未來五年AIoT MCU芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢

來源：?國際電子商情?

物聯(lián)網(wǎng)在十多年前，還是一個非常模糊的概念，隨著5G技術(shù)的推進(jìn)和全球商用的普及，物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在不僅深入到了人們的生活之中，而且在與芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與相互推動中發(fā)揮著越來越大的作用。本文首先介紹了2021年AIoT行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，然后綜合業(yè)界和行業(yè)情況，對未來五年物聯(lián)網(wǎng)(AIoT)MCU芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

一、AIoT MCU芯片市場情況

2020年MCU芯片中國與全球應(yīng)用市場情況，消費(fèi)與汽車電子份額最大。

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2020年中國整體最多的是消費(fèi)電子，份額超過1/4，達(dá)到26%。。全球MCU應(yīng)用市場中，汽車芯片已經(jīng)達(dá)到30%。

據(jù)初步統(tǒng)計，2021年中國和全球的MCU市場應(yīng)用分布情況如下：

由于受穿戴設(shè)備增長近10%的影響，中國市場2021 MCU市場中，消費(fèi)電子市場達(dá)到29%，繼續(xù)位居榜首。汽車電子增長幅度最大，達(dá)到了20%，原因是汽車芯片短缺之下國產(chǎn)MUC的借勢崛起。

由于汽車行業(yè)的芯片短缺以及中國MCU芯片的崛起，全球2021年MCU市場增長了2%，達(dá)到32%。消費(fèi)電子也有增長，達(dá)到29%。

汽車領(lǐng)域

2021年半導(dǎo)體行業(yè)最大的特點(diǎn)是芯片短缺、價格上漲。尤其是汽車電子缺貨，某些MCU漲價幾倍甚至幾十倍。

中國的消費(fèi)電子領(lǐng)域的芯片短缺基本沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的局面，反而在穿戴設(shè)備方面出現(xiàn)了近10%的增長，主要得益于國內(nèi)芯片廠商的迅速崛起。

盡管在汽車領(lǐng)域，國產(chǎn)MCU芯片借勢崛起，但真正車規(guī)級芯片依然很少，導(dǎo)致汽車電子缺貨更嚴(yán)重，漲價幅度更大。

據(jù)行業(yè)人士爆料：2021在汽車領(lǐng)域有一個特點(diǎn)，由于芯片短缺，很多車廠在除發(fā)動機(jī)、ECU等關(guān)鍵部件以外的地方，大量使用了消費(fèi)級MCU替代了原先需要用到車規(guī)級的MCU。

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消費(fèi)領(lǐng)域

截止2021年三季度，消費(fèi)電子在穿戴領(lǐng)域的漲幅已經(jīng)接近10%，TWS耳機(jī)繼續(xù)上漲，智能手環(huán)下滑得很厲害，智能手表增長勢頭較大，超過10%。

蜂窩領(lǐng)域，隨著CAT1深入市場，其出貨量迅速上升，也推高了全球蜂窩的出貨量，從NBIoT到CAT1，是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的主力。從穿戴到蜂窩模組，有更多一系列的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

另外一個趨勢是軟件逐漸呈現(xiàn)出與傳統(tǒng)不一樣的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的方式比如做嵌入式軟件開發(fā)是面向最底層的模式。但是在2021年，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的開發(fā)，大部分已經(jīng)使用高級語言腳本方式，比如在穿戴這塊，已經(jīng)有數(shù)家品牌大廠都是用JS前端語言的模式進(jìn)行開發(fā)。在蜂窩方面，用Python、Lua等腳本語言來做更多工作，是業(yè)界逐漸達(dá)成的共識。

二、RISC-V芯片蓬勃發(fā)展

2021年，可以說是RISC-V大規(guī)模發(fā)展的元年，特別是中國國內(nèi)發(fā)展迅猛，2021年發(fā)布的基于RISC-V的處理器倍增。

2021年10月份的2021云棲大會上，平頭哥開源了玄鐵E902、E906、C906、C910四款RISC-V量產(chǎn)處理器，并開放系列工具及系統(tǒng)軟件。

2021年12月，首屆“滴水湖中國RISC-V產(chǎn)業(yè)論壇”上，就有10款RISC-V架構(gòu)的國產(chǎn)芯片集中發(fā)布，涵蓋MCU微控制器、SoC系統(tǒng)級芯片、AI加速芯片等不同種類。包含：上海先楫半導(dǎo)體科技有限公司超高性能RISC-V通用MCUHPM6000系列;芯昇科技有限公司中國移動首款RISC-V低功耗大容量MCU芯片CM32M4xxR系列;凌思微電子(廈門)有限公司車規(guī)級無線MCULE503x;深圳市愛普特微電子有限公司64位雙核通用MCUAPT32F706;賽昉科技高性能RISC-V視覺處理平臺昉·驚鴻7110;北京晶視智能科技有限公司AI視覺芯片CR182x;成都啟英泰倫科技有限公司端側(cè)智能語音專用AI芯片CI1122;博流智能科技(南京)有限公司多模無線連接智能語音SoCBL606P;武漢飛思靈微電子技術(shù)有限公司首款集成RISC-V處理器的管理型二層SoC交換芯片軒轅1030M;山東方寸微電子科技有限公司高安全高可靠的嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理器T690。

Imagination也重返CPU市場：發(fā)布四款RISC-V Catapult系列CPU：動態(tài)微控制器、實(shí)時嵌入式CPU、高性能應(yīng)用處理器CPU、和支持汽車功能安全的CPU。

由此可以看出RISC-V的架構(gòu)日益得到業(yè)界的認(rèn)可，越來越多基于RISC-V架構(gòu)的芯片涌現(xiàn)。

三、AI異構(gòu)處理器并行計算加速

截止2021年，人工智能已經(jīng)有一系列的應(yīng)用落地。最為明顯的感受是生活中很多工作都變成無人化了，無論是工廠機(jī)器人還是盛行的自動駕駛。AI反映在在技術(shù)層面的變革是一系列異構(gòu)處理器越來越多，從CPU到GPU，到專門針對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的加速器NPU等等，呈現(xiàn)出百花齊放的盛況。

各種處理器的發(fā)展，反映的集中點(diǎn)在于針對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模并行計算。如果直接單獨(dú)用CPU進(jìn)行計算，已經(jīng)不合適或者不經(jīng)濟(jì)，用一個超算CPU進(jìn)行串行計算起，效率優(yōu)勢并不大，因此出現(xiàn)了GPU、NPU甚至IPU等更多的并行模式。

四、開源或?qū)⑹俏磥淼闹髁?/p>

除了芯片硬件，在芯片的應(yīng)用軟件方面，開源也越來越流行，從1991年Linux開始開源，到現(xiàn)在已有30多年時間?，F(xiàn)在CPU方面的RISC-V開源也得到了蓬勃發(fā)展，AIoT領(lǐng)域的RT-Thread以及OpenHarmony(華為鴻蒙基于此)將成為國內(nèi)甚至世界兩大物聯(lián)網(wǎng)OS。無論是數(shù)據(jù)中心、工業(yè)還是消費(fèi)電子，開源已經(jīng)深入到各種場景，這也是開源的力量和生命力所在。

開源體系從海外到國內(nèi)都有了新的飛躍，海外有Github，國內(nèi)有g(shù)itee，海外有一系列開源基金會，中國現(xiàn)在也有了開放原子開源基金會。未來開源或?qū)⒅饾u普及到方方面面。

五、2022-2027五年預(yù)測

2022年之后的五年內(nèi)，隨著國產(chǎn)車規(guī)級MCU的成熟和大規(guī)模量產(chǎn)，汽車MCU電子將呈現(xiàn)出價格降低、市場增大的趨勢，到2027年，無論是全球還是中國的汽車電子MCU將達(dá)到歷史最高點(diǎn)，預(yù)計市場占比35%。

消費(fèi)電子方面，AR/VR/MR以及可穿戴設(shè)備興起，手機(jī)消費(fèi)電子將有所下降，未來五年內(nèi)，消費(fèi)電子也會增長，但手機(jī)與穿戴設(shè)備的此消彼長，導(dǎo)致整體增長幅度不大，預(yù)計達(dá)到30%。

未來五年內(nèi)，汽車與消費(fèi)兩大領(lǐng)域?qū)⑹荕CU市場發(fā)展的主要來源，中國與全球市場也將同步發(fā)展。

根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2021-2026年，中國MCU市場規(guī)模將保持8%的速度增長，至2026年，中國MCU市場規(guī)模將達(dá)到513億元。

2027年，中國國內(nèi)車規(guī)級MCU市場將會是一個集中爆發(fā)年，有望超過600億。

基于RISC-V的芯片將在中國乃至全球市場得到迅猛發(fā)展，無論是硬件還是軟件方面的開源或?qū)⒊蔀橹髁鳌?/p>

封面圖片來源：?國際電子商情

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審核編輯：符乾江