成群结党玩很大 MCU厂力组IoT生态系

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Lee_ 发布于:周二, 11/29/2016 - 11:04 ,关键词:

新通讯 2016 年 12 月号 190 期《 封面故事 》
文.廖专崇

物联网的发展将带动MCU后续几年的成长契机,未来相关应用十分强调在个别系统中的垂直整合能力,所以MCU厂商必须培养平台化开发能力,从系统的角度,软硬结合打造完整的产业生态体系,并与各领域伙伴深度合作,才能够在物联网时代取得竞争优势。

微控制器(Microcontroller, MCU)过去几年面临产业成长动能不足的问题,然而,随着智慧家庭、智慧医疗、智慧工厂、智慧城市等议题发酵,带动物联网(IoT)相关应用与发展,2014年开始,MCU产业出现一波波整并风潮,延续到今年更催生半导体产业史上最大的一笔并购案,可以看出整个MCU产业都在为物联网未来几年的发展做布局。

恰巧就在台积电董事长张忠谋于2014年提出物联网为Next Big Thing的观点后,产业对前景的预期转趋乐观,发展的阴霾一扫而空。物联网装置,尤其是终端节点数量惊人,各界对市场的预测规模从20到500亿皆有,其特点包括具备控制、通讯、感测等功能,而且物联网的应用很多都是系统化架构,因此芯片供货商必须有提供整体解决方案的能力,所以厂商积极透过整并扩大产品线,并发展平台化设计能力,建构自有的产业生态系(Ecosystem)。
物联网商机无限

根据市调机构Gartner的调查指出,2016年全球物联网半导体市场规模约141亿美元,较2015年的115亿美元成长22.6%,三大应用类别包括消费性、汽车与产业应用等。而从组件类别来看,处理器、感测与通讯组件为最主要的三个组件类别,当中以处理器组件所占产值与比重最高,包括MCU、应用处理器(AP)、FPGA、微处理器(MPU)等等。

再将三大应用层面仔细拆开来看,物联网的应用五花八门,除了汽车本身的多项应用之外,还包括商用室内LED照明、联网智能玩具、智能电视、监视器、防盗标签、蓝牙耳机、智能插座、LED照明、智能电(水)表、智能手表、智能打印机、智能型烟雾感测装置、无线喇叭等。工研院IEK产业分析师范哲豪(图1)表示,物联网的应用领域广泛,很难有一家通吃的状况出现,尤其在消费性领域。


图1 工研院IEK产业分析师范哲豪表示,物联网的应用领域广泛,很难有一家通吃的状况出现,尤其在消费性领域。

未来不同应用的物联网产品外型依然强调美观与轻薄短小,可携式或终端节点依然要求省电,低价、执行速度快等特点。但是未来的物联网应用,在个别系统中又很强调垂直整合能力,所以MCU厂商必须培养平台化开发能力,从系统的角度,软硬结合打造完整的产业生态体系,提供整合性的解决方案,才可以满足客户需求。

物联网的市场到底有多大?从科技产业的发展来看,PC的市场规模约是每年2∼3亿台,智能型手机每年以十亿计,物联网终端将从20亿起跳,并朝百亿节点迈进。Mckinsey Global Institute Analysis 2015年发表报告,预测2025年物联网产业每年产值最高可能达到11兆1千亿美元。物联网不是新发明的技术,而是许多现有的软、硬件科技发展到一定高度后的集合应用。而MCU就是物联网中的关键零组件。

MCU高度发展 高度整并

MCU其实已经是一种高度成熟的技术与产品,所以因技术创新而来的产业成长动能并不多,2014年开始,MCU产业出现很明显的整并现象,透过不同方式的整并,一则强化规模,以便提供更完整的产品与服务,一则整合能力,发展平台式、系统化的设计能力,尽管目前物联网部分领域还在发展与成形当中,我们将透过观察这些厂商的布局,一窥未来产业样貌。

物联网产品从目前需求较为强劲的应用来看,有几个大趋势,即少样多量、低耗电与高效能,资策会MIC资深产业分析师兼产品经理杨正瑀(图2)表示,MCU产品种类与应用领域分散,需要特性也各不相同,很难出现独大的厂商,不同垂直应用间专业度差异很大,在不同领域会出现不同的领导厂商,厂商需要建立更多不同的技术支持能力,并保留设计与制造弹性,以因应多样化终端发展需求。


图2 资策会MIC资深产业分析师兼 产品经理杨正瑀说明,MCU产品种类与应用领域分散,需要特性也不相同。

在产业整并部分,如图3所示,这两年来透过复杂的整并过程,达成扩大市占率、取得联网/安全技术并扩及其他垂直应用市场的主要目的。其中最经典的案例莫过于2015年初恩智浦(NXP)甫以120亿美元并购飞思卡尔(Freescale),成为一拥有400亿资产、年营收超过100亿美元,并在车用与标准型MCU居领导地位的厂商。不过两家公司完成收购作业不满一年的2016年10月底,高通(Qualcomm)又以破纪录的470亿美元天价并购NXP,挟通讯领域优势变成车用解决方案前三大业者。

数据源:资策会MIC

飞索(Spansion)在2014年并购了富士通(Fujitsu)的MCU部门,又在2015年与赛普拉斯(Cypress)合并,Spansion的车用与嵌入式内存与Cypress的MCU形成产品互补,且双方客户群的整合,可以有效提升自家产品的经济规模。另外,微芯(Microchip)分别在2014年并购台湾蓝牙芯片厂创杰与2016年斥资35.6亿美元并购爱特梅尔(Atmel),成为业界少数同时提供MIPS和ARM核心MCU的厂商,并持续发展Microchip与Atmel 32bit系列产品。同时,在8bit MCU产品也是领导厂商。


图3 近年MCU产业大厂整并概况

另外,中国IC设计前三大的华大半导体宣布,旗下晶门科技以2,300万美元收购Microchip的触控技术资产,意图布局OLED触控屏幕控制器市场。瑞萨电子(Renesas Electronics)也在9月宣布以3,219亿日圆并购英特硅尔(Intersil),预计2017年6月完成并购程序,强化其电源、模拟产品在车用、航天与垂直产业应用领域的实力。

MCU厂商积极布局自有生态系

除了同业一波又一波的整并,预计未来将出现更多异业整并的状况,近期比较著名的就是今年7月ARM以320亿美元的高价被软件银行合并,一瞬间就从英商变身成日商,一般观察也是软银为了进军物联网所致。而在产业整并之外,进一步将自己的产品与技术能力扩建成完整的生态系,恐怕才是在未来物联网时代致胜的关键。

在前五大MCU厂商中,过去两年在这波风起云涌的整并潮中,显得相对低调的意法半导体(STMicroelectronics)大中华暨南亚区资深产品营销经理杨正廉(图4)表示,该公司过去几年MCU的发展策略大致稳定,一直专注在32bit产品在线,秉持着往高效能与低功耗的方向发展,近期因应物联网的兴起,也将发表新产品线。


图4 意法半导体大中华暨南亚区资深产品营销经理杨正廉指出,该公司过去几年MCU的发展策略一直专注在32bit产品上。

有鉴于物联网的发展还处于成长期,所以产业样貌尚未稳定,杨正廉强调,与客户的合作必须保持弹性与积极主动,并深入了解客户需要,ST目前的产品线就致力于提供多样化的解决方案,以因应物联网发展过程中各式需求,该公司产品线目前总共能提供700个产品组合与解决方案,并且会保持弹性,以因应产业需求与变化,过去有些应用就是公司与客户深度合作而开发出来的,如手机传感器整合控制解决方案。 过去几年在MCU市场稳定保持领先的瑞萨,面对这两年的产业变化,在宣布并购Intersil之前,也没有太多扩张的动作,台湾瑞萨电子营销事业部兼营业暨应用事业部协理王裕瑞(图5)说明,与日系企业稳健的风格有关,该公司这几年也非常关注市场趋势,但是并没有太大手笔与积极的并购动作,整并Intersil的金额与近期的其他类似案件相较,并不算太惊人之举。

瑞萨花费更多心力在建构产品发展平台上,王裕瑞强调,该公司源自多家公司整并的背景,所以产品线本来就比其他竞争对手丰富,不过在物联网的应用上,瑞萨将以32bit ARM Cortex-M系列为主,并且推出名为Synergy的开发平台,希望能协助客户解决上市时程(Time to Market)、整体拥有成本(Total Cost of ownership)与进入门坎(Barriers to Entry)等三大目标,这也是该公司长期以来发现客户最想要解决的问题。


图5 台湾瑞萨电子营销事业部兼营业暨应用事业部协理王裕瑞表示,该公司非常关注市场趋势,但是并未大举四出并购。

台湾瑞萨营销事业部泛用市场营销部主任王仲宇(图6)表示,Synergy是一个整合式平台,随附完全整合的软件、可扩充的MCU,以及统一的开发工具,可协助嵌入式系统开发人员更快推出创新物联网装置的应用产品。Synergy平台的核心是Synergy软件套件(SSP),由瑞萨审查合格、提供支持、保固并负责维护。SSP包含实时操作系统(RTOS)、中间件以及通讯协议等,且皆可透过应用程序设计界面(API)存取,让客户不必再处理一些较低阶的细节。开发人员可在API层级立即开始进行MCU软件开发,以便将资源及人力聚焦于各自产品的差异化。

瑞萨将自有核心的产品线设定在业务较稳定的客户上,在Synergy平台的推广上,王裕瑞特别强调「差异化」,物联网尤其是终端产品,如果都以Me Too的思维开发,很难获得市场或消费者的青睐,Synergy就是希望透过差异化来建立价值。

国内MCU厂夹缝中求生存

与国际大厂相较,资源较不丰富的国内业者,如新唐、盛群、义隆等,规模与外商差距较大。台湾MCU产业发展时间不算短,不过国内厂商在全球MCU产业产值合计仅约占3%,跟其他半导体应用领域相较,面对都是百倍规模的竞争对手,更需要透过策略找寻利基市场,面对未来物联网时代国际大厂积极掠食的状况,国内厂商的经营更显挑战。


图6 台湾瑞萨营销事业部泛用市场 营销部主任王仲宇表示,Synergy整合式平台可协助开发人员更快推出物联网装置应用。

近年专注在32bit MCU经营的新唐科技微控制器应用事业群副总经理林任烈(图7)指出,台湾的MCU厂商规模虽然小,但物联网市场与潜力都很大,只要深耕技术与客户,并不难找到可以发挥的领域,新唐虽然没有资源发展自有的大型开发平台包括RTOS软件,但也采用IP供货商ARM的开发资源,并提供开发工具,结合网络上的免费自由软件,提供客户开发产品时更多完整的支持服务。

透过多样化的产品组合,新唐也可以提供多达400∼500种产品组合,林任烈进一步说明,针对最近热门的无人机、车用人机接口、健康照护、智能温室、智能制造、3D打印机、无线充电等应用都推出参考设计;另外,开发平台有针对自造者(Maker)提供的开发工具包、简易的积木式开发平台、路由器平台、穿戴式产品开发平台等。并因应电子商务的发展,推出全球在线销售平台,期望打破过去产业固定的营销结构,发展更为灵活的营销模式。 台湾半导体产业过去以垂直分工闻名,但物联网时代更强调整合的能力,所以厂商必须反其道而行,与更多不同领域厂商策略合作,建立虚拟IDM的合作体系,才有与国际大厂抢占物联网新兴应用大饼,取得市场先机的可能。

扩大开发社群 提供开发板

国际大厂进军IoT除了透过并购取得关键技术、产品与市场之外,有资源的厂商还从广度—号召开发社群,以及深度—提供开发工具包(板)两个面向深入布局,像是Qualcomm就从专长的行动通讯领域,透过并购跨足局域网络与穿戴式应用,再一脚踏入汽车电子,并且号召Allseen开发社群。联发科(MTK)虽不是MCU厂商,也由应用处理器的角度投入物联网市场的发展,其推出数款LinkIt开发板,满足专业开发者早期开发需求,深耕开发社群。


图7 新唐科技微控制器应用事业群副总经理林任烈指出,物联网市场潜力很大,深耕技术与客户便能找到可以发挥的领域。

另外,包括市场较为熟知的Arduino、Raspberry Pi等业界知名的开发板,还有由国内网通厂瑞昱推出的Ameba开发板,都是近期业界锁定物联网应用的开发工具包。由于市面上超过九成的MCU都授权ARM架构,ARM也特别投入推广产业链合作,除了其原先针对MCU的Cortex-M系列核心之外,还特别因应省电与高效能产业趋势,推出ARMv8-M架构,并推广mbed RTOS,期待能在共通架构的现况下,扩大互通软件平台的整合效益。

展望未来,在已经成形且持续成长的车用、工业控制市场,国际大厂将持续角力,除扩大市场规模、提升产品应用范畴之外,在未来潜力更大的消费性应用市场,将以市场需求带动产业成长,国际大厂也会不断提高芯片产品规格,拉大领先门坎,根据IC Insights的统计数据显示,2016∼2020年,MCU的平均年复合营收成长率约5.9%,出货量有4.5%成长,产品平均单价也因应IoT成长需求开始回升,从2015年谷底的0.72美元缓步成长至2020年的0.78美元,显示产业正向健康的趋势发展。

在技术或应用发展趋势方面,更聪明便利的界面如触控解决方案、低电压省电技术、嵌入式电源管理技术、智慧健康照护解决方案、多屏幕显示解决方案、电动车/智慧车/无人驾驶车、智慧家庭(智慧光源控制、智慧家庭保全、人体红外线感应PIR等)在未来几年都是有潜力的明星。

物联网将接续行动通讯成为引领下一波科技产业成长的发动机,但与过去PC/SmartPhone应用相较,IoT更需要创意,软硬整合与深化的服务更为重要;产业链上下游的紧密合作是胜出的关键之一。相较于过去非常强调技术先进尤其是硬件,在物联网时代应用整合度比技术重要,整合度高的低阶应用依然可以获得市场与消费者青睐。

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