在ARM核心的開放開發(fā)環(huán)境之下，研發(fā)人員利用32位元微控制器(MCU)開發(fā)應用的成本逐漸降低，芯片價格亦因為供應商眾多而隨之下降。盡管如此，8位元MCU具備更低廉的價格，加上低階應用市場的規(guī)模依然龐大，因此，盡管32位元MCU出貨量急起直追，仍未超越8位元MCU。相較之下，16位元MCU便成為被8位元與32位元MCU夾殺的產(chǎn)品。
盛群半導體業(yè)務(wù)行銷中心副總經(jīng)理蔡榮宗認為，以目前全球市場看來，盡管32位元MCU產(chǎn)值較高，然銷售數(shù)量依然是以8位元MCU為大宗。16位元MCU則處于被夾殺的狀態(tài)，由于8位元MCU的效能持續(xù)提升，目前已足以滿足較為低階的16位元MCU應用需求;32位元MCU的成本逐漸降低，則瓜分了高階的16位元MCU市場。另一方面，也由于8位元MCU的市場已相當成熟，32位元盡管是后進規(guī)格，然而在ARM的推廣之下已建立了相當友善的開發(fā)環(huán)境與資源。若廠商計畫投入16位元市場，則須另建立一套標準語言，研發(fā)成本過高。由此可預見，未來16位元MCU市占將逐漸萎縮。
蔡榮宗指出，目前市面上依然能見到一些16位元MCU的應用，傳統(tǒng)車用市場便占有相當比例。然而，依照未來車輛逐漸往自動化、電動車的發(fā)展方向之下，車用MCU也將由16位元逐漸轉(zhuǎn)移至32位元。盛群于2016年銷售了280萬顆32位元MCU，2017年更是創(chuàng)下800萬顆銷量，成長幅度非常大，在未來32位元MCU的銷售比重預期將逐漸提升。
IC Insights 高級市場研究分析師 Rob Lineback 說：“今年，32 位的 ASP(平均銷售價格)下降了 15%。我們看到 32 位的售價每年下降 7%(CAGR/年復合增長率)。16 位市場的 CAGR 是 -2%，8/4 位市場的也是 -2%。未來將可能出現(xiàn) 32 位微控制器的售價比 16 位微控制器還低的情況。這是純粹的競爭和定價壓力。物聯(lián)網(wǎng)是其中一部分推動力。”
1、重新定義MCU
過去幾年來，微控制器之間的差異化因素是功能性。因此 32 位 MCU 比 8 位 MCU 的能力顯著更強，因此價格也就更高。但隨著公司向上遷移，現(xiàn)在它們也正在開發(fā)足以媲美低端微處理器產(chǎn)品線的器件。
但從歷史上看，兩者之間仍然還是存在顯著的差異。微處理器組合性地使用了內(nèi)部內(nèi)存和外部內(nèi)存，而傳統(tǒng)上的 MCU 僅依賴于內(nèi)部內(nèi)存。這種情況正在開始改變，有些 MCU 提供了連接DRAM 或其它類型的外部內(nèi)存的能力。
“如果你回到 15 年前，你找 100 位工程師，然后在他們面前放一個微控制器和一個微處理器，他們肯定能夠分辨哪個是哪個。”Rambus 的杰出發(fā)明家 Steven Woo 說，“如果你今天還找到這同樣 100 位工程師，就會出現(xiàn)很多爭議了。摩爾定律是造成這種概念模糊的部分原因。在 die 上的晶體管數(shù)量更多了，你能使用這些晶體管所做的事情也更多了。”
伴隨著更好的空間利用，我們也可以放入更多片上和片外內(nèi)存。MCU 通常使用的是 DDR2 和閃存的組合。但因為各處的密度都增大了，DDR2 的內(nèi)存大小已經(jīng)增至了 2MB 之高，另外還有 2MB 這么高的嵌入式閃存。
“從至少 6 或 7 年開始，32 位產(chǎn)品線上的器件就已經(jīng)有連接外部內(nèi)存的能力了，但并沒有太多器件利用了這一點。”意法半導體美洲地區(qū)微控制器產(chǎn)品經(jīng)理 Stuart McLaren 說，“最近我們已經(jīng)看到了這種情況(使用了系統(tǒng)組接口(system packet interface))，所以外部還有更多 NVM 來存儲數(shù)據(jù)和代碼。關(guān)鍵的變化是更多性能和更多功能。互連的應用會越來越多。而且隨著它們變得互連，你會有與網(wǎng)關(guān)或云進行通信的節(jié)點。那至少需要一個簡單的微控制器，可以收集一些傳感器數(shù)據(jù)并將其聚合到一起。”
2、微控制器也在開始向云的上游移動。
“網(wǎng)關(guān)上運行著很多云服務(wù)，而且它們正做著更加先進的分析工作。”McLaren 說，“我們看到有用于圖形處理的外部內(nèi)存，通常是一個 1 幀或 2 幀緩沖區(qū)，你可以在這里渲染來自幀緩沖器的信息，然后刷新。我們也可以看到大量微控制器進入物聯(lián)網(wǎng)的這三個領(lǐng)域——家庭和城市、智能工業(yè)、智能萬物。每一種應用都有處理和安全的需求。它們也需要與真實工作的接口并且需要某種形式的連接，在很多案例中這種連接是 RF，但也可能是低功耗藍牙或其它近場處理。而且它們需要管理電源，從可穿戴到工業(yè)應用都有可能。MCU 是物聯(lián)網(wǎng)的核心。”
據(jù) ARM 的 physical IP 工程副總裁 Dipesh Patel 說，MCU 也會在資產(chǎn)跟蹤等新應用得到使用。“使用 32 位，你可以跟蹤一個零部件的旅程，而且你可以讓其完全安全，使用 8 位的話你永遠不能做到這一點。MCU 正越來越復雜。在簡單的層面上，你可以存儲、處理和傳輸數(shù)據(jù)。但現(xiàn)在你可以做到更多，因為有更多內(nèi)存了。”
他指出現(xiàn)在也有增加片上閃存的發(fā)展，尤其是因為有些更先進的設(shè)計正在向 40nm 乃至 28 nm 遷移。今天，大多數(shù) MCU 都使用著老舊的工藝，有的甚至高達 350nm，但也有些更先進的 IoT 設(shè)計是用 65nm 和 40nm 工藝開發(fā)的。
