Bu, MCU sevkiyatlarından da açıkça görülebilir.IC Insights istatistiklerine göre, küresel MCU ürün sevkiyatları 2015'te 22,1 milyardan 2020'de 36,1 milyara, hatta 2021'de 39,5 milyara ulaşabilir. Pazar büyüklüğü de son iki yıldaki kıtlık ve fiyat artışlarında hızla büyümüştür.2020'deki pazar büyüklüğü 19,7 milyar ABD dolarıdır ve 2021'de %11 artarak 21,5 milyar ABD dolarına çıkacaktır. bu yıl büyümek.

Yurtiçi MCU pazarında 30 yılı aşkın gelişmeden sonra, hem pazar hem de ürün teknolojisi de büyük ölçüde geliştirildi. Pazar büyüklüğü açısından, IHS istatistiklerine göre, yerel MCU pazarı 2015'te 18 milyar yuan'dan 2020'de 26.9 milyar yuan'a yükseldi. Uygulama pazarında otomotiv elektroniği (%33), endüstriyel kontrol ve tıbbi bakım (%25) yer alıyor. , bilgisayarlar (%23), tüketici elektroniği (%11), vb.

MCU'nun gelişim tarihi

MCU'nun ortaya çıkış tarihi uzun değil, ancak gelişimi çok hızlı. 1971'de Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Intel Corporation'dan Hoff, ilk nesil mikroişlemcilerin ortaya çıkışına işaret eden dünyanın ilk 4 bitlik mikroişlemci çipi 4004'ü geliştirdi. O zamanlar 4004 RAM, ROM ve kaydırma yazmaçları ile donatılmıştı, 2300 transistör içeriyordu, 3 mm x 4 mm boyutlarındaydı ve orijinal olarak 200 dolara satılmıştı. Ardından, 1972'de Intel, 8-bit mikroişlemci Intel8008'i ve ana frekansı 2MHz ve 6 mikron işlemi olan 8080'i piyasaya sürdü ve transistör sayısı 6.000 arttı.

Intel'in MCS-48 serisi MCU'larına ek olarak Zilog, 1976'da mikrobilgisayarlarda ve endüstriyel otomatik kontrol ekipmanlarında yaygın olarak kullanılan Z80 mikroişlemcisini de geliştirdi. O zamanlar Intel, Motorola ve Zilog, mikroişlemci alanındaki üç büyük oyuncuydu.

1980 yılında, Intel, MCS-48 serisi MCU temelinde, endüstriyel kontrol alanında oldukça heyecan yaratan MCS-51 serisi 8-bit MCU'yu (en tipik yüksek performanslı 8051 MCU) piyasaya sürdü ve hızla kendi MCS-51 serisini kurdu. sarsılmaz pozisyon MCS-51 serisi MCU'lar, çip üstü RAM kapasitesi, G/Ç arabirim işlevleri ve sistem genişletme açısından büyük ölçüde iyileştirilmiştir.

Kısa bir süre sonra Intel, dünyadaki birçok yarı iletken üreticisini 8051 MCU'yu geliştirme ve dönüştürme ordusuna katılmaya çeken 801 MCU teknolojisini tamamen açtı. Bunlar arasında Philips, mikrodenetleyicinin kontrol fonksiyonunun ve çevre birimlerinin geliştirilmesine odaklanarak büyük katkılarda bulunmuştur; Atmel, MCU'nun uygulamasını daha esnek hale getiren FlashROM'u MCU'nun içine yerleştirmiştir; ADUC8xx serisi MCU tarafından piyasaya sürülmüştür. ADI, MCU'da SoC'nin gelişmesinde çok önemli bir rol oynamıştır.

1983'te Intel, daha ileri teknoloji ve 120.000'den fazla entegre transistör içeren yüksek performanslı 16 bit mikro denetleyici MCS-96 serisini piyasaya sürdü. Intel'e ek olarak, TI, Atmel, Microchip, Renesas, vb. 16 bit MCU ürünlerini de piyasaya sürdü.

2000'den önce MCU şirketleri temelde kendi geliştirdikleri çekirdekleri kullanıyorlardı.Daha sonra bilgi işlem gereksinimleri giderek daha karmaşık hale geldikçe çekirdek üreticiler ortaya çıkmaya başladı ve iş bölümü daha da rafine edildi.MCU üreticileri dış kaynak çekirdeklerini kullanmaya ve ana enerjilerini kullanmaya başladılar. periferik devrelere vb. diğer parçaların geliştirilmesi.

Şu anda, üçüncü taraf MCU çekirdekleri arasında ArmCortexM serisi hakimdir.Bu seri Arm tarafından geliştirilmiştir ve IP yetkilendirme şeklini alır.Cortex-M serisi, kısa boru hattı ve ultra düşük güç tüketimi tasarım özelliklerine sahiptir. 2004'te Arm, ilk Cortex-M serisi işlemcisi olan M3'ü tanıttı ve ST bunu ilk benimseyen oldu ve bu çekirdeğe dayalı bir dizi 32-bit MCU'ları hızla piyasaya sürdü.

Elbette Cortex-M serisinin MCU çekirdeklerine ek olarak, son yıllarda ortaya çıkan RISC-V'de IP sağlama konusunda uzmanlaşmış birçok şirket de oldu ve birçok yerli MCU şirketi ilgili ürünleri piyasaya sürdü. Ardından, piyasadaki ana akım MCU çekirdek IP'sine bir göz atalım.

Ana akım MCU çekirdek IP

Şu anda hem yerli hem de yabancı, Arm'ın Cortex-M serisi MCU çekirdekleri ana akımdır. Arm, şimdiye kadar düşük, orta ve üst düzey ihtiyaçları karşılayabilen toplam 10 Cortex-M serisi MCU çekirdek IP'yi piyasaya sürdü. Bunlar arasında, M0, M0+, M1, M23 dört serisi, düşük kaliteli MCU çekirdek IP'sidir; M3 ve M4, orta uç MCU çekirdek IP'sidir; M7, M23, M35P, M55, orta ila üst düzey MCU çekirdek IP ürünleridir. .
1
Yabancı üreticiler arasında, Renesas esas olarak kendi geliştirdiği çekirdeklere odaklanıyor ve kendi geliştirdiği çekirdeklerin ürün sayısının yaklaşık %80'ini oluşturuyor; Microchip'in kendi geliştirdiği çekirdek MCU ürünlerinin yarısından fazlası dışında, çoğu diğer üretici esas olarak Cortex-M kullanıyor serisi MCU çekirdekleri ve düşük, orta ve üst düzey ürünlerde bir yerleşime sahipler.

Yerli MCU üreticilerinin %90'ı Arm'ın Cortex-M serisi çekirdeklerini benimsemiştir.Yabancı üreticilerden farklı olarak, yerli MCU üreticileri temel olarak birkaç ürün serisinde yoğunlaşmıştır. Bunlar arasında, Zhaoyi'nin yenilikçi 32-bit MCU ürünleri esas olarak beş MCU çekirdeği kullanır: M23, M3, M4, M33 ve RISC-V; Huada Semiconductor esas olarak iki MCU çekirdeği, M0+ ve M4 kullanır; Ulusal Teknoloji esas olarak M0 ve RISC-V kullanır. M4'ün iki MCU çekirdeği vardır.Ayrıca, M7 çekirdekli MCU ürünleri hala geliştirme aşamasındadır; Zhongying Electronics temel olarak 8-bit MCU'lara odaklanır ve 32-bit MCU'ları M3 çekirdeği kullanır; Chipsea'nin 32-bit MCU ürünleri M0 Core kullanır; BYD Semiconductor'ın 32-bit MCU ürünleri M0 ve M0+ kullanır; Smart Microelectronics esas olarak M0, M0+, M3 ve Arm China STAR-MC1 çekirdeklerini kullanır.

Son yıllarda, RISC-V Çin'de çok popüler oldu.RISC-V çekirdek MCU ürünlerini piyasaya süren çok fazla şirket olmamasına rağmen, gelecekteki potansiyel hala iyi. Şimdi RISC-V pazarında SiFive, Andes Technology, Pingtou Ge ve Xinlai Technology'nin tümü ilgili IP ürünlerine sahiptir.

Bu üçüncü taraf MCU çekirdek IP ürünlerine ek olarak, Renesas'ın RXv1, RXv2 ve RXv3 serisi çekirdekleri gibi birçok üreticinin kendi geliştirdiği çekirdek ürünleri hala geliştirilmektedir; Microchip'in PIC16, PIC32, AVR DB, AVR DA, vb. MCU çekirdeği. Çin'de, Xinwang Microelectronics'in KungFu8 ve KungFu32 çekirdekleri gibi kendi geliştirdiği çekirdeklere sahip MCU şirketleri de var.

Piyasanın ana akımı zaten 32 bit MCU olsa da, 8 bit MCU için hala belirli bir pazar var ve birçok MCU şirketi hala yeni 8 bit MCU ürünlerini piyasaya sürüyor. Şu anda, 8-bit MCU pazarında, Microchip %30'un üzerinde bir pazar payı ile hakimdir, onu yaklaşık %15 ile NXP takip etmektedir; ayrıca Renesas ve ST de pazar payının yaklaşık %10'unu işgal etmektedir.

Bu 8-bit MCU üreticilerinin çoğu kendi geliştirdiği çekirdekleri kullanır.Örneğin, Microchip esas olarak AVR ve PIC çekirdeklerini kullanır; NXP esas olarak RS08 ve M68HC çekirdeklerini kullanır; Renesas esas olarak RL78, H8 ve 78K0 kullanır; ST, STM8 çekirdeğini kullanır.

Kendi geliştirdiği çekirdeklere ek olarak, 8 bit MCU üreticileri de ürün geliştirmek için 8051 açık kaynak çekirdeği kullanacak. 8051 çekirdeğinin 1980'de Intel tarafından geliştirilen bir mimari olduğundan daha önce bahsetmiştik. 1998'de patent korumasını kaybettikten sonra, bir kez daha güçlü bir ikincil canlılık gösteren açık kaynaklı bir IP haline geldi.Bazı değişiklikler yapıldı ve çeşitli farklılaştırılmış ürünler geliştirildi. tanıtıldı. Ancak bu tür ürünler temel olarak topluca 8051 çekirdek MCU olarak adlandırılır. Şu anda 8051 çekirdeğini kullanan yerli üreticiler arasında Zhongying Electronics, Hongjing Technology, BYD Semiconductor, Chipsea Technology ve Fuman Microelectronics yer alıyor.