随着科技的发展,市场的智能化产品越来越多,在智能产品生产过程中,会用到不同位数的MCU,如
8位MCU、16位MCU、32位MCU,这些不同位数的MCU相互之间也存在竞争关系,有位数的MCU在市场一直非常活跃,究竟是哪位数的MCU呢,接下来看看8位MCU为什么在市场久而不衰,有哪些因素存在。
十多年前,行业专家认为8位MCU已死,相关MCU厂商还打出了“8位MCU终结者”的说法,扬言要先吃掉16位MCU市场,再挤压8位MCU的MCU份额。
然而,十年过去了,现实似乎并没有按照上面的预估发展。尽管面临低成本、低功耗32位MCU的竞争,8位MCU仍然占据市场主导地位。可以从行业分销相关官方网站查看。目前全球约有 50,000 个 MCU。其中,8位MCU提供的数量居多,占比也非常大。
那么为什么人们认为8位MCU正在灭亡呢?
这并不难理解。这是因为技术进步通常存在一个规律,即随着更先进技术的出现,旧技术将被更新技术所取代。此外,已有近 50 年历史的产品8位MCU似乎已经过时,并且随着供应商将生产资源转移到更新的产品,几年后将不再可用。此外,32位MCU产品在性能、功耗、生态系统等方面都具有优越的表现,许多人相信32位产品的使用将逐渐流行以取代8位MCU。
从MCU的发展和现状来看,8位MCU即将终结的说法显然有些言过其实。
8位MCU长寿的秘诀是什么?
MCU是指微控制器单元(MCU),又称单片机,适当降低中央处理器(CPU)的频率和规格,集成存储器、计数器、US B、A/D转换、外围接口等去做。UART、PLC、DMA,甚至LCD驱动电路都集成在单个芯片上,形成芯片级计算机。
它是一种特定于应用的控制过程,是各种控制电路的组成部分。随着智能家居、电动汽车、物联网等应用市场的发展,MCU芯片广泛应用于各个领域。据相关平台统计,2021年MCU销量预计将超过290亿颗,相当于185亿美元的市场规模。并且从2021年到2026年,MCU总营收预计将以6.7%的复合年增长率增长,预计2026年市场规模将达到272亿美元,市场空间巨大。
根据总线或数据寄存器的宽度,MCU 可分为 4 位、8 位、16 位、32 位和 64 位微处理器。数据处理能力越来越强,应用场景也越来越复杂。目前,市场青睐32位MCU,但8位MCU仍然占据着巨大的市场。市场上很多小家电和电子产品仍然采用8位MCU芯片,而8位MCU的应用领域主要集中在电动玩具、键盘和US B设备上。
回顾MCU行业的历史,8位MCU首次出现于1976年,并很快进入黄金时代,成为电子行业广泛使用的设备。然而,随着技术的进步和电子工业的发展,越来越多的新设计涌现,8位MCU逐渐不能满足人们的需求。
随后16位和32位MCU的出现对8位MCU构成了重大威胁。许多制造商开始放弃8位MCU,转而研究很低功耗的32位MCU。
20世纪90年代,随着消费电子产品的蓬勃发展,32位MCU迅速取代16位MCU的高端地位,进入主流市场,直至今日。同时,随着技术的演进,传统8位MCU的性能也迅速提升,处理能力比20世纪70年代提高了数百倍。我只有一个 16 位 MCU。在 8 位和32位MCU的“双向夹击”下,由于规格、功能和优势受到挤压,市场份额逐渐变得不受欢迎。
从目前的主流应用来看,4位和16位MCU几乎已经消失,整个应用市场基本被8位和32位MCU瓜分。64位MCU市场仍处于早期阶段,主要应用于高端工作站、多媒体交互系统和高级终端。
回顾多年前,32位MCU因价格下降和性能提升而开始受到市场关注。卓越性能和低功耗的结合使得32位MCU具有不可抗拒的魅力。如今,我们在许多传统 32 位产品中看到了32位MCU形状。
撇开32位MCU的价格下降不谈,为什么8位MCU还有可以持续几十年的市场呢?
随着技术成本不断下降,更多的系统将利用不同的技术来创建更快、更强大、更易于使用的产品。例如,以前的全模拟应用正在逐渐转变为“智能”系统,这种趋势正在增加对各种MCU的需求。
相关MCU公司某业务部门的医疗产品经理表示,“一些生产32位MCU设备的竞争对手已经取消了其产品组合中内存较小、管脚较少的产品。”8位MCU的需求正在增加。“我们的MCU在不断增加。此外,我们的MCU经常在许多系统中与32位MCU一起使用。在某些领域我们更适合。”
相关MCU公司一再强调他们在8位MCU方面的持续创新。例如,MCU 公司正在通过添加智能外设来重振其8位MCU,这些外设可减轻主处理器的负载并启用节能的睡眠模式,但仍能快速可靠地响应事件。我们对此保持系统监控。
这是因为我们预计市场将继续增长,特别是随着与内核无关的外设和智能模拟的激增。
事实上,凭借STM32产品在MCU市场赢得口碑后,意法半导体早在2019年就推出了STM8产品策略。一位相关半导体微控制器产品营销经理解释了许多工程师仍然倾向于选择8位MCU的三个原因。
(1)很多工程师习惯使用8位MCU进行开发,所以在做选择时8位自然是首选。
(2) 出于成本考虑,电子产品尤其是消费电子产品对价格非常敏感。如今的32位MCU已经非常便宜,但8位微控制器仍然具有价格优势。
(3) 对于很多简单的应用,8位MCU就足够了,没有必要选择32位MCU,合适的产品是您很好的选择。因此,意法半导体仍然非常专注于8位MCU市场。
8位MCU的另一个特点是结构简单,另一方面,处理性能优异的32位MCU也存在架构复杂的原罪。对于许多嵌入式设计来说,8位MCU的优点是比32位更容易设计,并且遵循8位架构的软件和硬件比32位更简单。
除了传统的单芯片系统外,8位MCU在系统管理IC和协处理器中发挥着越来越重要的作用。这主要是由物联网边缘设备、汽车安全、工业控制系统、医疗电子和消费电子等应用中分布式智能的急剧增长推动的。即使是先进的 5G 系统也常常受益于将某些任务卸载到较小的8位MCU,从而使更高级别的处理器能够发挥好的性能。
从当前的应用格局来看,许多8位MCU处理器的增长是由32位处理器推动的,32位处理器将人机界面(HMI)等功能传递给8位处理器。此外,8位MCU越来越多地被用作协处理器,可以执行读取传感器读数和在将传感器数据传递到更高级别处理器之前对其进行预处理等任务。
一些人认为8位MCU设计正处于增长模式而不是衰退模式。在那里,8位MCU将在物联网市场中发挥作用。
事实证明,8位MCU丝毫没有过时。不仅8位MCU的蛋糕在不断扩大,而且面对新技术,各种新应用不断涌现,开辟了新的利基市场,使它们能够在竞争中成长。
纵观2020年MCU市场份额,32位MCU占据55%,而8位MCU仍占据43%。事实证明,32/8位MCU并不是单一选择的问题,而是取决于应用场景。
20 年来,人们一直在谈论8位MCU即将消亡,但这从未发生过。而且我相信未来的8位MCU不会退出历史舞台,总体而言,8位MCU的成功或失败与是否为8位的关系不大。
其原因在于,并非所有应用程序都有图形显示,不需要传输大量数据,而且每天都在创建新的 8 位应用程序,这些应用程序以前从未使用过电子智能。因为它是经过计算的。对于某些应用程序来说,8 位在未来很长一段时间内仍将发挥其作用。
另一方面,对于许多工程师来说,这主要是熟悉程度的问题。因此,许多白色家电制造商在冰箱、冰柜、洗衣机、烘干机和洗碗机中使用8位MCU,座椅和室内照明。需要集成数千万张智能卡,无数低端电机也由8位MCU控制。
综上所述,可以了解8位MCU可以在市场上长期生存,造成这种情况的主要原因是有些应用是很难替代的。从长远来看,32位MCU的市场份额将持续增加。如今,8位MCU也在不断针对市场应用进行改造。预计未来几年8位和32位MCU将共存,各自在不同的应用市场达到顶峰。