英飛凌在MCU行業(yè)頻頻傳來好消息。一個是其MCU的全球市場份額在2024年達到了21.3%，這是英飛凌歷史上首次在全球微控制器市場拔得頭籌，成為市場領(lǐng)導者。另外在新品方面，宣布了多項圍繞汽車和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的創(chuàng)新產(chǎn)品，包括PSOC^TM 4 Multi-Sense、PSOC^TM Edge和PSOC^TM Control等，并將在未來推出基于RISC-V的AURIX^TM系列新品。

日前，筆者采訪了英飛凌科技物聯(lián)網(wǎng)計算和無線產(chǎn)品線高級副總裁Steve Tateosian，就當下消費類MCU的市場需求及英飛凌的應對策略進行了深度交流。彼時，英飛凌成為全球微控制器市場第一的消息還未公開，但從Steve的許多言談中，我們能夠看出這家半導體公司對于MCU市場的積極態(tài)度，尤其是針對中國市場。Steve此次中國行的一周時間內(nèi)連續(xù)見了十余家本土客戶，不僅是大客戶，同樣還有很多中小型客戶，Steve反復強調(diào)道：“中國客戶對我們非常重要，中國市場是創(chuàng)新的土壤。”       

談及中國客戶令他印象深刻的創(chuàng)新時，Steve提到了離線翻譯機。“即便是在飛機上，翻譯機也可以讓彼此毫無障礙的交流。”Steve說道。英飛凌正在驅(qū)動著無數(shù)邊緣AI的創(chuàng)新，改變生活的方方面面，這也讓他的工作變得更具社會意義。

正式成為MCU市場一哥

英飛凌的MCU業(yè)務在過去幾年遠超市場的平均增速，數(shù)據(jù)顯示，自2015年以來，英飛凌的MCU業(yè)務平均每年增長達13.0%，而整個市場的年增長率為4.0%。實際上在2024年整體MCU市場萎縮（全球MCU市場總銷售額從2023年的280億美元，降低至2024年的224億美元）之時，雖然英飛凌的MCU也因為庫存周期產(chǎn)生了衰退，但其逆周期的韌性表現(xiàn)，相對其他競爭對手減緩了許多，也因此較2023年的17.8%相比，獲得了3.5%的市占率提升。   

相比于其他MCU廠商，英飛凌的MCU價值鏈體現(xiàn)在多個方面，但最重要的是其豐富的產(chǎn)品組合及專注的應用領(lǐng)域。比如在汽車領(lǐng)域，英飛凌擁有包括AURIX^TM、TRAVEO^TM、PSOC^TM等多條汽車相關(guān)的MCU產(chǎn)品線，而在消費及工業(yè)領(lǐng)域，英飛凌以PSOC^TM、XMC^TM及安全MCU等產(chǎn)品覆蓋，這種全方位的覆蓋也使得英飛凌的MCU市場并不會突然的大起大落，減緩了市場下行時期的壓力。

另外，技術(shù)創(chuàng)新也是英飛凌MCU能夠在汽車和物聯(lián)網(wǎng)市場中獲勝的關(guān)鍵。2023年，英飛凌汽車MCU已經(jīng)成功登頂全球市場第一。在物聯(lián)網(wǎng)市場中，英飛凌也正在通過創(chuàng)新加速產(chǎn)品的市場表現(xiàn)。          

英飛凌能夠獲得MCU市占率第一并不是憑借爆款產(chǎn)品成為黑馬，而是長期耕耘的成果。英飛凌科技管理委員會成員兼首席營銷官Andreas Urschitz在新聞中表示：“此次市場排名的上升證明了英飛凌優(yōu)秀的產(chǎn)品組合、軟件和易于使用的開發(fā)工具超越了客戶預期。過去十年，我們持續(xù)為客戶提供功能強大且高效的系統(tǒng)解決方案。”         

MCU正在成為設(shè)計的核心

Steve表示，MCU是電子設(shè)計的核心，設(shè)備和系統(tǒng)依靠強大、高效和安全的微控制器來可靠高效地運行，一顆優(yōu)秀的MCU可以串聯(lián)起更多的產(chǎn)業(yè)鏈價值。Steve舉例道：“英飛凌在功率器件的性能強大，同時一顆優(yōu)秀的MCU，更能激發(fā)功率器件的價值，從而促進電機和電源系統(tǒng)的控制與轉(zhuǎn)換效率。IoT行業(yè)也非常類似，英飛凌的連接類產(chǎn)品、傳感器、安全解決方案等等所有的產(chǎn)品組合，都可以圍繞MCU構(gòu)成一個強大的系統(tǒng)。”    

另外，MCU的開發(fā)也正在邁向新的方法學，需要更便利的軟件和工具，結(jié)合一站式的產(chǎn)品組合，最大化降低系統(tǒng)開發(fā)門檻，從而創(chuàng)造更多有創(chuàng)新性的產(chǎn)品。

在德國舉辦的嵌入式展上，英飛凌也圍繞MCU展出了數(shù)十款創(chuàng)新產(chǎn)品，從馬達驅(qū)動到智能工廠，從功率轉(zhuǎn)換到人臉識別，這也印證了MCU在系統(tǒng)中的價值體現(xiàn)。其中值得注意的是兩個結(jié)合英飛凌多項產(chǎn)品的Demo，一個是智能空氣控制系統(tǒng)，無縫集成了PSOC^TM Edge 微控制器、XENSIV^TM傳感器、RRAM 技術(shù)和創(chuàng)新軟件解決方案。另外一個是打地鼠游戲，由XMC4700 微控制器與 XENSIV^TM 壓力傳感器、MOTIX^TM 驅(qū)動器和 3D 磁傳感器組成。

與賽普拉斯的完美整合

最近十幾年，MCU市場發(fā)生了多個重要的整合。日系廠商中，幾家MCU廠商合并為瑞薩，美系則以Microchip收購Atmel，ADI收購Maxim為典型代表，另外歐洲廠商的兩次主要收購很有意思，均是收購了美資公司，一個是NXP收購Freescale，一個是英飛凌2019年收購了賽普拉斯。當然這些MCU公司也不是專注于MCU，大多數(shù)都是覆蓋完整信號鏈的公司，不過無論如何，并購都是為了更廣闊的產(chǎn)品組合。   

作為曾經(jīng)任職于恩智浦/飛思卡爾的Steve而言，經(jīng)歷了兩次MCU大廠的融合，非常能夠理解這種產(chǎn)業(yè)整合。“客戶選擇MCU供應商時，首先就要考慮其拓展產(chǎn)品線的相關(guān)能力，包括產(chǎn)品組合及制造的能力。”Steve說道。這也是MCU廠商整合的最主要原因——通過整合產(chǎn)品線及客戶、行業(yè)關(guān)系，從而提供更完整且可擴展的方案。

以英飛凌收購賽普拉斯為例，在MCU方面，兩家公司各有側(cè)重。比如在車規(guī)級MCU中，賽普拉斯的TRAVEO^TM、PSOC^TM，一個專注于汽車的儀表盤等圖形應用，一個專注于簡單的車身應用等場景，與英飛凌AURIX^TM MCU關(guān)注的復雜場景可以完美結(jié)合。在消費類應用中，英飛凌則是通過PSOC^TM與XMC^TM滲透至消費、IoT及工業(yè)市場。

Steve反復強調(diào)，MCU不應該是個僅拼價格的市場。“客戶選擇MCU時非常謹慎，不只是選擇硬件產(chǎn)品，而是一套完整的開發(fā)軟件、生態(tài)系統(tǒng)、客戶關(guān)系、知識產(chǎn)權(quán)以及產(chǎn)品路書的選擇。開發(fā)的費用越來越高，因此他們需要仔細考慮現(xiàn)在及未來的可復用性。”

在開發(fā)工具上，英飛凌ModusToolbox^TM 是一款功能強大的嵌入式軟件開發(fā)平臺，旨在為開發(fā)人員提供一站式的便捷開發(fā)體驗，包含了多個關(guān)鍵組件，包括了板級支持包(BSP)、外設(shè)驅(qū)動程序、中間件和代碼示例。英飛凌提供了多款開箱即用的中間件和軟件庫，涵蓋 HMI、圖形、連接、安全、語音和音頻、機器學習、Wi-Fi、藍牙、電機、安全等，用戶只需關(guān)注應用層的軟件創(chuàng)新即可。   

英飛凌的ModusToolbox^TM開發(fā)軟件現(xiàn)已支持包括PSOC^TM、XMC^TM和AIROC^TM在內(nèi)的不同處理器。Steve強調(diào)，盡管這些MCU都采用了Arm架構(gòu)，但開發(fā)工具的統(tǒng)一依然有諸多挑戰(zhàn)。尤其是MCU的編程工具并不是只對CPU編程，還需要包括外設(shè)、驅(qū)動、不同的IP進行整合，這也是軟件平臺整合的最大難點之一。

談及品牌建設(shè)，Steve強調(diào)道，未來英飛凌將主要發(fā)展PSOC^TM這一品牌和架構(gòu)，比如XMCTM會過渡到PSOC^TM Control，PSOC^TM也推出了包括PSOCTM Edge和PSOC^TM Connect在內(nèi)的多個子品牌，以面向不同的應用場景。另外，還繼承了諸如PSOC^TM 4 CAPSENSETM/Multi-sense等特點鮮明的專用MCU。

“二十年前，PSOC^TM以Programmable（可編程）的靈活特性而著稱，而如今PSOC^TM除了可編程這一特色之外，還有包括AI、互聯(lián)、實時控制在內(nèi)的多個標簽，擴展了PSOCTM的應用邊界同時，也放大了可編程概念。”Steve說道。

MCU在中國

談到中國，這也是令Steve最為興奮的市場。近年來，中國MCU市場競爭日趨激烈，這里的競爭者不止是與英飛凌進行著全球競爭，同樣還有很多來自本土的友商。在Steve看來，只有競爭才能產(chǎn)生創(chuàng)新，產(chǎn)生新的機會、產(chǎn)品和應用。   

“中國的創(chuàng)新需求給了我們很多啟發(fā)，這也是我們定義PSOC^TM Control和PSOC^TM Edge的基礎(chǔ)之一。”Steve舉例道，比如PSOC^TM Control中更高分辨率、更多通道的PWM，更高性能的模擬外設(shè)，諸如這類需求，很大程度考慮到了中國客戶的意見。

Steve介紹道，英飛凌在中國有強大的本土團隊，包括市場、FAE、設(shè)計、軟硬件應用支持、銷售等團隊，在緊密的配合下，深入走訪客戶，了解客戶的真正需求，把市場需求消化成技術(shù)需求，再到最終的產(chǎn)品需求，從而最終贏得本土客戶。

同時，英飛凌也在不遺余力的支持本土生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，例如英飛凌一直和RT-Thread圍繞開發(fā)板、操作系統(tǒng)、市場營銷等多方面進行合作。

積極擁抱新的開發(fā)方法

如今MCU越來越擁抱開源生態(tài)，這非常有利于嵌入式的發(fā)展。英飛凌也在積極擴展在開源方面的貢獻，GitHub上面，英飛凌共有1700個repositories，也證明了公司對于開源的積極態(tài)度。另外，作為銀牌贊助商，英飛凌一直在支持Zyphyr，并推出了多款支持Zyphyr的產(chǎn)品和開發(fā)板。

開放開源的開發(fā)模式在開發(fā)速度、安全性、開發(fā)工具、靈活性以及生產(chǎn)力方面都具有多種好處，這意味著公司可以專注于為產(chǎn)品帶來的價值，而花更少的時間在應用程序的常規(guī)功能上。“無論是大公司還是電子愛好者，都可以利用開源提升效率。”Steve表示。

AI開發(fā)同樣是最近的熱門話題，既有LLM（大語言模型）加速嵌入式編程，另外還有利用機器學習和模型對采集的數(shù)據(jù)進行訓練及部署，從而簡化開發(fā)流程，并提高了產(chǎn)品的判斷準確性和效率。   

Steve介紹道，2023年，英飛凌收購了嵌入式機器學習和人工智能供應商Imagimob，并于2024年推出了邊緣AI軟件解決方案品牌DEEPCRAFT^TM，DEEPCRAFT^TM包括DEEPCRAFT^TM Studio和DEEPCRAFT^TM 成熟模型兩部分，與ModusToolbox^TM一起，一站式完成數(shù)據(jù)采集及預處理、模型訓練、優(yōu)化以及部署的全過程。英飛凌提供了多種開箱即用的模型，最新的模型包括聲源方向檢測模型、表面檢測模型、工廠報警檢測模型、手勢檢測模型、跌倒探測模型等等，且支持的模型一直在持續(xù)更新。

另外，隨著AI的應用越來越廣，數(shù)據(jù)和模型的安全性正在成為挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)和模型都應該得到有效保護。英飛凌新型PSOC^TM Edge E8x MCU產(chǎn)品系列的設(shè)計成為了首家達到嵌入式安全框架——平臺安全架構(gòu)認證（PSA Certified）計劃中的最高認證級別——級別4，為了滿足PSA 4級的認證要求，所有PSOC^TM Edge E8x微控制器均采用具有安全啟動、密鑰存儲和加密操作功能的片上硬件隔離飛地。

從MPU過渡到MCU

Steve表示，如今MCU的性能越來越高，也會取代部分MPU的負載工作。“相對MPU，MCU在價格、功耗、集成度、開發(fā)門檻、散熱、啟動時間、系統(tǒng)設(shè)計門檻等等方面都比MPU更好。”Steve說道，“隨著MCU在邊緣AI上面的性能越來越強大，這種融合也將會持續(xù)。”             

如圖所示，英飛凌最新的PSOC^TM Edge可以應用于多種AI應用，包括活動、聲音及語言識別，以及圖像識別等。

相比MPU，MCU的系統(tǒng)在內(nèi)存和功耗上的開銷都更低，比如功耗上可節(jié)約200倍，以及一半的BOM成本，可以輕松實現(xiàn)電池供電產(chǎn)品的長續(xù)航和緊湊型的外觀設(shè)計。

Steve認為，隨著協(xié)處理器等加速器廣泛應用在產(chǎn)品中，未來邊緣AI處理器的性能評判標準不能僅以MHz或者DMIPS等評判，比如PSOC^TM Edge其運行頻率只有400MHz，但在AI推理方面的性能可能與2GHz的MPU相當。

PSOC^TM Multi-Sense的創(chuàng)新

PSOC^TM在專用市場的一個突出實例是其搭載CAPSENSETM電容觸摸技術(shù)的MCU，迄今已經(jīng)出貨超60億顆，市占率一直位于第一，目前CAPSENSETM技術(shù)已經(jīng)迭代到了第五代。

Steve強調(diào)，競爭對手也有一些類似的產(chǎn)品，但英飛凌始終堅持不斷收集客戶的信息反饋，不斷迭代IP與技術(shù)，結(jié)合客戶的場景需求進行開發(fā)升級，這也英飛凌CAPSENSE^TM的制勝之道。   

目前，觸控人機交互（HMI）應用有很多新的需求。Steve列舉了幾個新需求，諸如水下觸摸、懸浮觸摸、金屬觸摸等等，這些都是PSOC^TM Multi-Sense的目標市場。Multi-Sense顧名思義，支持了多種傳感技術(shù)，包括第五代CAPSENSE^TM，電感檢測甚至是最新的液位檢測等，滿足客戶豐富的應用需求。

全新的Multi-Sense融合了英飛凌的多項創(chuàng)新。在電容觸摸方面，集成了第五代CAPSENSE^TM IP，相比上代產(chǎn)品提供了10倍信噪比提升。更高信噪比意味著產(chǎn)品的魯棒性，也使得其支持懸浮觸控技術(shù)，該技術(shù)無需傳統(tǒng)按鍵設(shè)計中的彈簧，可簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計，提升良率并減少加工復雜度。

如圖所示，支持懸浮技術(shù)后，觸控表面和PCB之間不再需要彈簧和導電泡棉即可實現(xiàn)按鍵功能。

另外最新的電感觸控可以支持純金屬表面的HMI，傳統(tǒng)的電感觸控方案采用的是LC觸控方式，電路非常敏感，不適合量產(chǎn)，英飛凌采用了反激式的傳感架構(gòu)，從而使測量過程更加可靠，使電感觸摸檢測具有可制造性的商業(yè)價值，這使得電感觸摸技術(shù)可以進入主流及新興應用中，包括水下相機或可穿戴設(shè)備的防水觸摸、冰箱金屬表面觸控、另外還支持壓力檢測和位置檢測等。 

Multi-Sense技術(shù)還為英飛凌開拓了液位檢測新市場，可應用在諸如咖啡壺、家電中的水箱以及洗衣機水位檢測等場景中。英飛凌的液位檢測技術(shù)具有獨特優(yōu)勢，無需接觸就能進行檢測，而且可以適應各類特殊容器形狀，對液體中的泡沫、霧氣、液體殘留物、溫度和其他環(huán)境條件適應力強。

英飛凌液位傳感方案特點一覽

這一切得益于英飛凌的傳感器設(shè)計軟件解決方案，該套件集成在ModusToolbox^TM內(nèi)部，提供了開箱即用的機器學習模型，開發(fā)者可以直接將數(shù)據(jù)導入，即可快速開發(fā)出精準的液位檢測算法模型。另外英飛凌還提供了一系列配套的文檔，包括按鈕的制作，PCB參考等等，加速客戶開發(fā)新的按鈕方案。  

Multi-Sense還引入了“Always-On”技術(shù)，內(nèi)置了狀態(tài)機模塊，可脫離CPU獨立自主工作，從而傳感處理的功耗降低了10倍，非常適合便攜類、可穿戴等設(shè)備應用。

“未來HMI的創(chuàng)新會有很多，不只是觸控，隨著語音和圖像等AI技術(shù)的進入，這幾類產(chǎn)品將實現(xiàn)有機互補。”Steve說道，“比如我們很多家電客戶，在有觸控的同時也有語音交互功能。”

總結(jié)

無論是對PSOC^TM Edge、PSOC^TM Multi-Sense還是更廣闊的MCU產(chǎn)品組合而言，不斷根據(jù)應用的創(chuàng)新需求迭代產(chǎn)品和技術(shù)，提供一站式軟硬件系統(tǒng)級開發(fā)和量產(chǎn)支持，更廣闊的產(chǎn)品組合，這些要素共同促成了英飛凌霸榜MCU市場。

為客戶帶來從產(chǎn)品到系統(tǒng)的價值，是英飛凌一直以來的承諾。MCU作為系統(tǒng)中的核心，正在發(fā)揮著最重要的價值，是系統(tǒng)低功耗、高性能、高可靠性的關(guān)鍵。通過對于客戶系統(tǒng)的深入了解，不僅有助于開發(fā)最合適的MCU，還能夠充分發(fā)揮其他包括功率器件、傳感器、電源管理相關(guān)產(chǎn)品的最佳性能。這種相輔相成的關(guān)系是如今半導體開發(fā)的基本邏輯與策略，更是英飛凌的關(guān)鍵優(yōu)勢。