国内超低功耗MCU赛道迎“黄金时代”中科芯蕊在行动
编辑：[db:作者] 时间：2024-08-25 01:58:40
然而弘大市场背后，物联网设备电池续航韶光却逐渐成为制约利用电池供电的物联网产品发展的问题，有限的电池容量很难知足消费者日渐增长的续航需求，如何在电池容量有限的情形下提高设备的续航能力？显然，低功耗成为厂商们无可避免的话题，而要想办理功耗问题，就必须先从芯片上入手。
面向未来弘大的物联网节点运用需求，超低功耗MCU开始受到越来越多的关注，中科芯蕊在内的浩瀚海内MCU厂商紧抓机遇，酝酿一波新变局。
一贯以来，低功耗是物联网发展过程中无法避开的技能话题，系统功耗是物联网支配的紧张考虑成分之一，缘故原由在于当前物联网终端节点大部分采取电池供电，而MCU作为掌握全体物联网节点的核心器件，其能耗水平决定了物联网节点的整体功耗特性，毫无疑问，低功耗自然也成为MCU的主要指标。随着物联网类运用逐渐走入工业和消费领域，对MCU的低功耗和集成度都提出了更高的哀求。无论是消费电子还是可穿着设备，只假如用电池供电的物联网终端对低功耗都有严格的哀求，并且产品的续航能力还与消费者体验息息相关，电子系统的能耗越大，产品的续航能力越差，消费者的体验越糟糕，反之，能耗越小，消费者体验也会有所提升。即便在非消费类领域，大规模支配的物联网节点也须要面临着高昂的掩护本钱，由于电池的供电能力无法坚持全体产品生命周期，大部分产品须要人工改换电池进行掩护，物联网节点的大量支配存在空间布局不规则的特性，这给掩护带来了巨大的本钱压力。在数量巨大的物联网运用的倒逼下，超低功耗毋庸置疑成为了MCU的核心竞争力。国际MCU巨子意法半导体、瑞萨半导体等也皆在积极布局超低功耗领域。而2019年景立的北京中科芯蕊科技有限公司（以下简称“中科芯蕊”）可以说是近两年国产超低功耗MCU领域一颗冉冉升起的新星，产品面向物联网、可穿着电子、人工智能等领域，供应超低功耗芯片及办理方案，拥有多项超低功耗集成电路设计技能“黑科技”。在成立两年的韶光里，中科芯蕊先后推出了超低功耗MCU、实时时钟、低功耗语音旗子暗记处理器、旗子暗记调理等系列产品，产品功耗性能指标处于国际领先水平。个中，XRM32UL051是北京中科芯蕊开拓的32位基于ARM Cortex-M0+的超低功耗MCU芯片，最高事情频率可达48MHz，支持最高达64KB程序空间以及18KB SRAM存储空间。据先容，该产品还支持丰富的外设资源，事情电压在2.0V-3.6V之间，事情温度范围为-40℃~+85℃，可以供应多种封装形式，知足不同运用的需求。除此之外，XRM32UL051采取独特的亚阈值技能和异步电路技能，支持运行(ACTIVE)、就寝(SLEEP)、停滞(STOP)、待机(STANDBY)等多种低功耗模式。在各种事情模式下，均具有精良的功耗指标，详细来看，产品运行模式功耗为20uA/MHz，停滞模式功耗0.7uA ，功耗仅为市场同类产品的1/4~1/5。极低的能耗在实现空想的电池续航能力的同时，更能被广泛运用于物联网、人工智能、可穿着电子等领域。众所周知，业内不同的微掌握器、微处理器厂商的产品各不相同，因此很难对产品进行标准化的评估。为了能更好的评价低功耗MCU的功耗特性，嵌入衰落处理器基准协会（EEMBC）与各大MCU厂商联手推出了ULPMark，通过同一套算法和相同的电流测试板，对各家产品进行标准化的评估。作为超低功耗MCU威信标准，ULPMark对中科芯蕊超低功耗技能给予了肯定。目前，中科芯蕊XRM32UL051已通过了ULPMark的评测，评测得分高达到451分，在同等内核中排名环球第一。国际上的认可离不开中科芯蕊强劲的技能实力和卓越的研发团队。一样平常来说，亚阈值电路设计是超低功耗MCU设计的必由之路，由于它可以将芯片的事情电压降落到晶体管阈值附近，进而降落静态泄电和动态功耗。众所周知，MCU功耗一样平常分为静态泄电和动态功耗两部分，在静态泄电部分，为了减小泄电，可以做的是减小电源电压，以及利用低泄电的标准单元设计。在动态功耗部分，可以减小电源电压或者降落电路无效翻转来降落功耗。而中科芯蕊在超低功耗集成电路设计技能路线上，有别于传统技能路线，不仅采取上述所提到的亚阈值芯片设计技能，还利用异步电路设计技能。异步电路技能，即采取事宜触发的办法进行事情，能够彻底肃清电路中的无效翻转。更主要的是，异步电路技能能够有效办理亚阈值技能面临的时序难题，更加有效的发挥亚阈值技能的功耗优化效果。通过当前最为前辈的两项超低功耗技能的结合，中科芯蕊独立开拓了席卷底层IP库、设计流程、系统架构等多层级的STAS超低功耗设计平台，基于这一平台开拓的产品实现“1+1>2”的优化效果。而这两种核心技能是中科芯蕊团队在国家重大项目的支持下，经历了十余年的技能积累，形成了具有自主知识产权的独特的超低功耗芯片设计方法。据先容，中科芯蕊是由中国科学院微电子研究所孵化的高科技企业，是海内研究超低功耗设计方法和技能最早的团队，干系的技能研发得到了国家高技能研究发展操持（863操持）、国家科技重大专项（01、02专项）、中国科学院知识创新工程重大项目、中国科学院计策性先导科技专项的支持，逐步形成了成熟完善的全新超低功耗电路设计技能体系。此外，其研发团队曾为海内集成电路设计领域龙头企业设计了海内首款亚阈值处理器，各项技能指标实现了海内“零的打破”。强大的硬实力不仅让中科芯蕊夺得MCU低功耗榜单的第一名，还得到了中国科学院科技做事网络操持（STS）双创勾引项目支持以及中关村落高新技能企业、北京市海淀区胚芽企业的称号和资质。今年，中科芯蕊XRM32UL051更是在第十六届“中国芯”精良产品征集活动中荣获“芯火新锐产品”奖，这也解释了其超低功耗产品已经得到了海内家当的认可。从当前技能发展趋势来看，未来物联网生态系统、消费电子等对低功耗MCU的需求将不断增加，换句话说，超低功耗MCU市场将迎来快速增长。据MarketsandMarkets数据显示，超低功耗微掌握器市场规模2019年为44亿美元，到2024年将增长到129亿美元，年复合增长率(CAGR)为24.1%。面对终端市场对产品功耗不断加强的需求，以技能领先为突出特点的中科芯蕊，将连续通过技能打破实现卓越性能，打造技能壁垒。针对部分物联网运用处景对边缘打算的需求越来越多，传统的MCU无法搪塞这类运算需求，中科芯蕊操持推出采取RISC-V内核+AI引擎的轻量级AIoT类处理器。同时，为了丰富产品线应对更多运用处景，中科芯蕊后续会推出更多内核的通用型超低功耗MCU。此外，中科芯蕊还将推出面向医疗、能源计量行业运用的定制型超低功耗MCU，进一步提高客户产品的市场竞争力。除了搭建技能领域的壁垒，中科芯蕊对知识产权保护也将提出更高的哀求。由于采取了创新性的亚阈值芯片设计技能与异步电路设计技能的技能路线，目前，中科芯蕊在干系领域申请发明专利近30项。据先容，在发展初期，中科芯蕊侧重对核心技能点进行专利布局，未来将采取以面代点的办法进行专利支配，力求在多个特色领域形成相互联系的专利组和专利池，估量在2024年拥有核心发明专利超过50项，构建全面保护创新技能的知识产权保护体系。随着终端创新性产品的不断呈现，中科芯蕊作为超低功耗技能的领导者，将连续“开疆扩土”，持续加大研发和生产投入，不断拓宽产品线，丰富产品运用处景。当前中国MCU市场空间广阔，摩根士丹利的亚太大中华区半导体家当研究团队认为中国的MCU本土化企业生产需求增长率将大幅提升，从2017至2020年的年均5%，加速以20-25%的年均增长率至2025年。在疫情、环球“缺芯”危急以及地缘政治摩擦之下，国产化或将成为刚需，而中国MCU市场也将迎来新的迁移转变点，超低功耗MCU也不例外。意法半导体部门副总裁、微掌握器奇迹部总经理Ricardo de Sa Earp曾表示：“在过去的五年中，ST微掌握器环球份额险些翻了一倍，STM32超低功耗微掌握器出货量迄今超过20亿。ST在超低功耗微掌握器种别具有很强的上风，并霸占约25%的市场份额。”由此可推测环球超低功耗微掌握器市场在100亿以上。由此可见，海内低功耗MCU赛道有望迎来“黄金时期”。广阔市场空间背后，是“可期”的技能发展，期待中科芯蕊在超低功耗领域闯出更大的一片天。本日是《半导体行业不雅观察》为您分享的第2901内容，欢迎关注。
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