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“以前我们可能属于养在深闺人未识的那种状态”
2019 年年中，芯旺微一口气推出了 17 款车规级 MCU。我们不禁要问，是看到了汽车电子市场爆发前的突击，还是逐步酝酿、一切就绪后的批量发布？
信息源：百度搜索截图
芯旺微创始人兼 CEO 丁晓兵告诉与非网，“这个就是宣传的力量，以前我们可能属于养在深闺人未识的那种状态。”
其实芯旺微从 2012 年就开始做车规产品了，陆陆续续做，只不过当时没做 AEC-Q100 认证，只能做后装。但是从产品特性的角度来说，无论是后装还是前装，要想长久地抓住客户，就必须降低产品失效率。因此，在像 ESD、EFT、EMC 兼容性、耐高温、耐久性等电气参数特性方面，芯旺微都做了长久地测试，有了一些经验和技术累积。大概过了五六年的样子，也就是 2017、18 年的时候，一方面是有了一些信心，另一方面是看到汽车产业变革中的机遇，逐渐就把从 2012 年开始设计的一些产品做了 AEC-Q100 认证，并在 2019 年的时候做了一个集中发布，进行了一些宣传。所以谈不上是突击，而是一个循序渐进的慢过程。
“12 年，做其他的芯片赚了点钱，我们又回到自己最初的想法”
从 2019 年车规级 MCU 的集中式发布初识芯旺微，到今天来到芯旺微的办公大楼，站在丁总面前，心中一直有一个疑问，是什么样的契机让他从一开始就紧盯汽车和工业级 MCU 市场，并坚持至今呢？
在谈话中，竟然发现实际情况并非如此。
丁晓兵表示，从职业规划的角度上来说，他从学校刚毕业就想做 MCU，于是在通信行业沉淀了一番之后就决定出来进入 MCU 行业，从用 51 写代码，写一个全新的 51 的核开始。但就像一个技术人员开公司一样，技术还没那么成熟，在商务上也吃了不少苦头，被迫收缩，转向技术相对专一的存储、模拟领域，而它们的商业模式跟 MCU 也不太一样，更多的是需要在供应链方面做一些文章。
“2010 年左右，大概是 12 年的样子，做其他的芯片赚了点钱以后，我们又回到自己最初的想法，做一个新的处理器架构，我们就做了一个 KungFu 的处理器架构。KungFu 再赚了一些钱以后，又做了一个 32 位的处理器架构。” 丁晓兵如是说。
从表面上看，中间转折似乎是退而求其次的无奈，实际上要做好 MCU，需要解决三个方面的问题，一是本身处理器架构，二是存储，三是大量的模拟。而真正决定 MCU 技术水准的，更多的是模拟水平的高低，包括低功耗，包括用户的一些多样性需求。因此，从这个角度来看，这算不上退出后的重新进入，更像是经验的累积过程，在 MCU 这种多技术交汇的产品中，实现创新，玩出特色（比如存储的高低温，模拟的丰富性和多样性，以及处理器的功耗等）的源动力所在。
而当问及 8 位 MCU KF8 系列出货量超 5 亿颗的成功所在之时，他将其归功于两点，一是高可靠、低功耗的产品定位，二是细分市场众多，不停地用自己的特色去满足用户的要求。他打了个比方，就 8 位的 MCU 产品，到现在有接近 200 个型号，有工作电流在 150uA 的，有工作在 7V 的，有工作在 125℃高温环境下的，有 10pin 的，有 14pin 的，每种类似的管脚可能又有十几个型号。如上，这就是一家本土 MCU 厂商的生存之道。
“我花一点时间介绍一下我们的 32 位产品”
第一眼看见丁晓兵本人，心中默默地打上了技术流的标签，无论从着装还是谈吐，与成功的商务人设似乎相差甚远。
于是当他说，在回答我的某个问题前，“我花一点时间介绍一下我们的 32 位产品”时，并没有强烈的软推感，第一反应是仔仔细细听他叙述，想要抓住其中重要的技术细节与大家分享。
他说，KF32 是 2013 年就提出架构理论的一个开发，2017 年初步有样品，这中间经历了两年多的测试时间，2019 年正式量产。
32 位和 8 位，没有本质性的差别，采用的都是 RISC 架构，可靠性、功耗等设计理念相差无几。要说差别，从设计端的角度来讲，只能说是复杂度的不同，带来的工艺要求的区别，目前 32 位基本都是用 55nm 做的。从应用端来讲，8 位作为一个传统的产品，已经深入了电子工业的每一个细分的血液，但在物联网、边缘计算、汽车电子等需求面前却是只可远观、不可亵玩。而 32 位将为这些新兴市场需求提供解决方案，因此未来将是 32 位 MCU 快速增长的十年。
目前，芯旺微推的 32 位产品分为几个系列：
- L 系列，它是低功耗与高处理能力平衡的一个产物。比如用在 IoT 中，以智能锁为例，如果将指纹识别、主控、语音输出、实时时钟、触摸按键这 5 个功能集中在一颗芯片上，不仅可以降低系统功耗，还能大大降低成本，这也是 IC 集成度高的一个初始。
- LS 系列，它是低功耗与高 I/O 效率折中的一个产物。实际上，它的特点不止于此，在包含了 ADC、DAC、运放、比较器、触摸，集成了大量模拟的同时，最高处理能力可达 48MHz。此外，大多数型号都标配了小标准的可配置逻辑和 AES、CRC。
- F 系列 & A 系列，这两个系列基本上是面向对可靠性要求比较高的工业和汽车领域。
信息源：芯旺微官网
细看每一个型号，它都是针对某些市场或者是某些特定的技术需求做出的一些产品规划。它们都有一些共性，那就是外设丰富、低功耗等系统性能良好。
听完他对 32 位 MCU 的简单介绍后，我追问道：“有工程师在论坛上提出，芯旺微的 32 位编程环境操作起来有一定难度，您怎么看？”时，他告诉我，MCU 会面临新一轮的生态链问题，但通过这两年开源、各个社区的共享，工具链已经相当成熟了，就芯旺微而言，指令集是自主架构的，对应的编译器、各种开发环境，都需要独立成一个系统，但是不需要从零开始。从编译器的角度来说，有很多 Open Source 的 GCC、LLVM，可以在它们的基础上进行二次开发，我们的开发环境 Eclipse 就是这么来的。
针对大家反馈的使用不习惯问题，丁晓兵表示这是一个熟悉程度问题，目前大多数的 MCU 从业者更多接触的是原来的 51，或是类似的开发环境，要一下子转到 Eclipse 下可能会不适应，但后续随着 Java 或者是 Eclipse 的推广，使用难度将逐渐降低。短期来看，芯旺微的解决方法是推出使用教程，来帮助使用者更快适应。
“国内 IC 行业的现实，跟风还是有些严重”
中国 MCU 市场规模的快速增长吸引了国内外市场的激烈竞争，据不完全统计，包括 4 位、8 位、32 位，目前国内做 MCU 的厂家数量至少在两百家以上。
但对于本土 MCU 企业而言，目前占据主流市场的还是 8 位，占比约 50%；16 位、32 位占比分别为 20%左右。这说明什么？本土 MCU 应用领域还大都集中在低端电子领域，中高端市场还在外企手里。
信息源：IC Insight
丁晓兵也向与非网吐露，“国内 IC 行业的现实是这样的，其实跟风还是有些严重。”
行业的领先者做出一些动作就会有人跟进，如果你不想在红海中拼杀，就要做到创新，而如何创新？一是要更多地去领会行业的领头羊他是怎么考虑的；二是从更多的中小型客户需求中寻找更多源头的想法，但不急着实现；三是找到几家比较大一点的合作伙伴，由他们提出需求，然后再一起来创新，解决他们的痛点，这样的做法可以集中精力，对于一个资源有限的小型公司来说，是一种生存之道。
从这三点出发，目前芯旺微已经累积了不少客户资源，有消防行业的领先企业，有照明行业巨头 GE，有汽车领导者上汽等等。从行业划分与芯旺微业务占比来说，工业领域占大概 60~70%，汽车行业占大概 20~30%，家电和消费占比不到 10%。
“谁家的内核能够实现这所谓的‘三高一低’，可能就是一个好的产品”
信息源：芯旺微官网
当我简单地认为芯旺微良性发展的根源在于自主 IP KungFu 内核处理器架构的时候，丁晓兵竟否定了我的想法。
他告诉我自主架构确实有一些优势，它可以在处理性能与功耗平衡时更自如，它还可以降低处理器内核复杂度，通过提高主频的手段来达到相同的算力。
但是无论是 ARM、RISC-V、MIPS、ChipON（KungFu）还是原来一些老牌巨头他们自己的专有内核，都能实现创新，都可以驱动一个公司的成长。从技术的角度来看，会者不难，难者不会。最终的竞争一定是产品的竞争，而不是架构的竞争。他形象地比喻道：“屠龙刀倚天剑，在谁手上能使得出来，不伤自己，就是成功的关键。”
从用户的角度来看，在全球 180 亿美金的 MCU 市场里面，“谁家的内核能够实现这所谓的‘三高一低’，可能就是一个好的产品”。
- 高算力：CPU 的发展，决定了 MCU 的发展
“我认为 CPU 的发展，决定了 MCU 的发展。现在看，像我们 120MHz 的 MCU 运算能力，回到 20 多年以前，它相当于奔腾 4 或者是更高水平的运算能力，它是沿着 CPU 路往前发展的。而对于 MCU 来说，实现高算力的方式有两种，一种是提高主频，一种是提高并行度。”
- 高可靠性：MCU 是一个比较复杂的小系统，它的测试向量非常之多
“每个产品基本上都经历了两年左右的测试时间，从可靠性角度来说，它是一个系统工程，不是单一的某一个点，是从设计到制造到封装测试，整个过程的环节管控，只有这样才能控制住产品的基本品质。”
- 高集成度：MCU 它不是单纯的一个通用 MCU 的概念了，它更多的是一个小 SoC
“增加功能、性能，降低成本是集成度高的初始，如今的 MCU 已经不是单纯的通用 MCU 的概念了，它更多的是一个小 SoC。”
- 低功耗：低功耗技术其实它涉及的层面比较多，一个是线路级，一个是系统级
“集成度越来越高衍生了芯片面积的越来越大，频率的越来越高，从而导致芯片功耗的增加，实际上是工作电流是越来越大的。低功耗技术其实它涉及的层面比较多，一个是线路级，一个是系统级。线路层面上，更多的是采用亚阈值，或是使用低电压、更新的工艺来降低系统的功耗；系统层面上，则是采用不同的使用模式。”
“就电源侧而言，大多数情况下，都是采用外部多电源系统来平衡，如若要使用单电源系统，在芯片设计的时候，就要更多地关注芯片内部电流的均匀分布和电压的均匀分布，保证系统的性能的一致性了。”
“我认为不久 64 位的 MCU 将成为一个全新的挑战”
回顾处理器历史，有几大类，一类是英特尔这种装备系统；中间复杂度更低一点，就是手机 AP 系统；再往下一点就是 MCU 系统。
MCU 系统支撑了近几万亿到 10 万亿的电子产业的核心控制，它的产品种类非常之多，可能有近万种。如今 8 位 MCU，作为通用处理器的形态，已经满地都是了。
丁晓兵表示，“32 位 MCU 作为物联网、汽车电子等市场的主力，将在未来十年发光发热。”
他还补充道，“而现在很火的语音识别或者是图像识别，目前都是用 AP 做的，但不会太久的时间，一旦应用面广了以后，都将转到用 MCU 来实现。”
“总而言之，提高位宽作为通用计算的一种处理模式，会随着这些新兴需求的增长，成为一种实现方式。对于 64 位来说，一旦工艺演进到 28nm 以后，加上需求到位，便是水到渠成的自然催生物。”
写在最后
MCU 前景广阔，这个大家都知道，但是本土 MCU 供应端市场的走向如何，还真不好说。
首先，在技术上，个人认为不是最大的问题。那什么才最关键呢？销售，或者说市场开拓。当我问及芯旺微在 MCU 销售侧是如何克服“选型难”问题时，丁晓兵给我的答复是：“大家难，我们也难，做 IC 都难，IC 做出来难，销售更难，MCU 的销售就难上加难。”这也印证了我的观点。
从工程师或者下游厂商的角度，他们更喜欢资料更全、使用更稳定的产品，在一定程度上可以降低设备层企业的风险，而这些条件却是大多数本土企业相较国外巨头的薄弱之处，目前阶段，以芯旺微为例，都是处于深度销售、服务状态。而未来有没有更好的手段可以推广我们的“中国芯”呢？我想是有的，请大家在留言栏各抒已见，为 MCU 或是更广的中国 IC 厂商出谋划策，在此谢过。
