2020物联网趋势预测 | MCU、5G基站、65WPD等市场前景可期

2020-01-02 14:38:31 来源:EETOP
嵌入式技术因其具有可控制、可编程、成本低等特点,在物联网中拥有广阔的发展前景。当前的嵌入式技术也与时俱进的融进了边缘计算、人工智能等新兴技术。12月19-21日,在深圳刚结束的2019深圳国际电子展(ELEXCON)上,其中的IEE深圳国际嵌入式系统展,就全面展示嵌入式系统/MCU/存储在5G人工智能与IoT、汽车智能技术、新能源等领域的新技术和新产品。EETOP记者特别前往深圳参加这一年一届的年度盛会。并分别深度采访了意法半导体、武汉新芯集成电路制造有限公司、芯旺微电子技术有限公司、南京沁恒微电子股份有限公司四家企业代表。
 
ST用新品拓深拓展MCU市场,未来将在三大方向重点发力
 

ST每年都会发布很多新品,以充分保证在市场上的竞争力。2019年也不例外。在此次展会上,ST就展出了非常多的新品,比如:
  • STM32MP1,这是ST第1颗基于Cortex A系列的产品。
  • STM32G0,这个是ST新一代入门级的32位的产品。
  • STM32G4系列,这个系列是ST首次内带数字运算加速,数模混合MCU。
  • STM32WB是ST第一款基于低功耗蓝牙5.0的SOC。
  • STM32L5系列,这个系列是ST第一款内置 Cortex M33内核的系列, Cortex M33就是内置了一个安全性能的TrustZone。
  • STM32H7的双核系列,它具备超高性能,里面两个内核,一个是Cortex M7,一个是Cortex M4。Cortex M7主要是运行在480M下,可以做高分辨率的HMI界面;M4是跑在240M,主要负责控制。
 
ST的MCU产品非常丰富,共有两大产品线,即STM8和STM32,其中STM8是使用的是自有内核。对于Arm所有的Cortex内核,ST都有对应产品。得益于丰富的新品开发,ST的MCU也有非常多的创新应用.


 

任远,意法半导体亚太区大中华与南亚区微控制器市场部经理

对于未来新品的开发方向,意法半导体亚太区大中华与南亚区微控制器市场部经理任远表示:”未来ST在MCU领域,将重点关注三大方向。一是更高的性能,现在MCU最高主频可以跑到480MHz,MPU主频目前最高650MHz,后续性能还会进一步提升。第二个方向是无线,物联网应用对无线的要求会越来越多。第三个方向是安全性。安全一直是物联网应用中一令人头疼的问题,随着通讯功能越来越多安全性问题变得越来越重要,包括现在比较典型的一些物联网应用,如智能锁、以及智能计量仪表,都需要有特定的或特质化的安全方案。STM32L5系列是ST第一颗基于Arm Cortex M33,内置Trustzone的芯片。,未来,ST不仅会用到Arm内核的安全性,在自己的芯片设计中,也会加入很多安全元素,如读写保护、PCROP,还包括ST自有的安全固件安装、安全固件升级等。”
 
 
武汉新芯看好5G基站,致力于推出更大容量的NOR Flash
 
在ELEXCON2019上,武汉新芯集成电路制造有限公司(以下简称“武汉新芯”)宣布推出业界先进的50nm Floating Gate工艺SPI NOR Flash宽电压产品系列XM25QWxxC。该系列支持低功耗宽电压工作,为物联网、可穿戴设备和其它功耗敏感应用提供灵活的设计方案。据了解,XM25QWxxC系列产品的读速在1.65V至3.6V电压范围内可达108MHz(在所有单/双/四通道和QPI模式下均支持),提供比其他供应商更快更强的性能,在电源电压下降后,时钟速度没有任何减慢。其传输速率可以胜过8位和16位并行闪存。在连续读取模式下能实现高效的存储器访问,仅需8个时钟的指令周期即可读取24位地址,从而实现真正的XIP(execute in place)操作。
 
”其实NOR Flash相对来说是一个比较成熟的产品,我们也致力于往前突破的研发,后续会有大容量的NOR Flash,像现在的512的NOR Flash只有美商和台商他们能做。但我们的想法是说现在正在研发512Mbit的这种Flash通到我们5G的基站。因为5G基站后面是一个非常大的增长点,那这块对我们来说是后续一个比较重要的方向。“武汉新芯自主品牌市场销售负责人马珮玲在接受采访时表示,5G是国家的重点战略,目前中国也是发展的最快的。5G基站的量是一个爆发性的增长,未来5-8年时间里都会持续增长。武汉新芯后续的整个产业也都会往5G基站的方向拓展,研发出国产的高端NOR Flash,致力于让中国在高端芯片技术上不再受制于人。
 
不过,马珮玲表示,对于5G基站,512Mbit其实是不够的。目前,武汉新芯上海和武汉两个团队都在加班加点,致力于开发更大容量的NOR Flash。利用5-10年的时间,有望能追赶上全球的先进水平,但超越不敢说,谁也不会停留在原地儿等候。
 
国产MCU芯希望:芯旺微KungFu8量产5亿片,2019面向工业和汽车市场再推新品

MCU市场并不存在一个一统的“生态”,因此也很难出现垄断性的企业。目前,绝大部分MCU制造商都是基于Arm Cortex-M架构来开发自己的MCU产品,还有少部分非常看好RISC-V,已经推出相应的基于RISC-V架构的产品,并且加入这个阵营的厂家也越来越多。与此同时,这些厂商,同时也都有属于自己的指令集架构产品,虽然自有架构也并没有实现真正的“大众化”,不过在某些细分领域仍然可以争得到一席之地。也是基于这个产业的特殊性,始终坚持自研的芯旺微电子技术有限公司(下文简称“芯旺微”)在经过十几年的发展之后,2019年迎来了集中爆发的飞越增长。
 
在本次展会商,芯旺微重点展出两大系列的产品: 第一个系列是 KF8A 系列 17 款高可靠、高安全性的车规级 MCU,该系列产片打破了车规级 MCU 一直被国外巨头垄断的局面,已经成功向客户大批量交付,这也是芯旺微在汽车市场多年耕耘所积累的成果。 第二个系列是公司历经六年研发的全自主架构 32 位 MCU KF32 系列,KungFu32 处理器,吸纳了芯旺微多年的低功耗、高可靠性设计经验,在此基础上规划和设计了系列特色鲜明的产品,不存在芯片IP授权问题,也没有被禁止使用的风险。
 
据介绍,KF32 系列动态功耗仅有 60uA/MHz,在 Shutdowm 模式下功 耗仅有 0.2uA,与国际厂商的领先水平不相上下;在性能方面,高达 120M/150DMIPS;在 可靠性方面,在先进工艺制程下,ESD 可以达到 8KV(HBM),EFT 可以达到 4.2KV,这在 32 位 MCU 产品中属于最高等级。此外,多 I/O 也是新产品的一大亮点,100PIN@97 个 I/O,48PIN@45 个 I/O,平均 I/O 占用率高达 95%,是同类产品中最高比例。集成度方面拥有 高集成度的外设资源,除了常规的功能外设之外,还提供了一些特殊外设,例如 LPUART、 LPCAN、LPTI MER、LPTouch、CFGL(可编程逻辑门单元)等。KF32 系列在保证和提升高 可靠性能的同时,进一步实现了在低功耗、高可靠、高性能三方面的极致均衡,补齐了这三者都兼容的短板,树立了低功耗、高性能和高可靠 32 位 MCU 新标杆。

 

丁丁,芯旺微电子技术有限公司 VP 
 
KungFu32 架构是采用芯旺微自己独特的一套学习方法,兼具高性能、低功耗的架构。据了解,芯旺微KungFu32位的单片机,从立项到2019年量产前后历时了6年,中间花了很多的时间去解决问题。核心的高可靠性、低功耗的器件,不是一蹴而就的,中间有非常多的问题需要投入大量的人力、从底层仔细的去解决。 针对业界普遍看好的RISC-V架构,芯旺微电子技术有限公司 VP 丁丁表示:“RISC-V的定位其实和我们一样,大家都是在各自的细分领域寻找一些创新点,继续往前发展。芯旺微10年前推出的KungFu8的内核架构,目前已经成功批量量产5亿片了,我们也是通过这一系列的产品量产成功的生存下来了,而且还有一定的积累和发展。我们会始终坚持自研,希望各自精彩。
 
当前,汽车工业正在发生根本性的变化,自动化、电气化和移动通讯技术将汽车变成了带轮子的超级计算机,其中蕴含了巨大的半导体机会。随着 5G 商用大潮的推动,ADAS 和工业互联网行业将迎来高速成长,从最底层传感设备、 执行部件、数据处理和传输模块,再到整体设备的智能化和网联化,都对高性能、低功耗处 理器提出了更多的需求。对于芯旺微2020年的战略规划和市场方向,丁丁表示:“工业领域需求的芯片技术门槛虽然很高,但芯旺微付出了足够的耐心和定力,坚持在这个领域用高可靠性产品吸引客户,解决客户急需解决的问题,获得了广大客户的认可,我们坚信干困难和有价值的事,必有所得!目前芯旺微已面向这些领域布局了一些列超低功耗 MCU 和专用 SOC 芯片,且凭借多年来专注于超低功耗、高可靠混合信号 MCU 的技术研究基础,还可以为客户快速迭代出个性化产品。”
 
2020年65WPD快充会占主流市场


2020年PD快充会占主流市场,自PD充电协议普及以来,大量PD充电器迅速占领市场,很快呈现出一统快充市场之势。目前,不仅手机、移动电源纷纷支持PD协议,switch游戏机、笔记本等设备也快速加入到PD快充阵营中。南京沁恒微电子股份有限公司(以下简称沁恒微电子)硬件技术总监杨勇表示,2020年PD快充会占主流市场。
 
 
杨勇,南京沁恒微电子股份有限公司硬件技术总监
 
沁恒微电子是一家专注于连接和控制的芯片设计公司,本次展会上,沁恒微电子主要展出了三大系列的产品:BLE无线MCU CH57x;USB PD等多快充协议芯片;CH32F103系列芯片,基于32位Cortex-M3内核设计的通用微控制器。杨勇详细介绍了这几款介绍的特点。
  • BLE无线MCU CH579:片上集成低功耗蓝牙BLE通讯模块、以太网控制器及收发器、全速USB主机和设备控制器及收发器、段式LCD驱动模块、ADC、触摸按键检测模块、RTC等丰富的外设资源。
  • USB PD等多快充协议芯片CH234,单芯片集成PD3.0/2.0,BC1.2等快充协议,支持隔离AC/DC多档恒压或限流高压电源管理,支持光耦直驱进行电压调节,节省431等外围器件,外围精简。无线充电专用芯片CH246,支持5W/7.5W/10W无线充电输出,输入支持PD3.0/2.0、BC1.2等多种协议;内置MOS全桥驱动器、无线收发电路,无需运放等外围器件,外围精简;支持动态FOD异物检测。
  • CH32F103芯片特点:片上集成2路USB接口,其中1个支持USB主从一体(低全速),多通道TouchKey检测功能及1个12位DAC转换模块,同时还内嵌了多通道12位ADC转换模块、多组定时器、CAN通讯控制器等丰富外设资源。
 
杨勇非常看好BLE的发展,预测明年BLE将会更加渗透到物联智能家居应用中,同时物联网云将所有物联网设备进行互联互控,而BLE蓝牙技术正是解决了物联网的”最后一百米”。此外,针对5G技术,据介绍,沁恒微电子已经提前布局NB-IoT应用产品,针对细分应用市场进行创新,以更好的姿态加入5G应用盛宴。

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