Cela ressort également clairement des livraisons de MCU : selon les statistiques d'IC ​​Insights, les livraisons mondiales de produits MCU sont passées de 22,1 milliards en 2015 à 36,1 milliards en 2020, et pourraient même atteindre 39,5 milliards en 2021. La taille du marché a également augmenté rapidement au cours des deux dernières années de pénuries et d'augmentations de prix. La taille du marché en 2020 est de 19,7 milliards de dollars américains et elle augmentera de 11 % pour atteindre 21,5 milliards de dollars américains en 2021. Elle devrait continuer à grandir cette année.

Après plus de 30 ans de développement sur le marché national des MCU, le marché et la technologie des produits ont également été considérablement développés. En termes de taille de marché, selon les statistiques d'IHS, le marché national des MCU est passé de 18 milliards de yuans en 2015 à 26,9 milliards de yuans en 2020. Le marché des applications comprend l'électronique automobile (33 %), le contrôle industriel et les soins médicaux (25 %) , ordinateurs (23%), électronique grand public (11%), etc.

L'histoire du développement de MCU

L'histoire de l'apparition de MCU n'est pas longue, mais son développement est très rapide. En 1971, Hoff d'Intel Corporation des États-Unis a développé la première puce de microprocesseur 4 bits au monde 4004, marquant l'avènement de la première génération de microprocesseurs. À l'époque, le 4004 était équipé de RAM, de ROM et de registres à décalage, contenait 2300 transistors, avait des dimensions de 3 mm x 4 mm et était initialement vendu 200 $. Puis, en 1972, Intel a lancé le microprocesseur 8 bits Intel8008 et le 8080 avec une fréquence principale de 2 MHz et un processus de 6 microns, et le nombre de transistors a augmenté de 6 000.

En plus de la série de MCU MCS-48 d'Intel, Zilog a également développé le microprocesseur Z80 en 1976, qui est largement utilisé dans les micro-ordinateurs et les équipements de contrôle automatique industriels. À l'époque, Intel, Motorola et Zilog étaient les trois principaux acteurs dans le domaine des microprocesseurs.

En 1980, sur la base du MCU de la série MCS-48, Intel a lancé le MCU 8 bits de la série MCS-51 (le MCU 8051 hautes performances le plus typique), qui a fait sensation dans le domaine du contrôle industriel et a rapidement établi son position inébranlable. Les microcontrôleurs de la série MCS-51 se sont considérablement améliorés en termes de capacité de RAM sur puce, de fonctions d'interface d'E/S et d'extension du système.

Peu de temps après, Intel a complètement ouvert la technologie du 801 MCU, ce qui a attiré de nombreux fabricants de semi-conducteurs dans le monde pour rejoindre l'armée de développement et de transformation du 8051 MCU. Parmi eux, Philips a apporté de grandes contributions, qui se sont concentrées sur le développement de la fonction de contrôle et des unités périphériques du microcontrôleur ; Atmel a implanté FlashROM à l'intérieur du MCU, ce qui rend l'application du MCU plus flexible ; le MCU de la série ADUC8xx lancé par ADI, dans le MCU à Il a joué un rôle très important dans le développement du SoC.

En 1983, Intel a lancé une série de microcontrôleurs 16 bits hautes performances MCS-96, avec une technologie plus avancée et plus de transistors intégrés, jusqu'à plus de 120 000. En plus d'Intel, TI, Atmel, Microchip, Renesas, etc. ont également lancé des produits MCU 16 bits.

Avant 2000, les sociétés de MCU utilisaient essentiellement des cœurs auto-développés. Plus tard, à mesure que les exigences informatiques devenaient de plus en plus complexes, des fabricants de cœurs ont commencé à apparaître et la division du travail s'est encore affinée. Les fabricants de MCU ont commencé à utiliser des cœurs d'externalisation et à mettre leur énergie principale dans les circuits périphériques, etc. développement d'autres pièces.

À l'heure actuelle, parmi les cœurs de MCU tiers, la série ArmCortexM est dominante.Cette série est développée par Arm et prend la forme d'une autorisation IP.La série Cortex-M présente les caractéristiques de conception d'un pipeline court et d'une consommation d'énergie ultra-faible. En 2004, Arm a présenté son premier processeur de la série Cortex-M, le M3, et ST a été le premier à l'adopter et a rapidement lancé une série de microcontrôleurs 32 bits basés sur ce cœur.

Bien sûr, en plus des cœurs MCU de la série Cortex-M, de nombreuses entreprises se sont également spécialisées dans la fourniture d'IP dans le RISC-V qui a émergé ces dernières années, et de nombreuses entreprises nationales de MCU ont lancé des produits connexes. Ensuite, jetons un coup d'œil à l'IP de base MCU grand public sur le marché.

IP principale du MCU grand public

À l'heure actuelle, à la fois nationaux et étrangers, les cœurs MCU de la série Cortex-M d'Arm sont courants. Jusqu'à présent, Arm a lancé un total de 10 IP de base MCU de la série Cortex-M, qui peuvent répondre aux besoins des bas, moyens et haut de gamme. Parmi eux, M0, M0 +, M1, M23 quatre séries sont des IP de base MCU bas de gamme; M3 et M4 sont des IP de base MCU milieu de gamme; M7, M23, M35P, M55 sont des produits IP de base MCU milieu à haut de gamme .
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Parmi les fabricants étrangers, Renesas se concentre principalement sur les cœurs auto-développés, représentant près de 80 % du nombre de produits de cœurs auto-développés ; à l'exception de plus de la moitié des produits MCU de base auto-développés de Microchip, la plupart des autres fabricants utilisent principalement Cortex-M cœurs MCU de la série, et ils ont une disposition dans les produits bas, moyens et haut de gamme.

90% des fabricants nationaux de MCU ont adopté les noyaux de la série Arm's Cortex-M.À la différence des fabricants étrangers, les fabricants nationaux de MCU sont essentiellement concentrés dans plusieurs séries de produits. Parmi eux, les produits MCU 32 bits innovants de Zhaoyi utilisent principalement cinq cœurs MCU : M23, M3, M4, M33 et RISC-V ; Huada Semiconductor utilise principalement deux cœurs MCU, M0+ et M4 ; National Technology utilise principalement M0 et RISC-V. M4 a deux cœurs MCU. De plus, ses produits MCU à noyau M7 sont toujours en cours de développement ; Zhongying Electronics se concentre principalement sur les MCU 8 bits et ses MCU 32 bits utilisent des cœurs M3 ; les produits MCU 32 bits de Chipsea utilisent M0 Core ; BYD Les produits MCU 32 bits de Semiconductor utilisent M0 et M0+ ; Smart Microelectronics utilise principalement les cœurs M0, M0+, M3 et Arm China STAR-MC1.

Ces dernières années, RISC-V a été très populaire en Chine.Bien qu'il n'y ait pas beaucoup d'entreprises qui ont lancé des produits MCU de base RISC-V, le potentiel futur est encore bon. Désormais, sur le marché RISC-V, SiFive, Andes Technology, Pingtou Ge et Xinlai Technology ont tous des produits IP correspondants.

En plus de ces produits IP de base MCU tiers, de nombreux produits de base auto-développés par les fabricants sont encore en cours de développement, tels que les cœurs des séries RXv1, RXv2 et RXv3 de Renesas ; PIC16, PIC32, AVR DB, AVR DA, etc. de Microchip. Noyau MCU. Il existe également des sociétés MCU avec des cœurs auto-développés en Chine, tels que les cœurs KungFu8 et KungFu32 de Xinwang Microelectronics.

Bien que le courant dominant du marché soit déjà le MCU 32 bits, il existe encore un certain marché pour les MCU 8 bits, et de nombreuses sociétés de MCU lancent encore de nouveaux produits MCU 8 bits. À l'heure actuelle, sur le marché des microcontrôleurs 8 bits, Microchip domine avec une part de marché de plus de 30 %, suivi de NXP avec environ 15 % ; en outre, Renesas et ST occupent également environ 10 % de la part de marché.

La plupart de ces fabricants de microcontrôleurs 8 bits utilisent des cœurs développés en interne. Par exemple, Microchip utilise principalement des cœurs AVR et PIC ; NXP utilise principalement des cœurs RS08 et M68HC ; Renesas utilise principalement RL78, H8 et 78K0 ; ST utilise le noyau STM8.

En plus des cœurs auto-développés, les fabricants de MCU 8 bits utiliseront également des cœurs open source 8051 pour développer des produits. Nous avons mentionné précédemment que le cœur 8051 est une architecture développée par Intel en 1980. Après avoir perdu la protection par brevet en 1998, il est devenu une IP open source, qui a de nouveau montré une forte vitalité secondaire.Certains changements ont été apportés et divers produits différenciés ont été introduit. Mais ces produits sont essentiellement appelés MCU 8051 core. À l'heure actuelle, les fabricants nationaux utilisant le noyau 8051 comprennent Zhongying Electronics, Hongjing Technology, BYD Semiconductor, Chipsea Technology et Fuman Microelectronics.