半导体如何在红海中寻找蓝海？

原标题：如何在红海中寻找蓝海？

上一篇文章《半导体跟养猪没什么区别》，其中有一条有趣的评论深得我心：“如果一个公司不知道未来要干啥，几年以后你的竞争对手会告诉你。"

芯片产品一般来讲，研发周期要比IT行业要长很多，产品研发出来以后，导入客户验证的周期也很长，如果产品的生命周期有五到十年的话（工业市场），那就要至少往未来看十年。

这意味着当我们打算研发一款新产品的时候，必须至少考虑到未来五年甚至十年的竞争状态，做出提前的预判，如果决策失败，对于小公司来说就是生死之别。大部分的新产品是在研发过程中就因各种原因胎死腹中，比如去年解散的哲库。即使研发过程一切顺利，产品得以成功研发出来，也有可能市场已经不是当初的市场，或者产品技术已经过时，那么对于公司的损失同样是巨大的。

无论是大公司还是小公司，都需要在迷雾中寻找航向。这个世界无时无刻都在变化，没有谁可以预知未来，那是神才能做到的事。但是我们必须对这个行业的，三到五年后的市场，做出一个相对清晰地预判，只有这样，才能减少我们犯战略性错误的概率。如叔本华所说：“要击中别人看不见的目标”，那就必须比友商看得更远，思路更开放。

网上有介绍一些相对科学的分析推演方法，以下原则我是认同的：

1、更多更细节的信息来源；

2、掌握行业的历史发展规律；

3、对宏观方向的敏锐度；

4、独立思考，不迷信任何人；

5、动态推演，大胆实践，推演要慢，决策要快；

业内同行们对行业内卷深恶痛绝，但又无可奈何。但是公平地讲，内卷才是世间的常态，所谓的市场竞争，如果处于零和博弈的状态，说白了本来就是死道友不死贫道。

摩尔定律就是最典型的内卷，处理器的性能大约每两年翻一倍，同时价格下降为之前的一半，这速度逼得所有企业连轴转，拖死了绝大多数CPU竞争者。互联网公司疯狂加班迭代，也是因为处于极限的内卷状态下。

既然内卷已经是常态，我们就要从抗拒内卷，到理解内卷，接受内卷，并用创新主动拥抱内卷。作为企业人，我们没有必要抱怨内卷（也没有意义），而是把市场的一切回归本源性思考，来为企业做出正确的决策。

有读者说，我为何从来不介绍自己的公司和产品，借此机会，介绍一下我司是怎么看待市场和产品，以及如何思考决策定义研发一款新产品的过程。

以我司的AG32为例，这款产品是我司进入MCU领域的第一款平台型产品，在2023年初量产，目前销量已经开始平地起飞，而决定研发这款产品的决策，则是在2019年。

AG32看上去像是一款平淡无奇的MCU产品，兼容了通用STM32（从103到407），表面上跟市场上大部分32位兼容MCU的大路货没什么不同，价格比大牌友商要低，但比内卷的兼容MCU稍微要高一点。

但是它隐藏在外表下面的部分完全不同。

首先，它没有采用流行的ARM架构，而是采用了RISC-V开源内核，248Mhz的主频性能会比ARM架构的友商高不少，此外在功能上有了很多可发挥的余地。

其次，在MCU内部创新地集成了CPLD可编程逻辑，客户可以灵活定义这颗芯片的用法，无论是管脚还是接口，都可以由客户自行定制。

最后，价低料足，兼顾了成本和性能的平衡性，在合适的价位给客户提供更多的灵活性。

复盘五年前研发这款产品的初衷和决策过程，对于开创一个新的产品线，贸然跨界进入一个全新的市场，无异于盲人摸象，是需要冒相当风险的。在当时的情境下，曾在几个维度做了逻辑推演，现在回过头去看，当时并没有估计到疫情和缺货的发生对行业产生了那么大的影响，其他逻辑基本上成立。

1、既有市场

我们当时已有两条产品线（CPLD和FPGA）十几个料号在量产销售，市场销量正在稳定上升。但是这个市场有个最大的问题是：高端技术门槛太高，低端市场容量太小，资本还在疯狂扶持新的玩家进来，另外由于其战略价值，政府补贴可能会源源不断，势必会扭曲整个市场竞争环境。

换句不太恰当的比喻，市场天花板低，池浅王八多。今年半导体市场其他领域上碰到的各种内卷，基本上都有这个原因。这也是促成我们主动求变，提前应对内卷的主因。

2、MCU市场

MCU市场超级大，而且是高度割裂分散的市场，适合我们这样的鲶鱼进来浑水摸鱼。虽然国产MCU号称有上百家，但是大部分集中在低端的8位和M0市场，或是ARM架构的STM32兼容市场，有技术门槛和特色竞争力的其实并不多。

我们团队在近十年的技术研发过程中，在原有FPGA核心技术的基础上，逐渐积累了RISC-V、接口、库函数、软件调试工具等核心技术，并在成熟工艺节点积累了大量工程经验，时机差不多已经成熟。

3、客户

客户想要的到底是什么？

我们的下游客户同样处于高度竞争的内卷环境，他们要在长期竞争中取胜，同样需要两点：

第一点：更好更便宜

客户想要的永远是东西更好，又更便宜，这并非一定靠价格战满足，通过技术创新本身也可以降低成本。

贪吃蛇策略，即逐渐在PCB上吃掉周围的器件。在绝大部分客户应用里，我们的器件周围都有MCU，如果通过买一送一的模式吃掉MCU，对于客户来说也是降本增效的选择。

第二点：差异化

懂行的客户经常会说，用大路化的标准方案和器件做出来的产品永远也是大路货，最终会陷入无利润的价格战困局。

这也是很多大厂商选择定制SoC或者ASSP的原因。拥有定制 SoC 意味着拥有融合了特定且差异化技术且极难复制的定制 SoC，有难以实施的独特解决方案。它深深嵌入半导体芯片中，使公司的知识产权得到保护。此外，它在功耗、性能和面积方面都根据任务规范进行了精确定制。

定制SoC获得的好处：知识产权保护、功能差异化、设计灵活性，但是门槛较高，难道只有大厂商才配做得到？半定制的MCU，降低了定制芯片的成本，小客户也用得起，获得了和大厂商PK的机会。

4、产品切入点

兼容MCU是标准市场，这是充分竞争的市场。产品经过全球充分竞争，最后利润一定是十分稀薄的，因为标准是固定的，最后所有供应商都只能对着同一个标准拼价格，这一定是红海市场。

客户想要的是性能超过兼容MCU，又能实现其需要的特色功能，价格又要低于兼容MCU和ASSP，这意味着诞生了一个非标的市场，无法充分竞争的蓝海市场，也意味着我们有机会定义和开辟一个新市场。

以上就是我们决定进入这一新产品领域的逻辑思考过程，包含了一些朴素和不可知的方法论，也有一些自知之明。

以下内容偏技术和产品宣传。

AG32的用法可以说是千变万化，在有想象力的客户手里可以玩出各种花来，只把它当成兼容MCU用就太可惜了。

用法一：IO口的复用

AG32和其他MCU的最大区别，是数字I/O口可以设置到任意位置，哪怕用最小封装，也可以使用以太网等任何外设。

传统的低端MCU由于I/O口数量不足导致部分功能无法实现，用户需要使用数字集成芯片进行扩展，如74LS系列移位寄存器，但是这种集成芯片也会由于引脚数量限制而无法确保单片机端口的充分扩展，用户也常通过CPLD（如EPM1270）进行扩展，根据实际需求扩展对应数量的端口。以下是通过Altera CPLD扩展IO口的一个案例。

AG32系列定义的PIN_XX可以用软件定义成任意数字接口，如UART,SPI,IIC, PWM，IO等等。除了模拟部分，ADC, DAC，CMP，usb外，其它接口都能任意定义。这样根据PCB布局来调整数字接口部分的顺序，2层板就轻松搞定。这样布出来的板子不但美观大方，而且性能更加可靠，基本上不存在交叉走线的情况。

AG32的管脚可以通过配置文件全部灵活重定义，给内核中的MCU和CPLD使用，因此可提供超出STM32的GPIO口数量，最大可能地利用所有管脚资源，有效降低了客户的BOM成本。

用法二：MCU+CPLD混用场景

传统工业应用场景，有很多场合需要同时用到MCU和CPLD（或FPGA），比如说在高速数据采集的应用中，传统的数据采集方案，很多通过STM32加上CPLD来完成。MCU主要负责数据处理和与上位机的通信，而CPLD则负责控制信号的输入和输出以及数据的存储。客户采用AG32的二合一方案后，有效地降低了BOM成本。

FPGA最擅长的就是大数据量的并行采集分析处理。高速AD数据采样即使使用了DMA数据读取，也会频繁与MCU抢占AHB总线，导致MCU的运行效率极其低下。如果用FPGA来做缓存就好很多了，会大幅减少AHB总线的抢占情况。使MCU有更多的时间来刷新波形的显示，以及一些人机界面的操作。FPGA同时还能对采集到的数据进行缩放、过滤等，尽可能帮助MCU完成波形显示前的数据处理。MCU和CPLD通过芯片内部AHB总线高速通信，速度远超传统外接SPI的方式。

还有很多场景会需要同时用到MCU和CPLD（或FPGA），比如伺服驱动、逆变器、激光控制器等，如果所需的2K逻辑数量够用，那么方案的性价比会超过STM32+CPLD。

用法三：接口定制

CPLD逻辑可以用来定制出客户需要的各种定制接口，这是兼容MCU没法做到的。

-某数字示波器客户，通过AG32里的FPGA实现了高速AD9288的数据接口，这个时钟的速度高达100Mhz，普通的MCU没有类似这种同步机制的接口来读数据。

-某客户需要MCU实现两路CAN接口，AG32已经支持一路CAN接口，其利用CPLD逻辑实现了第二路CAN接口。

-某客户需要USB转以太网标准模块，AG32支持USB FS+OTG和以太网MAC，并且提供了标准例程，包括网络Lwip和USB的开发例程，上层应用调tinyUSB的接口即可。客户自行实现了接口转换逻辑。

-其他的一些实现案例包括了74HC164,138甚至高速UWB收发接口。

用法四：算法加速

由于CPLD/FPGA中的逻辑单元是可编程的，可针对特定的应用而定制硬件，用硬件来换取速度和简单性。因此，仅使用所需要的硬件即可，而不必做出任何板级变动(前提是FPGA中的逻辑单元足够用)。

算法可以用软件，也可用硬件实现。FPGA使软件模块和硬件模块的相互交换更加简便，不必改变处理器或进行板级变动。设计者可以在速度、硬件逻辑、存储器、代码大小和成本之间做出折衷。利用FPGA可以设计定制的嵌入式系统，以增加新的功能特性及优化性能。

比如CRC算法的硬件加速，由于大量且重复的计算，循环冗余校验(CRC)算法或任何“校验和”算法都是硬件加速的不错选择。下面的应用中，在以太网图像传输上的应用，CPLD截取MAC传输的数据，加上了自定义的CRC值，再通过MAC传输出去，相当于对实时图像数据进行了简单的CRC加密。

如需对数据进行加密，也可以利用CPLD实现对数据的AES算法加密操作，原理大体相同。

此外，在音视频有大量的应用可以通过可编程逻辑进行性能优化。

AG32是我司的第三条产品线，也是新的产品开发平台，承载了一家国产纯技术小公司的野望，未来的很多系列新产品，都将基于这个平台展开，MCU貌似红海的市场，无论大公司还是小公司，都是在迷雾中寻找航向。但是回归客户需求，回归行业本源，业务逻辑的本质不会变，最终殊途同归。