隨著科技的發展,市場的智能化產品越來越多,在智能產品生產過程中,會用到不同位數的MCU,如
8位MCU、16位MCU、32位MCU,這些不同位數的MCU相互之間也存在競爭關系,有位數的MCU在市場一直非常活躍,究竟是哪位數的MCU呢,接下來看看8位MCU為什么在市場久而不衰,有哪些因素存在。
十多年前,行業專家認為8位MCU已死,相關MCU廠商還打出了“8位MCU終結者”的說法,揚言要先吃掉16位MCU市場,再擠壓8位MCU的MCU份額。
然而,十年過去了,現實似乎并沒有按照上面的預估發展。盡管面臨低成本、低功耗32位MCU的競爭,8位MCU仍然占據市場主導地位。可以從行業分銷相關官方網站查看。目前全球約有 50,000 個 MCU。其中,8位MCU提供的數量居多,占比也非常大。
那么為什么人們認為8位MCU正在滅亡呢?
這并不難理解。這是因為技術進步通常存在一個規律,即隨著更先進技術的出現,舊技術將被更新技術所取代。此外,已有近 50 年歷史的產品8位MCU似乎已經過時,并且隨著供應商將生產資源轉移到更新的產品,幾年后將不再可用。此外,32位MCU產品在性能、功耗、生態系統等方面都具有優越的表現,許多人相信32位產品的使用將逐漸流行以取代8位MCU。
從MCU的發展和現狀來看,8位MCU即將終結的說法顯然有些言過其實。
8位MCU長壽的秘訣是什么?
MCU是指微控制器單元(MCU),又稱單片機,適當降低中央處理器(CPU)的頻率和規格,集成存儲器、計數器、US B、A/D轉換、外圍接口等去做。UART、PLC、DMA,甚至LCD驅動電路都集成在單個芯片上,形成芯片級計算機。
它是一種特定于應用的控制過程,是各種控制電路的組成部分。隨著智能家居、電動汽車、物聯網等應用市場的發展,MCU芯片廣泛應用于各個領域。據相關平臺統計,2021年MCU銷量預計將超過290億顆,相當于185億美元的市場規模。并且從2021年到2026年,MCU總營收預計將以6.7%的復合年增長率增長,預計2026年市場規模將達到272億美元,市場空間巨大。
根據總線或數據寄存器的寬度,MCU 可分為 4 位、8 位、16 位、32 位和 64 位微處理器。數據處理能力越來越強,應用場景也越來越復雜。目前,市場青睞32位MCU,但8位MCU仍然占據著巨大的市場。市場上很多小家電和電子產品仍然采用8位MCU芯片,而8位MCU的應用領域主要集中在電動玩具、鍵盤和US B設備上。
回顧MCU行業的歷史,8位MCU首次出現于1976年,并很快進入黃金時代,成為電子行業廣泛使用的設備。然而,隨著技術的進步和電子工業的發展,越來越多的新設計涌現,8位MCU逐漸不能滿足人們的需求。
隨后16位和32位MCU的出現對8位MCU構成了重大威脅。許多制造商開始放棄8位MCU,轉而研究很低功耗的32位MCU。
20世紀90年代,隨著消費電子產品的蓬勃發展,32位MCU迅速取代16位MCU的高端地位,進入主流市場,直至今日。同時,隨著技術的演進,傳統8位MCU的性能也迅速提升,處理能力比20世紀70年代提高了數百倍。我只有一個 16 位 MCU。在 8 位和32位MCU的“雙向夾擊”下,由于規格、功能和優勢受到擠壓,市場份額逐漸變得不受歡迎。
從目前的主流應用來看,4位和16位MCU幾乎已經消失,整個應用市場基本被8位和32位MCU瓜分。64位MCU市場仍處于早期階段,主要應用于高端工作站、多媒體交互系統和高級終端。
回顧多年前,32位MCU因價格下降和性能提升而開始受到市場關注。卓越性能和低功耗的結合使得32位MCU具有不可抗拒的魅力。如今,我們在許多傳統 32 位產品中看到了32位MCU形狀。
撇開32位MCU的價格下降不談,為什么8位MCU還有可以持續幾十年的市場呢?
隨著技術成本不斷下降,更多的系統將利用不同的技術來創建更快、更強大、更易于使用的產品。例如,以前的全模擬應用正在逐漸轉變為“智能”系統,這種趨勢正在增加對各種MCU的需求。
相關MCU公司某業務部門的醫療產品經理表示,“一些生產32位MCU設備的競爭對手已經取消了其產品組合中內存較小、管腳較少的產品。”8位MCU的需求正在增加。“我們的MCU在不斷增加。此外,我們的MCU經常在許多系統中與32位MCU一起使用。在某些領域我們更適合。”
相關MCU公司一再強調他們在8位MCU方面的持續創新。例如,MCU 公司正在通過添加智能外設來重振其8位MCU,這些外設可減輕主處理器的負載并啟用節能的睡眠模式,但仍能快速可靠地響應事件。我們對此保持系統監控。
這是因為我們預計市場將繼續增長,特別是隨著與內核無關的外設和智能模擬的激增。
事實上,憑借STM32產品在MCU市場贏得口碑后,意法半導體早在2019年就推出了STM8產品策略。一位相關半導體微控制器產品營銷經理解釋了許多工程師仍然傾向于選擇8位MCU的三個原因。
(1)很多工程師習慣使用8位MCU進行開發,所以在做選擇時8位自然是首選。
(2) 出于成本考慮,電子產品尤其是消費電子產品對價格非常敏感。如今的32位MCU已經非常便宜,但8位微控制器仍然具有價格優勢。
(3) 對于很多簡單的應用,8位MCU就足夠了,沒有必要選擇32位MCU,合適的產品是您很好的選擇。因此,意法半導體仍然非常專注于8位MCU市場。
8位MCU的另一個特點是結構簡單,另一方面,處理性能優異的32位MCU也存在架構復雜的原罪。對于許多嵌入式設計來說,8位MCU的優點是比32位更容易設計,并且遵循8位架構的軟件和硬件比32位更簡單。
除了傳統的單芯片系統外,8位MCU在系統管理IC和協處理器中發揮著越來越重要的作用。這主要是由物聯網邊緣設備、汽車安全、工業控制系統、醫療電子和消費電子等應用中分布式智能的急劇增長推動的。即使是先進的 5G 系統也常常受益于將某些任務卸載到較小的8位MCU,從而使更高級別的處理器能夠發揮好的性能。
從當前的應用格局來看,許多8位MCU處理器的增長是由32位處理器推動的,32位處理器將人機界面(HMI)等功能傳遞給8位處理器。此外,8位MCU越來越多地被用作協處理器,可以執行讀取傳感器讀數和在將傳感器數據傳遞到更高級別處理器之前對其進行預處理等任務。
一些人認為8位MCU設計正處于增長模式而不是衰退模式。在那里,8位MCU將在物聯網市場中發揮作用。
事實證明,8位MCU絲毫沒有過時。不僅8位MCU的蛋糕在不斷擴大,而且面對新技術,各種新應用不斷涌現,開辟了新的利基市場,使它們能夠在競爭中成長。
縱觀2020年MCU市場份額,32位MCU占據55%,而8位MCU仍占據43%。事實證明,32/8位MCU并不是單一選擇的問題,而是取決于應用場景。
20 年來,人們一直在談論8位MCU即將消亡,但這從未發生過。而且我相信未來的8位MCU不會退出歷史舞臺,總體而言,8位MCU的成功或失敗與是否為8位的關系不大。
其原因在于,并非所有應用程序都有圖形顯示,不需要傳輸大量數據,而且每天都在創建新的 8 位應用程序,這些應用程序以前從未使用過電子智能。因為它是經過計算的。對于某些應用程序來說,8 位在未來很長一段時間內仍將發揮其作用。
另一方面,對于許多工程師來說,這主要是熟悉程度的問題。因此,許多白色家電制造商在冰箱、冰柜、洗衣機、烘干機和洗碗機中使用8位MCU,座椅和室內照明。需要集成數千萬張智能卡,無數低端電機也由8位MCU控制。
綜上所述,可以了解8位MCU可以在市場上長期生存,造成這種情況的主要原因是有些應用是很難替代的。從長遠來看,32位MCU的市場份額將持續增加。如今,8位MCU也在不斷針對市場應用進行改造。預計未來幾年8位和32位MCU將共存,各自在不同的應用市場達到頂峰。