出货量超3亿颗！灵动十年MCU探索进入爆发期，跃升智能家电和工业市场

（电子发烧友网报道 文/章鹰）2021年是国产MCU发展的黄金时间，随着物联网终端需求的不断推进，汽车驾驶信息系统、油门控制系统、自动泊车、先进巡航控制、防撞系统和ADAS系统对32位MCU芯片需求量将大幅度提升，车载和工控领域将是MCU行业未来在全球市场中开拓的主要目标市场。经初步测算，2020年中国MCU市场规模超过268亿元，与去年相比增长5%。IC Insights最新报告显示，全球32位MCU市场在2021年将实现24%的增长，2021年中国MCU市场增长速度继续领先全球。缺货潮催化国产MCU替代，国产厂商迎来历史机遇。

作为国内32位MCU市场的重要厂商之一，灵动在过去一年里取得了哪些成绩？在MCU市场上做了哪些前瞻布局？产能问题如何解决？新产品和新技术给工程师带来了哪些惊喜？在最近的灵动MM32协作大会上，灵动的高管们带来了最新的分享。
 

8月31日，第六届“灵动MM32协作大会”在深圳星河丽思卡尔酒店盛大开幕。灵动董事长吴忠洁博士在大会上宣布，灵动MCU产品累计出货量已经超过3亿颗。“雄关漫道，十年探索”，自灵动2011年3月成立，经历10年的努力，至今已经完成200多余款MCU产品的设计及推广，目前已经批量供货的有基于Arm Cortex-M0 / M3内核的多个系列产品：MM32F系列——通用高性能微控制器产品；MM32L系列——低功耗高安全微控制器产品；MM32SPIN系列——电机和电源专用微控制器产品；MM32W——无线互联微控制器产品。

 

图1：灵动董事长吴忠洁

灵动32位MCU芯片向高端的工业和汽车市场挺进，布局12寸晶圆代工应对产能紧缺

灵动董事长吴忠洁博士表示，在过去一年中，对半导体产业是不平凡的一年，由于疫情及国际政治形势的变化，整个半导体行业面临着巨大的挑战，反应到终端层面就出现了产能紧缺、供货不足的问题。灵动会继续努力，争取缓解产能问题。灵动现已全面升级ERP和CRM系统，希望通过这些软件的升级，让销售、合作伙伴和客户不再为产能排期而发愁。
 

坚决杜绝炒货，维护国产MCU产业链的健康发展！在产能紧缺的同时，一些国外大厂MCU芯片价格翻了5-10倍，炒货盛行，国产MCU芯片也受到波及。灵动在7月份邀请所有代理商至上海总部，在律师和相关法务人员的见证下，重新签署了代理协议。灵动对代理商和合作伙伴强调了两点：1、杜绝腐败；2、禁止炒货。对于炒货的厂商，绝不姑息。
 

在面临全球晶圆代工产能波动的情况下，灵动积极协调上游代工厂和封测厂商，现已可以给予客户一个合理的预期。早在1月份，灵动的MCU芯片开始着手从8寸代工产线向12寸的转移，首批样片已进入测试阶段。从目前的测试情况来看，80%以上的芯片功能指标符合预期。吴忠洁博士表示，灵动所使用的12寸晶圆的良率比8寸晶圆的更高，在同样的条件下，灵动可以给予客户更多更好的产品选择。
 

针对未来MCU产品的发展路线，吴忠洁博士指出，从消费电子入手，在夯实产品设计和供应链的流程后，逐步过渡到工业、家电、汽车电子等。“汽车电子是未来的发展方向，在过去，计算机、家电承担了半导体80%以上的需求，未来汽车电子很快会取代相关的行业，成为重要的一极。”吴忠洁博士强调，灵动在以消费电子为基础的前提下，扩大供应链和市场销售，逐步走向MCU高端市场——汽车供应链。据悉，灵动在汽车诊断电子产品、车机协处理器等后装市场中，已经累计出货超过千万颗。从去年开始，灵动MM32 MCU产品进入前装市场，已进入倒车雷达、胎压监测，电动座椅和车窗等领域。
 

吴忠洁博士对记者表示，灵动在海外已有初步的布局，客户Design In的个数和客户群不断扩大。未来，灵动一定会走出国门，与海外的方案商、系统公司和算法公司合作。
 

通用MCU和汽车MCU市场双覆盖，灵动国际化人才+平台化设计双引擎助力

在灵动CTO 周荣政博士看来，对灵动等本土MCU厂商来讲，今年的市场机遇大于挑战，智能化导致MCU持续增长，叠加国产替代浪潮。比如大家电厂商以往选择MCU芯片，都是首选国外大厂的。最近两年，他们对待选型国产芯片的态度发生了转变。随着国内MCU厂商设计能力的持续提升，产能配套逐步提升，家电头部厂商都以开放的态度来和国内厂商进行合作。
 

 

图2：灵动CTO 周荣政博士

灵动通过产品技术的四化，来积极应对机遇和挑战。周荣政博士表示，四化是指平台化、系列化、生态化和标准化。平台化设计的核心——是指一系列先进技术、IP通过一定的架构形成的组合，从一个平台可以孵化出一系列不同级别的产品。秉承这个理念，灵动解决基础的技术平台、电源、时钟、信号链等IP问题，归纳集中解决可靠性和连接关系，并先后孵化了通用高性能MCU平台、针对电源和电机专用的MCU平台，还有低功耗高安全MCU平台。
 

灵动在模拟器件和IP内核开发上都加大投入量，30%的研发人员投入模拟研究，并重视软件技术。灵动吸引了很多十年以上经验的架构和研发工程师加盟，这些为推行平台化和标准化打下了基础。
 

周荣政博士介绍说：“对于MM32高性能平台，灵动采用Arm中国（安谋科技）自研的Star-MC1内核，带DSP/FPU，Coremark数据4.02，比诸如Cortex-M4等Arm v7M架构的性能高出20%。第一步，灵动基于成熟的110nm通用平台，完成了Star-MC1内核的集成，首颗产品将在10月份完成流片；第二步，把设计转到更先进工艺，提升芯片性能并降低功耗，预计2022年第一季度完成。而在低功耗平台上，基于110nm通用平台成熟工艺、模拟和数字IP，优化低功耗模式及模拟IP的低功耗指标，瞄准家电、医疗等低功耗市场，首颗产品9月即将流片；此外，灵动从1月份开始在为缓解产能而准备的12寸工艺平台上开展设计工作。在基于成熟的110nm平台和超2亿颗产品的量产经验下，灵动的研发团队在短短4个月内完成了平台建设并成功流片。”
 

灵动MCU工艺已经从110nm提升至更先进的工艺。针对特定应用行业进行平台化策略的布局也已初见成效，这有力地支持了消费电子、家用电器、工业和汽车市场应用客户的需求。
 

专用电机市场，灵动MindSPIN系列覆盖五大品类电机应用

灵动电机技术事业部总经理黄致恺表示，灵动MindSPIN系列MCU所致力的电机市场大有可为。据统计数据显示，2020年国内规模以上电机收入为6427.5亿，估算国内全口径下电机市场规模接近万亿。
 

 

图3：灵动电机技术事业部总经理黄致恺

黄致恺指出，电机正在向节能化、轻量化、极速化、机电一体化和智能信息化这5个方向发展，而灵动未来电机专用的MCU产品也将围绕这些方向来定义和设计。在电机市场中，我们将其分为5个领域：风机、微型马达、白色家电、电动自行车及电动工具。
 

图4：电机五大应用领域

黄致恺表示，灵动从40V、60V的MCU产品开始起步。现在，200V的产品也在进行最后的测试，未来将有600V预驱和全集成的规划。
 

 

图5：灵动现场展示的空调驱动板、洗衣机DD驱动板

在这几个细分的专用领域中，灵动的市场占有率越来越高，因为针对各个不同领域都有设计具有灵动特色的电机类MCU产品，例如：风机自带算法，针对电动自行车设计的高性能高集成度的MCU。黄致恺还为大家带来了使用MindSPIN系列MCU所开发的热门解决方案，例如：白色家电、吸尘器、风机等，各个热门整体解决方案都有非常专业的算法与解决方法。
 

 

图6：应用灵动MM32系列芯片的焊机控制板

 

图7：应用灵动MM32系列芯片的车型机器人

通用MCU市场，从技术、产品、生态合作方面更好地服务客户

能兼顾通用MCU市场和专用MCU市场的国内厂商不多。灵动敢于进入这个市场，正是其国产化芯片设计和国产化供应链的底气。在协作大会的现场，灵动市场总监王维表示，由于聚焦核心技术，过去4年灵动实现了高速增长，2017到2020复合年增长率超过了170%。其四大系列产品各有侧重，包括基于Arm内核架构的通用高性能MM32F系列，面向电机/电源专用特性的高模块集成度的MM32SPIN系列，具有超低功耗架构和丰富模拟接口的MM32L系列，以及集成BLE无线功能的MM32W系列。
 

 

图8：灵动市场总监王维

王维表示，灵动未来的MCU产品演进：一是使用基于安谋科技的Star-MC1内核。从目前的测试结果来看，基于该内核的MM32产品的系统性能已接近其所标定的理论值。随着先进工艺的演进，目标是在下一代平台上推出主频高于200MHz的MCU产品；二是将MM32平台从以控制为主的MCU，过渡到以控制和计算相结合，以适应边缘计算应用的场景。在通信接口上，灵动将采用更先进的外设，包括IEEE 1588以太网、FlexCAN、CAN FD等，把灵动产品运用到更广泛的工业和汽车市场。

 

 

图9：采用MM32芯片的智能门锁、儿童电动车等产品

最后，王维介绍说，灵动在持续开发基于MM32的开发板系列的同时，加大和第三方合作伙伴的配合。举例来说，笔者在协作大会现场看到面向智能物联网应用的毫米波模块以及中移物联网和灵动合作的一款开发板。这款开发板搭载了灵动MM32F3277G8P芯片，中移物联网工作人员现场对记者表示，中移物联网系统OneOS是面向底层物联网建设的平台，适配的芯片中就包括了灵动的MM32系列。这些开发套件已经提供给大学生做物联网应用的NB场景。

 

图10：中移物联网展示搭载灵动芯片的板载温湿度传感器

作为生态活动的重要组成部分，灵动为国内两项大学生A类赛事提供支持。一是已经举办了16届的全国大学生智能车竞赛；二是新进升级的全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛。智能车大赛所用的MM32F3270和MM32SPIN27系列核心板和评估板已广泛被参赛选手所使用的。甚至智能车的裁判体系都是基于灵动的MCU打造的。灵动通过和逐飞科技的合作帮助新用户和大学生们能在第一时间了解到灵动的MCU产品和技术。在这两类赛事中，灵动通过大赛也培养了更多的学生和未来的工程师使用灵动自主研发的MM32 MCU平台，为国产MCU的普及和生态系统的深入建设添砖加瓦。

 

图11：基于灵动MM32产品的智能车大赛开发套件和裁判系统
 

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