受到Covid-19病毒對全球經濟的影響，全球MCU市場遭受巨大沖擊，供需失衡，MCU產品交貨期嚴重延期。MCU正常交貨期在8周左右，但是近期英飛凌、NXP、ST、瑞薩等在內的國際MCU大廠的交期均已延長30周左右，甚至超過40周以上。同時先后發布漲價通知。在此情況下，MCU現貨市場炒貨現象嚴重，現貨價格基本翻幾倍。

據有關研究機構統計，2019年全球MCU整體市場規模為164億美元，預計2019-2024年的年復合增長率（CAGR）為6%。MCU應用主要集中在汽車電子、工控/醫療、計算機網絡和消費電子等領域根據IC Insights預測，2022年全球MCU銷售額將達到240億美元。

MCU國內需求巨大，國外大廠壟斷高端市場

中國MCU應用市場主要集中在家電/消費電子、計算機網絡和通信、汽車電子、智能卡，以及和工控/醫療等領域。據IHS數據統計，中國 MCU 市場年平均復合增長率（CAGR）為7.2%，是同期全球MCU市場增長率的4倍，2022年中國MCU市場規模達到319.3億元人民幣。其中汽車電子和工業控制應用對MCU的需求增長是最快的，預期到2023年工業/醫療電子的市場份額將趕上消費電子，達到92億元人民幣。

目前國內MCU廠商主要在消費電子、智能卡和水電煤氣儀表等中低端應用領域競爭，但在工業控制、汽車電子和物聯網市場潛力大且利潤比較高的領域，都被國外的MCU廠商壟斷。國內MCU市場份額前十名都被國外企業所占據。其中，主流的32位MCU市場規模80％由瑞薩、恩智浦、ST、英飛凌、德州儀器瓜分，國產比例甚至不足10％，極不均衡。

OpenCPU結構能否解決燃眉之急？

在此以物聯網為例，近年來，在政策、技術、市場的多重利好驅動下，我國物聯網產業發展迅猛，物聯網應用迅速向各行各業滲透，帶動物聯網終端設備數量呈幾何增長。據IoT analtytics的數據統計，2020年全球IoT連接（例如聯網的汽車、智能家居設備、聯網的工業設備）數量將首次超過非IoT 連接（智能手機、筆記本電腦和計算機）。全球217 億個活動連接的設備中，有117 億（或54％）將是IoT設備連接。到2025年，預計將有超過300億的IoT連接，人均約4個IoT 設備。蜂窩物聯網（2G-5G）方面，愛立信預測到2025 年全球蜂窩物聯網連接數將超過50億，其中接近一半為4G/5G 高速連接。

IoT終端設備，一般包含四部分，傳感單元、處理單元、通信單元、執行單元。傳感單元主要包含各種傳感器，負責對被感知對象和物理量進行測量和數據采集。處理單元由MCU來負責，一方面對傳感器采集的數據進行計算和決策，控制執行單元執行控制動作，并與通信單元協調。通信單元由通信模組承擔，在MCU控制下，與云端或者服務端進行數據和控制指令交互，反饋執行結果等。

IoT終端大部分是傳統的雙芯架構，也就是MCU和通信模組以兩個獨立的單元存在，共同完成內部處理和外部數據交互兩個最重要的工作。

如果采用OpenCPU結構（即以模塊作為處理器的應用方式），通過應用核承擔MCU的工作，終端設計由雙芯演變成單芯。這種方式可以簡化用戶對通信應用的開發流程，精簡硬件結構設計，從而滿足客戶對成本、功耗、安全性等方面的需求。

OpenCPU方案的優勢：

l 更低的成本——無需外部處理器，以及相關的存儲器和外圍設備，降低了硬件成本

l 更少的時間周期——不進行本地通訊協議開發，縮短產品開發周期

l 更高的集成度——減小產品尺寸，減少體積，適用于一些手持設備

l 更低的能耗——去掉MCU部分的能耗，更少的中間資源占用，更高的交互效率

l 更輕松的升級——只需升級通訊模組，使得OTA升級更簡單

l 更高的產品質量——傳統家電廠商開發能力參差不齊，而模組方案商有比較強的開發能力

l 更高的安全性 ——避免近端攻擊竊取的可能，不再需要通過UART傳遞關鍵業務數據

在軟件方案的支持上，OpenCPU結構芯片支持應用層的二次開發，與多家運營商的平臺對接，并支持固件遠程升級和數據安全傳輸，可有效降低智能終端的開發成本和周期，為運營方提供更多的安全和增值解決方案。

OpenCPU及其對應的外設接口可應用的場景如下：

l 分體式煙感中網絡通信板上的MCU集成替換（UART，GPIO）

l 溫濕度采集器（I2C，SPI，GPIO）

l 資產定位跟蹤類Tracker（GPIO，UART，ADC）

l 斷路器/重合閘（GPIO）

l 家電網絡控制器（UART，GPIO）

l 燃氣表通信板（UART，GPIO）

l 水表控制板（UART，I2C，ADC，GPIO，SPI）等應用場景

國內OpenCPU芯片現狀：

1、海思Boudica150、Boudica200

2、芯翼信息的XY1100

3、杭州芯象半導體LH3200

4、中興微電子的RoseFinch7100

注：OpenCPU最初基于32位的RISC CPU設計的一個開放式計算機系統，此系統允許用戶進行部分的結構設計、模塊設計、I/O操作等，其所有的技術文檔和源碼都共享在網上公布，成了一個開源的CPU設計，所以命名為OpenCPU。OpenCPU應用到在無線通信模組上，主要是為了用戶可以共享模塊內的處理器和FLASH資源。

責任編輯：xj