中国MCU的领跑者：兆易创新攀新高峰

在2005年四月成立的时候，兆易创新的团队最初的目标也许是想成为一个存储供应商。因为无论是次年发布的低功耗SRAM，还是三年后发布的国内首颗SPI NOR Flash，无一不体现了兆易创新坚定走在这条路上的决心。但到2013年四月发布国内首颗Arm Cortex-M3 MCU以后，这家本土NOR Flash龙头的“野心”浮出水面。
 
据兆易创新CTO、MCU事业部总经理李宝魁在早前举办的、以“勇跃•芯征程”为主题的新品发布会上介绍，公司在2013年发布MCU之后，当年出货量就达到了30万颗；到了2014年，兆易创新的MCU出货量达到了300万颗；进入2015年，兆易创新的MCU出货量更是达到惊人的3000万颗；2019年，兆易创新MCU的单年出货量突破了一亿颗。
 
这种指数级的增长，也让兆易创新成长为国产MCU市场最不可或缺的重要角色。
 

 
中国MCU市场领跑者，连续八年第一
 
“凭借领先的GD32系列产品，兆易创新成为了中国MCU的领跑者。”李宝魁在发布会上说道。从兆易创新过去十年里的表现看来，兆易创新MCU当仁不让。
 
作为中国本土排名第一，全球排名第七的MCU厂商，兆易创新拥有中国最大的Arm MCU产品家族；具体到产品方面，除了是国内首个Cortex-M3/ M4/M23/M33 内核的通用MCU的发布者。兆易创新还推出了国内首颗Arm Cortex-M7 MCU；值得一提的是，兆易创新在2019年还推出了全球首个RISC-V内核的32位通用MCU，这进一步体现了兆易创新在MCU方面的实力。
 
依赖于上述广泛的产品和布局，兆易创新迄今已和全球20000+用户建立了联系。光是今年，兆易创新的MCU出货量就有望突破4亿颗，创下历史新高，公司也连续八年成为本土第一的MCU供应商，这在当前的市场环境下凸显了兆易创新的竞争力。
 
李宝魁直言，之所以公司能够获得这样的表现，一方面得益于兆易创新在技术上的布局和积累。
 
据介绍，在MCU方面，兆易创新拥有近600人的研发团队，遍布七大研发中心，涵盖了产品的各个方面。当中，80%的研发人员拥有硕士及以上学历。而稳定的团队更是保障了公司产品和技术开发的延续性。
 

 
“另一方面，兆易创新采取虚拟IDM的运营模式，让公司有能力打造与众不同的产品。”李宝魁接着说。他表示：
 
在工艺开发方面，普通的设计公司都是使用晶圆厂提供的成功工艺设计规则和器件模型。但兆易创新具备专业团队与晶圆厂共同开发和定义工艺节点，将工艺节点和设计结合，且自有DFM和DFR设计规则；
 
在产品设计方面，普通设计公司使用的是晶圆厂提供的标准单元库，只有有限的定制化模块。反观兆易创新，则使用自研标准单元库，大量的定制化模块；
 
来到制造生产方面，普通设计公司在与晶圆厂的合作过程中，由后者负责制定生产监控计划、定期提供产线稳定度及质量报告。而兆易创新则与晶圆厂共同制定产线监控计划，自动化工具近乎实时地监控晶圆在线状态及产出晶圆数据，直接负责良率及质量提升；
 
最后，在封装测试环节，普通设计公司委托第三方封测合作伙伴负责芯片整体或部分测试，只将有限的资源或方式投入到良率和质量监控中；但兆易创新会主动收集和分析封装流程各关键站点的数据，同时全权负责芯片测试方案，并借助专业的工具实时监控产品测试良率及质量。甚至最后的出货管控也是由兆易创新系统执行，把问题全部拦截在出货给客户前。

在这样的投入支持下，兆易创新面向工业、消费和汽车等市场打造出了包括高性能产品线、车规产品线、家电产品线、低功耗产品线、无线产品线、主流型产品线和专用产品线在内的七大产品线，并推出了51个系列、600多个型号的MCU产品。公司的MCU总出货量也将在今年突破19亿颗。这再一次证明了兆易创新在MCU领域的地位。
 
兆易创新MCU事业部产品市场总监陈思伟在分享“GD 32 MCU市场的制胜之道”环节回顾道，公司MCU业务之所以能够快速成长，2019年至2024年的出货量CAGR甚至高达30%，这主要得益于天时、地利和人和。
 
“在天时方面，32bit MCU市场容量大，增长迅猛，我们在国内有先发优势；地利方面，电子产品主战场在中国，我们更贴近客户；至于人和是因为在国产化驱使下，本土客户成为我们坚实的基础。”陈思伟解析说。
 
但兆易创新并不满足于此。
 
看好工业市场，推出重磅新品
 
“我们立志成为行业头部。工业市场历来是兵家必争之地。”陈思伟强调。
 
他引述行业相关的预测数据解析说，工业32bit MCU市场预计到2028年将达到68.57亿美元。其中，工业自动化稳定增长，数字能源快速增长。事实上，兆易创新在工业市场也早有布局，公司在这个市场的营收占比也持续提升。
 
然而，正如大家所熟知的是，这些市场一贯以来都是被ST、瑞萨、英飞凌和TI等全球领先的MCU巨头所把持。
 
“面向工业市场，我们将提供涵盖电机控制、数字能源、GUI、AI和功能安全在内的多元化解决方案，并以专业的AE/FAE团队支持，助力客户应用开发。”陈思伟在分享兆易创新工业MCU产品市场策略时如是说。
 
他进一步指出，在定义工业MCU产品时，兆易创新会与工业头部客户进行深入的沟通调研，力求打造出满足他们需求的差异化的MCU产品，无论在芯片的性能、算力，包括品质、可靠性，以及功能安全和信息安全方面，都能给客户的应用创造价值。

基于上述布局和思考，兆易创新在日前终于正式推出了公司基于Arm Cortex-M33内核的GD32G5系列高性能微控制器、超高性能工业互联MCU产品GD32H75E系列EtherCAT从站控制器GDSCN832系列。
 

 
首先看GD32G5系列，据介绍，该系列MCU的主频高达216MHz。内置高级DSP硬件加速器和单精度浮点单元（FPU）；集成了硬件三角函数加速器（TMU），支持10类函数计算；还集成了滤波算法（FAC）、快速傅里叶（FFT）等多类硬件加速单元，能大幅提升处理效率。GD32G5系列MCU最高主频下的工作性能可达316 DMIPS，CoreMark测试更是取得了694分的出色表现。
 
同时，GD32G5系列MCU配备了256KB到512KB嵌入式Flash，支持Flash双Bank功能；以及128KB SRAM，其中包含32KB紧耦合内存TCMRAM，实现关键指令与数据的零等待执行；还配备了高速缓存空间，高达2KB I-Cache及512B D-Cache，进一步提升内核处理性能。此外，该系列MCU还拥有一系列丰富的外设，全新产品组合提供LQFP、QFN、WLCSP等7种封装共14个型号。
 
“凭借出色的处理性能、丰富多样的数字模拟接口资源以及强化的安全性能，GD32G5系列可广泛适用于数字电源、充电桩、储能逆变、变频器、伺服电机、光通信等多元化场景。”兆易创新方面强调。
 
再看GD32H75E系列。正如兆易创新所说，在工业4.0的发展进程中，制造业正朝着智能化、网络化和自动化的方向稳步迈进，对于高效且可靠的通信技术的需求愈发迫切。作为一种基于以太网的实时工业现场总线通信协议，，EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）凭借能够提供纳秒级的精确同步成为伺服驱动系统的首选。
 
于是，兆易创新从德国倍福公司（Beckhoff）取得了正式授权，并推出首颗EtherCAT从站控制器GDSCN832系列，以及超高性能工业互联MCU产品GD32H75E系列。
 
其中，GDSCN832产品是一款2/3端口EtherCAT从站控制器，集成2个内部PHY和1个MII扩展接口，内置双通道集成Ethernet物理层设备，每个通道均提供全双工100BASE-TX收发器，支持100Mbps运行。同时，该系列产品还具备支持8个现场总线存储器管理单元（FMMU）、支持8个同步管理器（Sync Manager Entities）、支持8/16位串行/并行口通信以及支持PI/QSPI/OSPI从机接口等功能。这种高集成度、灵活性和稳定性等优势特性，使得GDSCN832能广泛应用于电机运动控制、数据采集、工业自动化、通讯模块、传感器等诸多场景。该系列产品提供QFN64小尺寸封装，以及配套的开发评估板卡，为开发人员提供EtherCAT®从站的高性价比解决方案。
 
至于GD32H75E系列，则在继承GD32H7系列的优异特性之余，还集成了GDSCN832系列芯片，实现与高性能MCU的完美融合，满足工业自动化市场如伺服电机控制、变频驱动、工业PLC、通讯模块以及人型机器人等多样化应用所需。
 

 
“全新产品紧贴工业自动化市场需求，以出色的处理性能、丰富的接口资源为伺服控制、变频驱动、工业PLC、工业通讯模块以及人型机器人等各类应用场景提供理想选择。”兆易创新方面强调。
 
合纵连横，走向新高峰
 
谈到本土芯片，绕不开的一个重要话题就是“国产替代”，这在MCU市场尤其重要。因为国内虽然从事MCU的厂商有数百家，但在中高端市场，其实鲜见国产厂商的踪影。
 
对此，李宝魁强调：“虽然兆易创新在很多其他领域也在布局，但公司的战略规划里优先级最高的是在国产化率比较低的中高端领域进行替代，这就是公司最重要的方向”，“作为本土MCU的头部厂商，我认为这是我们的任务，我们也具备了这样的实力。”李宝魁接着说。
 
为了实现这些目标，兆易创新正在全力以赴。以数字能源和工业自动化领域为例，兆易创新正在从三个方面入手，以达成公司的既定目标。据介绍，一方面，兆易创新要打造差异化、高价值、性能好和质量高的产品，以解决客户的痛点问题；另一方面，兆易创新要围绕MCU及周边器件形成多产品协同，让客户可以一站式的选择；再者，兆易创新会通过自研或合作的方式，提供成熟有价值的解决方案。
 
对于MCU而言，还有一个新趋势就是AI正在成为主流，海外龙头也都在这个方向纷纷布局。兆易创新在这上面也有了很多探索。李宝魁表示，公司除了探索将MCU本身的计算性能用在边缘AI的任务处理外，在MCU在集成NPU，也是兆易创新在关注的AI MCU发展方向。
 
除此以外，兆易创新还会在GUI、软件以及算法等方面发力，带领GD32走上新高峰。
 
在李宝魁看来，虽然目前国内MCU玩家不少，但MCU是个竞争异常激烈的赛道。 “随着市场的自然筛选，最终能够在这个领域持续发展的，可能是那些拥有强大竞争力和持久耐力的少数几家领先企业，兆易创新力争成为其中之一。”李宝魁最后说。