha Lingang, iyada oo diirada la saarayo 28nm iyo wixii ka sareeya.

Huahong waxa ay rajaynaysaa in ay dardar galiso balaadhinta awooda wax soo saarka ee 12-inch ilaa 94,500 xabo sanadka 2022;

Renesas waxay ku dhawaaqday saamiga ay ku leedahay warshadda Kumamoto ee TSMC iyada oo ujeedadu tahay in la ballaariyo dhoofinta, waxayna ujeedadeedu tahay in la kordhiyo saadka MCU-ga baabuurta 50% marka la gaaro 2023, iyada oo awoodda MCU-da sare ee la filayo inay kordho 50% iyo awoodda MCU-hoose ee qiyaastii 70% marka la barbardhigo dhamaadka 2021.

STMicroelectronics waxay ku maalgelin doontaa $ 1.4 bilyan 2022 si loo ballaariyo, waxayna qorsheyneysaa inay laba jibaarto awoodda dhirta Yurub 2025, inta badan si kor loogu qaado awoodda 12-inch, iyo awoodda 8-inch, SMicroelectronics waxay si xushmad leh u cusbooneysiin doontaa alaabooyinka aan u baahnayn 12- farsamada inch.

Texas Instruments waxay ku dari doontaa afar warshadood oo cusub, warshadda ugu horreysa ayaa la filayaa in la hirgeliyo 2025, iyo dhirta saddexaad iyo afaraad waxaa la dhisi doonaa inta u dhaxaysa 2026 iyo 2030;

ON Semiconductor waxay kordhisay maalgashigeeda 12%, inta badan 12-inch ballaadhinta awoodda waferka.

Aragtida IC waxay leedahay xog xiiso leh in ASP ee dhammaan 32-bit MCUs ay hoos ugu dhacayaan CAGR oo ah -4.4% sanad-sanadka u dhexeeya 2015 iyo 2020, laakiin waxay kor u kacdaa 13% ilaa $0.72 sanadka 2021. Waxay ka muuqataa suuqa goobta , Isbeddelka qiimaha baabuurta MCU ayaa aad u muuqda: NXP 32-bit MCU FS32K144HAT0MLH oo leh qiime taagan $22 ayaa kor u kacay ilaa $550, oo u dhexeeya in ka badan 20 jeer, kaas oo ahaa mid ka mid ah jajabyada baabuurta ee ugu yar wakhtigaas.

Infineon 32-bit automotive MCU SAK-TC277TP-64F200N DC ayaa kor u kacday ilaa 4,500 yuan, koror ku dhawaad ​​100 jeer, isla taxanaha SAK-TC275T-64F200N DC ayaa sidoo kale kor u kacay in ka badan 2,000 yuan.

Dhinaca kale, qalabka elektarooniga ah ee macaamiisha ee asalka ah ayaa bilaabay inuu qaboojiyo, baahida daciifka ah, iyo sidoo kale dardargelinta beddelka gudaha, samaynta ujeedo guud, qiimaha macaamiisha MCU, qaar ka mid ah moodooyinka ST chips sida F0/F1/F3 Sicirrada isdaba jooga ah ayaa ku soo dhawaaday qiimihii caadiga ahaa, iyo xitaa xanta suuqa ee ah in qiimaha MCU-yada qaarkood uu hoos ugu dhacay qiimaha wakaaladda.

Si kastaba ha ahaatee, MCU-yada baabuurta sida Renesas, NXP, Infineon, iyo ST ayaa wali ku jira xaalad yaraan.Tusaale ahaan, qiimaha ST ee waxqabadka sare ee 32-bit MCU STM32H743VIT6 wuxuu kor u kacay 600 yuan dhamaadkii sanadkii hore, halka qiimihiisu ahaa 48 yuan kaliya laba sano ka hor.Korodhka ayaa ka badan 10 jeer;Infineon Automotive MCU SAK-TC237LP-32F200N AC qiimaha suuqa bishii Oktoobar ee sannadkii hore qiyaastii $1200, December waxay bixisaa ilaa $3800, iyo xitaa boggaga internetka ee qolo saddexaad waxay bixiyaan wax ka badan $5000.

03 Suuqu waa weyn yahay, wax soo saarka gudahana waa yar yahay

Muuqaalka tartanka MCU waa sida ay u badan yihiin kooxaha waaweyn ee dibedda sida jawiga tartanka semiconductor oo dhan.2021, shanta ugu sarreeya ee MCU iibiyeyaashu waxay ahaayeen NXP, Microchip, Renesas, ST, iyo Infineon.Shantan Iibiyeyaasha MCU waxay ku xisaabtameen 82.1% wadarta iibka caalamiga ah, marka la barbar dhigo 72.2% 2016, iyada oo cabbirka shirkadaha cinwaannada ay sii kordhayaan sannadaha dhexda ah.

Marka la barbar dhigo macaamiisha iyo warshadaha MCU, heerka shahaadada MCU baabuurta waa mid sare iyo muddada shahaado waa dheer, nidaamka shahaado waxaa ka mid ah ISO26262 shahaadada heerka, AEC-Q001 ~ 004 iyo IATF16949 heerka shahaado, AEC-Q100/Q104 shahaado heerka AEC-Q100/Q104, oo ka mid ah ISO262 Badbaadada shaqada baabuurta waxaa loo qaybiyaa afar heer oo ASIL-A ilaa D. Tusaale ahaan, chassis-ka iyo xaaladaha kale waxay leeyihiin shuruudaha badbaadada ee ugu sarreeya waxayna u baahan yihiin shahaado heerka ASIL-D, dhowr shirkadood oo chips ah ayaa buuxin kara shuruudaha.

Marka loo eego xogta falanqaynta Istaraatiijiyada, suuqa baabuurta caalamiga ah iyo kuwa gudaha ee MCU waxaa inta badan haysta NXP, Renesas, Infineon, Texas Instruments, Microchip, oo leh saami suuq ah 85%.In kasta oo 32-bit MCU-yada ay weli kaligood haystaan ​​shirkadaha waaweyn ee dibedda, shirkadaha gudaha qaarkood ayaa shaqada ka baxay.

04 Gabagabo

Horumarka degdega ah ee baabuurta korantada ee caqliga leh, sidaa darteed tiro ka mid ah kuwa sameeya chips-ka macaamiisha ayaa ku biiray, sida Nvidia, Qualcomm, Intel waxay ku jireen qolka garaadka, horumarada chip-ka wadida ee iskeed u madax bannaan, cadaadisay booska badbaadada ee soosaarayaashii hore ee gawaarida gawaarida.Horumarinta MCU-yada baabuurta waxay ka baxday diiradda saarista horumarinta is-hormarinta iyo horumarinta waxqabadka ilaa tartan dhan walba ah oo loogu talagalay dhimista qiimaha iyada oo la ilaalinayo faa'iidooyinka teknoolojiyadda.

Nashqada E / E ee baabuurta laga bilaabo loo qaybiyay kantaroolka domain, iyo ugu dambeyntii dhinaca isdhexgalka dhexe, waxaa jiri doona wax badan oo badan oo shaqeynaya iyo chip-dhamaadka hoose ee fudud ayaa la bedeli doonaa, waxqabadka sare, awoodda xisaabinta sare iyo kuwa kale ee sare. Chips waxay noqon doontaa diiradda tartanka mustaqbalka ee baabuurta, maadaama doorka ugu weyn ee kantaroolka MCU ee dhimista lambarka mustaqbalka ECU ay yar tahay, sida Tesla chassis control ECU, mid ka mid ah wuxuu ka kooban yahay 3-4 MCU, laakiin qaar ka mid ah hawlaha fudud ee MCU aasaasiga ah waa la isku dari doonaa.Guud ahaan, suuqa baabuurta MCU-yada iyo booska beddelka gudaha sannadaha soo socda shaki la'aan waa ballaaran yahay.