在各個(gè)半導(dǎo)體元器件品類上,越來越來多的本土廠商躋身全球頭部陣營。
在MCU領(lǐng)域,兆易創(chuàng)新就是典型的代表。根據(jù)Omdia統(tǒng)計(jì),2024年上半年,兆易創(chuàng)新MCU營收排名全球第十位。在經(jīng)歷過前些年MCU市場的潮起潮落后,兆易創(chuàng)新憑借豐富的產(chǎn)品矩陣、卓越的市場洞察力,已然成為本土市場的重要引領(lǐng)者。
本文將著重梳理兆易創(chuàng)新的MCU產(chǎn)品線,希望可以給行業(yè)相關(guān)人士帶來有價(jià)值的參考。
何謂,全面布局?
截至2024年末,兆易創(chuàng)新GD32 MCU已成功量產(chǎn)63個(gè)產(chǎn)品系列、超700款MCU產(chǎn)品供市場選擇,在本土廠商中遙遙領(lǐng)先。作為對(duì)比,截至發(fā)稿前,筆者統(tǒng)計(jì)了意法半導(dǎo)體的MCU的數(shù)量共計(jì)1877款,其中包括1500款32位MCU、118款安全MCU、124款汽車MCU、135款8位MCU。
本土MCU廠商雖然“后發(fā)”,但是成長速度驚人,超700款 VS 1877款,已然有挑戰(zhàn)巨頭的底氣,而且兆易創(chuàng)新MCU產(chǎn)品還在以每年百余款的速度擴(kuò)張。
兆易創(chuàng)新的MCU產(chǎn)品主要以32位通用為主,采用Arm?Cortex-M23、Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M33、Cortex-M7和RISC-V等內(nèi)核,并以M3及M4內(nèi)核產(chǎn)品為主(總計(jì)44個(gè)產(chǎn)品系列)。目前,消費(fèi)和工業(yè)市場是其MCU產(chǎn)品前兩大營收貢獻(xiàn)領(lǐng)域。其MCU產(chǎn)品覆蓋110nm、55nm、40nm、22nm工藝制程,實(shí)現(xiàn)了對(duì)高性能、主流型、入門級(jí)、低功耗、無線、車規(guī)、專用產(chǎn)品的全面布局。
數(shù)據(jù)來源:兆易創(chuàng)新公司官網(wǎng)
高性能MCU:包含6條產(chǎn)品線、22個(gè)產(chǎn)品系列、217款產(chǎn)品(數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來源公司官網(wǎng),下同)。產(chǎn)品主要采用Arm Cortex-M3、M4、M33、M7內(nèi)核,相應(yīng)產(chǎn)品分別有27、93、67、30款,最高主頻主要集中在120-600MHz,面向工業(yè)自動(dòng)化、光伏儲(chǔ)能、圖形顯示、數(shù)字電源、電機(jī)控制等多元化應(yīng)用場景。
其中,GD32H7xx系列得益于超高主頻以及大存儲(chǔ)容量,可適用于機(jī)器學(xué)習(xí)和邊緣計(jì)算等諸多高端創(chuàng)新場景。其采用600MHz Arm?Cortex-M7高性能內(nèi)核,支持高達(dá)3840K Flash和1024K SARM;支持多種硬件加速,實(shí)現(xiàn)兼具高性能和低延遲的實(shí)時(shí)控制;支持多種安全機(jī)制,為通信過程的數(shù)據(jù)安全提供保障;新增了大量通用外設(shè)資源,可以為復(fù)雜運(yùn)算、多媒體技術(shù)、邊緣AI等高級(jí)創(chuàng)新應(yīng)用提供強(qiáng)大的算力支撐。
另外,GD32G5xx系列采用的是Arm Cortex-M33內(nèi)核,主頻高達(dá)216MHz,具備豐富多樣的數(shù)字模擬接口資源(4個(gè)12位ADC采樣速率高達(dá)5.3MSPS,具備高達(dá)42個(gè)通道)以及強(qiáng)化的安全性能,在功率控制方面具有顯著優(yōu)勢,適用于數(shù)字電源、充電樁、儲(chǔ)能逆變、變頻器、伺服電機(jī)、光通信等多元化場景。
主流型MCU:包含6條產(chǎn)品線、13個(gè)產(chǎn)品系列、204款產(chǎn)品。主要采用Arm Cortex-M3、M4、M33、RISC-V內(nèi)核,相應(yīng)產(chǎn)品分別有106、64、20、14款,最高主頻主要集中在100-120MHz,適用于工業(yè)控制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、消費(fèi)類和手持設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)、嵌入式模塊、人機(jī)界面、安全和報(bào)警系統(tǒng)、圖形顯示、汽車導(dǎo)航、游戲和GPS、電動(dòng)自行車、物聯(lián)網(wǎng)等多種應(yīng)用場景。
其中,GD32VF103系列是兆易創(chuàng)新2019年推出的全球首款基于RISC-V的Bumblebee處理器內(nèi)核的32位通用MCU。Bumblebee處理器內(nèi)核是由兆易創(chuàng)新與芯來科技聯(lián)合開發(fā),專為物聯(lián)網(wǎng)和超低功耗場景設(shè)計(jì)。該系列產(chǎn)品具備108MHz運(yùn)算主頻、16-128KB Flash和6-32KB SRAM緩存,支持gFlash專利技術(shù),確保高速數(shù)據(jù)訪問。
GD32F30x系列采用Arm Cortex-M4內(nèi)核,主頻高達(dá)120MHz,支持高達(dá)1024K Flash和96K SARM,能夠以更高性能、更低功耗、更方便易用的靈活性助力工控消費(fèi)、物聯(lián)網(wǎng)等市場主流應(yīng)用。
入門級(jí)MCU:包含4條產(chǎn)品線、8個(gè)產(chǎn)品系列、121款產(chǎn)品。主要采用Arm Cortex-M23、M3、M4內(nèi)核,相應(yīng)產(chǎn)品分別有53、28、40款,最高主頻主要集中在48-108MHz,適用于工業(yè)控制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、人機(jī)界面、電力監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)、消費(fèi)類和手持設(shè)備、游戲和GPS、電動(dòng)自行車等各種成本敏感的應(yīng)用場景。
其中,GD32F3x0?系列專為低成本應(yīng)用設(shè)計(jì),沿用Arm?Cortex-M4內(nèi)核,主頻高達(dá)108MHz。為客戶提供了替換或增強(qiáng)傳統(tǒng)?8?位和?16?位MCU的產(chǎn)品選擇。該產(chǎn)品系列具有更高的運(yùn)行主頻、豐富的外設(shè)資源、增強(qiáng)的性能和更低的成本,為成本敏感型應(yīng)用(如工業(yè)電機(jī)、變頻驅(qū)動(dòng)器和節(jié)能應(yīng)用)提供了經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。
低功耗MCU:包含1條產(chǎn)品線(即GD32L23x)、2個(gè)產(chǎn)品系列、26款產(chǎn)品。采用Arm Cortex-M23內(nèi)核,最高主頻為64MHz。兆易創(chuàng)新的低功耗MCU以多種運(yùn)行模式和休眠模式提供了優(yōu)異的功耗效率和優(yōu)化的處理性能,具備更加豐富的外設(shè)資源和應(yīng)用靈活性,從而為系統(tǒng)級(jí)能源效率的持續(xù)提升開辟道路,廣泛適用于工業(yè)表計(jì)、小型消費(fèi)電子設(shè)備、便攜式醫(yī)療設(shè)備、電池管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)鹊湫褪袌觥?/strong>
其中,GD32L235系列遵循了多種低功耗數(shù)字設(shè)計(jì)理念,采用了超低功耗工藝制程,從硬件層面降低功耗;支持包括深度睡眠(Deep-sleep)、部分睡眠(Sleep)和待機(jī)(Standby)等六種低功耗模式。在Deep-sleep模式下,電流降至1.8uA,喚醒時(shí)間低于2uS;Standby模式電流更是低至0.26uA。即使在最高主頻全速工作模式下,其功耗也僅為66uA/MHz,實(shí)現(xiàn)了效能和功耗間的卓越平衡。
車規(guī)MCU:包含4條產(chǎn)品線、8個(gè)產(chǎn)品系列、54款產(chǎn)品。采用Arm Cortex-M4、M33、M7內(nèi)核,相應(yīng)產(chǎn)品分別有8、22、24款,最高主頻主要集中在100-240MHz,以均衡的處理性能、豐富的外設(shè)接口和增強(qiáng)的安全等級(jí),為車身控制、車用照明、智能座艙、輔助駕駛及電機(jī)電源等多種電氣化車用場景提供主流開發(fā)之選。
其中,GD32A7xx系列車規(guī)級(jí)MCU采用了高性能Arm Cortex-M7內(nèi)核,主頻高達(dá)160MHz,集成了優(yōu)異的性能、增強(qiáng)的安全升級(jí)、豐富的外設(shè)接口,全面適用于車身域控、車身控制、電池管理、車載充電機(jī)、T-BOX、底盤應(yīng)用、車燈控制、DC-DC等多種電氣化車用場景。
據(jù)悉,未來兆易創(chuàng)新車規(guī)級(jí)MCU將重點(diǎn)面向集中式電子電氣架構(gòu)中域控制器要求而開發(fā)。
無線MCU:包含2條產(chǎn)品線、2個(gè)產(chǎn)品系列、12款產(chǎn)品。采用Cortex-M33、RISC-V內(nèi)核,相應(yīng)產(chǎn)品分別有4、8款,最高主頻分別為180MHz、160MHz。GD32無線MCU提供先進(jìn)的射頻性能、強(qiáng)化的安全機(jī)制、大容量存儲(chǔ)資源以及豐富的通用接口,結(jié)合成熟的工藝平臺(tái)及優(yōu)化的成本控制,為需要高效無線傳輸的市場應(yīng)用持續(xù)提供解決方案。
其中,GD32VW553系列支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙LE 5.2無線連接協(xié)議。憑借其邊緣處理和連接特性,廣泛適用于各種無線應(yīng)用場景,包括家電、智能家居、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)關(guān)。該系列MCU也非常適合預(yù)算受限的場景,如辦公設(shè)備、支付終端和各種物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。
兆易創(chuàng)新還提供無線模組系列,提供不同尺寸大小、寬溫范圍、大容量存儲(chǔ)資源、豐富的GPIO、板載PCB天線或外部天線連接器等選項(xiàng),適用智能家居、智能樓宇、辦公設(shè)備和消費(fèi)電子等各類無線連接場景。
專用MCU:包含4條產(chǎn)品線、4個(gè)產(chǎn)品系列、54款產(chǎn)品。采用Cortex-M23、M4、M33內(nèi)核,相應(yīng)產(chǎn)品分別有6、4、2款,最高主頻在72-168MHz,針對(duì)不同的細(xì)分應(yīng)用推出了相應(yīng)的產(chǎn)品系列,包括光模塊系列、指紋識(shí)別系列、打印機(jī)系列等。
其中,GD32E501系列增強(qiáng)型MCU產(chǎn)品,強(qiáng)化與GD32E232系列產(chǎn)品的無縫升級(jí)并形成組合,以匹配光網(wǎng)絡(luò)各種傳輸速率和應(yīng)用場景,全面覆蓋光纖路由器、交換機(jī)、5G傳輸、數(shù)據(jù)中心、云服務(wù)器等各類光模塊市場的數(shù)據(jù)處理和監(jiān)測需求;GD32FFPR系列是指紋識(shí)別系列專用MCU;GD32EPRT系列支持SQPI控制器,用于連接到具有串行、兩線和四線并行接口的 SQPI閃存和SQPI PSRAM等內(nèi)存外設(shè)。
立體化的生態(tài)系統(tǒng)
當(dāng)工程師熟悉并依賴一個(gè)MCU的生態(tài)系統(tǒng)時(shí),則更傾向于繼續(xù)使用該MCU,而不是冒險(xiǎn)更換到其他品牌。一個(gè)完善的生態(tài)系統(tǒng)可以極大地提升MCU的市場競爭力、用戶粘性和應(yīng)用范圍。近年來,兆易創(chuàng)新在持續(xù)豐富自身MCU產(chǎn)品的同時(shí),圍繞MCU構(gòu)建了立體化的生態(tài)系統(tǒng)。
官方工具。GD32 MCU廣泛支持FreeRTOS,為嵌入式開發(fā)者提供了一個(gè)輕量級(jí)、開源且高效的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)解決方案,兆易創(chuàng)新自研的GD32 Eclipse IDE和GD32 All-In-One Programmer,全面適配Arm KEIL、IAR、SEGGER等主流嵌入式開發(fā)工具,為用戶提供便捷高效的開發(fā)環(huán)境。配套的GD-Link調(diào)試器支持SWD/JTAG雙模調(diào)試,即插即用,提供流暢的調(diào)試體驗(yàn),并且與多家燒錄廠有深入合作,為用戶提供多種燒錄調(diào)試等選擇。
聯(lián)合全球合作廠商,推出了多種集成開發(fā)環(huán)境IDE、開發(fā)套件EVB、圖形顯示GUI、安全組件、嵌入式AI、操作系統(tǒng)和云連接方案。如IAR Embedded Workbench for Arm是一款強(qiáng)大的開發(fā)工具,為GD32H7系列MCU提供了全面的支持,包含高度優(yōu)化的編譯器和先進(jìn)的調(diào)試功能;映時(shí)科技H7 Mini開發(fā)板助力GD32H7系列MCU應(yīng)用普及;大量合作廠商提供工程開發(fā)和批量生產(chǎn)的通用編程器;攜手阿里巴巴、Amazon AWS、微軟等云廠商共建云平臺(tái)等。
針對(duì)高端應(yīng)用場景,兆易創(chuàng)新還聯(lián)合第三方資源,提供涵蓋信號(hào)處理、電機(jī)控制、圖形顯示、語音識(shí)別以及邊緣AI代碼的算法和中間件支持,助力更多創(chuàng)新應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。
開發(fā)者支持。GD32 MCU開發(fā)工具提供MCU各個(gè)產(chǎn)品系列的數(shù)據(jù)手冊(cè)和軟硬件配套資料,并提供全系列的全功能評(píng)估板和入門學(xué)習(xí)板,開發(fā)者可在GD32 MCU開發(fā)工具技術(shù)網(wǎng)站下載對(duì)應(yīng)的程序代碼庫,測試芯片所有外設(shè)的功能,同時(shí)可以快速便捷地修改示例代碼,并構(gòu)建新項(xiàng)目的軟件開發(fā);此外,GD32 MCU開發(fā)工具技術(shù)網(wǎng)站還提供了一系列的在線視頻教程,可供開發(fā)者在線學(xué)習(xí)。
GD32大學(xué)計(jì)劃。通過聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、合作開發(fā)教育產(chǎn)品,兆易創(chuàng)新特色雙創(chuàng)平臺(tái),共同舉辦設(shè)計(jì)競賽等方式為教育者提供一個(gè)交流的平臺(tái)并共建開發(fā)系統(tǒng),幫助師生和科研工作者掌握GD32 MCU相關(guān)的先進(jìn)技術(shù),以及實(shí)現(xiàn)教育資源的優(yōu)勢互補(bǔ)和共享,推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作與協(xié)同創(chuàng)新。
寫在最后
兆易創(chuàng)新自2013年推出了其首顆32位MCU,經(jīng)過十余年的發(fā)展,憑借快速擴(kuò)張的產(chǎn)品矩陣和持續(xù)優(yōu)化的生態(tài)布局,已經(jīng)完成從“邊緣跟隨”到“高端卡位”的躍遷。
2025年6月19日,兆易創(chuàng)新向港交所遞交上市申請(qǐng)。此次赴港上市,將深化公司全球化戰(zhàn)略布局,加快海外業(yè)務(wù)發(fā)展,提升公司國際化品牌形象。
未來,隨著技術(shù)的持續(xù)突破和市場的進(jìn)一步拓展,兆易創(chuàng)新將在全球MCU市場中占據(jù)更重要的地位,成為國際巨頭的有力競爭者。