riscv32的应用将集中于嵌入式和iot,在这个领域,未来risc-v和arm将同行竞争,甚至于融合发展。笔者希望能通过一些故事,带来riscv32发展路径的一点点启示。
关于mcu市场
根据2018年的 ihs markit 统计数据来看,arm cortex 内核的mcu市场份额基本上被国外企业所占据,国内只有兆易创新市场占比达到了9.4%,其他国内厂商市场占比相对很小。此外,st和nxp两家国外企业在国内市场占比超过了72%。在国内众多家mcu企业中,能够提供32位通用mcu产品的厂商主要包括兆易创新、东软载波、芯海科技、灵动微电子、北京君正、晟矽微电、贝特莱、复旦微、华大半导体、航顺等芯片企业。
mcu市场本身是一个高度碎片化市场,应用场景极其丰富多样,许多应用甚至于原厂完全搞不清楚。以兆易创新为例,gd32系列拥有320余款产品型号、22个产品系列、11种不同封装类型,客户数量超过1万家。而st、nxp等国际知名企业的型号则更多。
小清新的故事是全志科技集团旗下的芯之联科技在2017年推出的无线mcu(xr871),在2018年爆发的单一儿童故事机市场取得了不俗的成绩,2019年的月均出货量可能达到3kk。
总体看来,这个市场目前几乎被arm cortex-m系列覆盖,那么riscv32的出路在哪里?下面我先分享一个关于国产8位mcu的崛起的故事。
关于stc的故事
我在很早前就认识姚永平(stc南通国芯微电子/宏晶科技创始人),记忆比较深刻的是和他一起午餐,中间接了n个电话,不是谈生意,而是解答一些工程师的技术问题。芯片datasheet上的技术支持就是他个人的手机号码,公司的官网大家吐槽成芯片行业的泥石流。
这段采访记录交代了一些背景(摘录自互联网):“我的创业也是逼出来的。1997年我在南京做研发,公司做不下去了,我被恩师林博士卖猪仔卖到深圳美商amlogic(晶晨半导体),用8032cpu和dsp做vcd,再后来帮zoran做全球第一款超级vcd。再后zoran进中国把我们挖了成立他们的研发团队。再后来无处安身的我后来只好自己出来创业用8032cpu做单片机。”
当时的单片机市场几乎被winbond、atmel、sst等几家知名企业占据,在这个背景下,一家初创的8051中国公司居然创造了当时的奇迹,据说一度占领了全球市场的80%以上。然而,在2000年前后,8051的通用芯片设计并不是一件难事。究其成功的一些原因大致如下:
微创新:内核速度的提升(单clock指令周期,传统单片机是8个clock一个指令周期),以及进行了一些集成式的微创新,例如自带内部复位,内部rc震荡器时钟,高速spi,adc。
抓住了片上flash的发展机遇,同时isp(in-system programming)让开发者从开发、烧录到批量变得简单。
抗干扰性莫名其妙地强(自述),在各种环境下拥有很强的适应力。
采用较好的制程,在成本上获得了优势,这与一些知名企业在8bit mcu方向停止继续的技术投入可能有关。
自己设计没有license和royalty,在传统市场任何成本优势都是弥足珍贵的。
号称最强的加密技术,记得还搞过20万悬赏破解。
受益于90年代高校各专业开设51单片机课程,培养了大量单片机工程师,此时刚好毕业或走上工作岗位。同时免费赠送加低价消失了大量的isp编程器和小开发板。
然而,stc却没有能走得更远,始终停留在这个产品层面。2012年前后嵌入式单片机进入到了32位时代,在这个过程里nxp,ti,st的发展策略和市场此起彼伏的故事,值得我们未来再次深入探讨。
总体而言,我认为在低成本的通用mcu市场,微创新和成本控制显得弥足珍贵;重视应用开发者的诉求,这对于mcu的应用市场开拓起到了非常重要的作用;而没有生态的支持,一家公司也将会被锁定在了它擅长的空间。
riscv32的几点商业落地建议
32位通用mcu,是一个传统的单调市场,对价格敏感性极高。
短期而言,深挖行业市场需求:
关注传统家电巨头的芯片定制设计化需求。
关注智能硬件的创新趋势,快速切入和迭代抢占未来市场。
围绕应用需求进行soc的集成创新,使得用户获得pcba级的综合性成本优势和性能极致发挥。例如满足物联网应用的无线技术集成,新能源方向的电源管理技术集成等,以及马达驱动等方向。
长期而言,与生态协同发展。
关注物联网端侧智能的趋势,与物联网技术、传感器技术、轻量级ai算法进行融合发展,这个方向将大有作为。
重视开发者、爱好者、学生的人才培养,与院校进行合作。
硬件必须经由软件才能发挥出性能和应用想象力,要能充分发挥应用工程师的创造力必须建设一个开发者生态。开发板和开源硬件相关配套硬件是这个生态的基础建设。
单独的riscv32 ip授权生意机会不大,每家soc设计公司自身都将会具备有riscv32的研发能力。
关注差异化和专业化方向:超低功耗,超小封装,复杂工业环境,物联网加密技术等。
rvboards即将发布“樱桃”
rvboards与时擎科技深度合作,即将发布“perf-a.樱桃”开源硬件。目标是为应用开发者提供一个软硬件结合的嵌入式智能开源平台,推动risc-v+ai在物联网端侧和智能硬件领域的应用创新。
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