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        兆易創新:GD32 MCU出貨持續攀升,全面布局光通信市場!
        來源:本站 發布日期:2020/9/23 點擊次數:1013
        兆易創新:GD32 MCU出貨持續攀升,全面布局光通信市場!

        近幾年,隨著物聯網、智能家電/家居、機器人等領域的快速發展,國產MCU快速崛起并占據了越來越大的市場份額。

        作為本土最大的32位通用MCU廠商,兆易創新已于2020年初開始進入光通信領域,針對光模塊應用已經推出了GD32E232系列MCU,并在9月9-11日于深圳國際會展中心舉辦的“第22屆中國國際光博會”上率先展示了即將發布的GD32E501系列新產品及光電解決方案。

        MCU出貨量持續攀升

        在探討兆易創新光模塊MCU之前,我們先來梳理一下其MCU家族發展歷程以及產品線布局。兆易創新成立于2005年4月,2013年正式推出第一顆MCU產品,截至目前具備了Arm Cortex-M3/M4/M23/M33和RISC-V等多內核,已經發布了27個系列360個型號的MCU產品,應用領域幾乎涵蓋所有主流市場,并在“國產替代”大潮下領銜滲透國產化終端應用領域。

        業界有一個共知,MCU累積出貨量達到1億顆是企業實現營收平衡的重要拐點。兆易創新早在2017年MCU的累積出貨量就突破了1億顆,至2020年6月累積出貨量突破了4億顆,目前仍在持續攀升。

        據悉,兆易創新MCU出貨量從1億顆到4億顆僅用了3年時間,幾乎呈滾雪球式的增長。

        兆易創新之所以發展如此迅速,除了起步早、資本實力雄厚、技術研發實力強之外,還在于其敢于人先的創新精神,比如中國第一個Arm通用MCU,全球第一個RISC-V通用MCU等,并在產品系列和型號數量上處于市場領先地位。今年更瞄準細分領域,在中國首家推出光模塊用MCU系列產品。

        兆易創新產品市場總監金光一(右)

        兆易創新產品市場總監金光一對《國際電子商情》分析師表示,兆易創新是中國本土第一家推出光模塊MCU的廠商。進入光通信市場主要是因為隨著5G、大數據、云計算等行業的發展,高速光纖傳輸的市場需求日漸凸顯,且當前國產化需求也日益突出,兆易創新推出光模塊MCU可謂“生逢其時”。

        產品布局與差異化優勢

        兆易創推出的光模塊MCU是怎樣的產品,又具備哪些差異化優勢呢?據金光一介紹,目前,兆易創新提供了2個系列3種封裝12個型號的光模塊MCU產品,可以全面覆蓋高中低速光模塊的開發需求。分別是今年1月已經發布的基于Arm Cortex-M23內核的GD32E232系列MCU,以及今年10月即將發布的基于Arm Cortex-M33內核的GD32E501系列MCU。下面詳細介紹。

        (1)GD32E232系列MCU:鎖定10G/25G中低端市場

        其中,GD32E232系列MCU已經推出了大半年時間,目前已成功打入光模塊行業頭部客戶。因光模塊本身體積非常小,這對相應MCU的集成度和“小身材”也都提出了要求。

        兆易創新GD32E232系列MCU及開發板展示

        GD32E232系列MCU主頻為72MHz,64KB Flash/8KB RAM,配備多達8個16位定時器、1個32位定時器,1個ADC和4個DAC,還有4個可編程邏輯,通用接口則包括2個USART、2個SPI、2個I2C、1個I2S。

        金光一告訴《國際電子商情》分析師,GD32E232系列MCU主要針對傳輸速率為10G/25G的中低端市場,如家用光纖路由器EPON、交換機、5G前傳等都是其主要應用場景。目前GD32E232系列共有2種封裝和6個型號,以滿足客戶不同的產品需求。

        (2)GD32E501系列MCU:專注100G/400G中高端市場

        作為GD32E232升級版的GD32E501系列MCU,主要針對傳輸速率高達100G/400G的中高端市場,主要應用在5G基站、高速數據中心和云服務器等場景下。

        兆易創新GD32E501系列MCU新品展示

        具體來看,GD32E501相比GD32E232將主頻提升至100MHz,內置128~512KB大容量內置閃存(雙BANK設計),并配備了多達32KB的SRAM。全新芯片還集成了8路12位DAC、16通道12-bit ADC、8路可編程邏輯(CLA)等外設,通信接口數量較GD32E232 MCU產品翻倍。

        為滿足光模塊產品緊湊的封裝要求,GD32E501同樣提供了6個產品型號和BGA64(4x4mm)和QFN32(4x4mm)兩種超小型封裝尺寸,具有輸出復位保持、12C bootloader等專用功能,支持MDIO,工作溫度范圍為-40℃~105℃,適用于100G/400G光模塊產品開發需求。

        (3)差異化優勢

        GD32E232和GD32E501兩大系列產品采用的是當前MCU制程最先進的聯電55nm嵌入式閃存工藝。從產業鏈合作伙伴來看,兆易創新同時跟臺積電、聯電、通富微電、華天科技等上游合作伙伴保持著緊密合作,多種工藝制程全線開進,便于整合多產線資源進行完整產品線布局。

        據了解,目前海外MCU大廠如ST、NXP、Microchip等均尚未針對光電領域的細分需求做出優化配置并推出系列產品來貼合不同光通信市場的開發設計??梢哉f,兆易創新在光模塊市場的應用已經先人一步,加上疫情對國際大廠產能造成影響以及國產化替代的機遇到來,以兆易創新為代表的中國MCU廠商在國內、國際市場的滲透率正得到空前提升。

        跟消費類電子、車載、工業等應用市場需求不同,光模塊MCU要求隨著市場需求的變化對其使用的規格和接口配置做特別的優化,比如光模塊應用要求原廠能夠對MCU進行邏輯編程,以增強數據傳輸的控制能力。

        兆易創新的光模塊MCU都提供了可編程邏輯,如GD32E232系列配備了4個可編程邏輯,GD32E501系列則配備了8個可編程邏輯。

        除了“可編程”能力之外,光模塊市場還要求MCU具備高精度的ADC和多個DAC?!拔唇泝灮耐ㄓ肕CU是不具備這么多模擬外設的。我們不僅配備了高精度的ADC,還集成了多個DAC,如GD32E232系列支持4個DAC,GD32E501系列已經可支持到8個DAC了?!苯鸸庖槐硎?。

        兆易創新GD32系列光模塊MCU方案展示

        此外,因光傳輸功率大,光模塊對相應芯片的散熱能力要求非常高,同時要求芯片本身抗高溫的能力非常強。兆易創新的MCU可滿足光模塊-40℃~105℃的溫度區間。一般而言,工業級通用MCU要求的溫度上限是85℃,但光模塊MCU要求達到105℃。

        最后是尺寸要求,4×4mm和3×3mm如指甲蓋大小的緊湊型封裝,都是應光模塊“小體積”需求而做的優化。

        “今后我們還會在相同的芯片尺寸里提供更多的功能,更多的資源、更強的處理能力,比如適用高速率傳輸的新型接口,比如高精度溫度傳感器的集成等?!苯鸸庖粡娬{說。

        據《國際電子商情》了解,預計到2020年,國內光模塊市場收入將會達到26.8億美元,在全球光模塊市場上的占比也將上升至33.05%。預計到2023年我國光模塊產業規模達到41.7億美元,2025年達到59.8億美元。金光一透露說,目前中國光模塊MCU市場約有2000萬顆至5000萬顆的市場容量,兆易創新很有希望切入其中并拿到越來越多的市場份額。

        緊抓“國產替代”的歷史機遇

        目前全球涉足光通信MCU的廠商除了兆易創新,還有諸如Silicon lab、ADI等美系半導體廠商。

        “對于國際大廠而言,它們在技術經驗和生態建設方面都經過了多年的積累。但我們追趕的加速度很快,我們僅用兩三年的時間就走過了它們七八年的路?!苯鸸庖槐硎?。


        從芯片架構上來說,當很多友商還在開發Cortex-M0+和Cortex-M3等產品的時候,兆易創新就已經采用業界最新的Cortex-M23和Cortex-M33內核并推出了成熟的系列產品。

        近幾年,越來越多的國產芯片發展成熟,國內產業環境也不斷健全,加上國家大力扶持國產半導體產業發展,很多常用通用器件完全實現了國產化。尤其在當前疫情拐點尚未出現、全球元器件全面缺貨之時,該優勢尤為顯著。

        那么,相比國際巨頭,兆易創新的光模塊MCU最大優勢是什么?

        金光一總結了五個方面:一是制程領先,目前兆易創新兩個系列的光模塊MCU都采用了聯電55nm工藝,同類型產品業界領先;二是支持高精度的ADC和多個DAC通道,其ADC采樣率支持2.6M SPS[LX4],行業領先;三是產品提供了多種標準接口、32位定時器、可編程邏輯等,集成度更高;四是功耗和散熱能力表現優異,耐高溫上限可以達到105℃;五是芯片的緊湊型封裝非常適合PCB面積受限的應用。

        實施“因地制宜”的本土化策略

        在實施國產替代化策略之時,兆易創新采取了“因地制宜”的策略,兆易創新在北京、上海、深圳、西安、蘇州等地均設有研發中心,在合肥則設有應用支持中心。

        兆易創新GD32 MCU系列最大的特點是產品型號非常全,堪稱“MCU百貨商店”,幾乎能覆蓋大多數終端應用領域,如此一來,用戶可在兆易創新平臺上任意選擇產品型號,順便滿足了產品的拓展性需求。

        “以光模塊廠商為例,往往也涉足其它類型的通信終端產品,而我們只要通過細分市場切入某一兩個型號,進而帶動后續更多型號打入進去,從而拓展我們的產品使用廣度?!苯鸸庖徽f。

        兆易創新還針對電機控制、變頻控制、開關電源等應用提供參考設計,如果客戶有量有成熟的市場應用,公司都會根據市場需求來提供解決方案。

              在金光一看來,通用MCU比拼的是廣闊的覆蓋率,是平臺化的選擇。包括ST、NXP、Microchip等海外廠商走的都是同樣的道路。而GD32作為中國MCU代表,也是把整個產品家族建立起來,并打造出完善的產品開發應用生態。只有依靠“產品+生態”為客戶提供的優質服務,才能長遠發展。

        而考驗一家MCU廠商的實力如何,要看它的產品有沒有大量的客戶使用過,產品是否被市場充分驗證過,有沒有成熟的工藝和持續穩定的供貨能力等等,否則客戶也不敢貿然采用。金光一表示,頭部客戶會對整個廠商的品牌信譽及綜合能力做優先考量,建立起合作的信任,其次才會細看產品。

        在立足本土市場的基礎上開拓國際業務,也是兆易創新一直以來的發展目標。目前,兆易創新的存儲器、MCU和傳感器三大產品線業務都在向全球范圍拓展,如在美國、歐洲和日韓、東南亞同時做推廣并取得了突破性進展。

        作為中國最大的Arm架構的MCU供應商以及中國本土市占率最高的MCU供應商,兆易創新已經實現了國產化替代的關鍵一步,“百貨商店”般的MCU產品系列布局以及穩定持續的產品迭代能力,將使其在未來的通用市場以及細分創新應用領域中越走越穩健。

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