IC Insights 통계에 따르면 전 세계 MCU 제품 출하량은 2015년 221억 개에서 2020년 361억 개, 2021년에는 395억 개에 이를 수도 있습니다. 시장 규모 역시 지난 2년간의 공급 부족과 가격 인상으로 급격히 성장했으며, 2020년 시장 규모는 197억 달러에서 2021년에는 215억 달러로 11% 증가할 전망이다. 올해 성장.

국내 MCU 시장에서 30년 이상 발전한 끝에 시장과 제품 기술도 크게 발전했다. 시장 규모 측면에서 IHS 통계에 따르면 국내 MCU 시장은 2015년 180억 위안에서 2020년 269억 위안으로 성장했습니다. 애플리케이션 시장에는 자동차 전자(33%), 산업 제어 및 의료(25%)가 포함됩니다. , 컴퓨터(23%), 가전제품(11%) 등

MCU의 발전 역사

MCU가 등장한 역사는 길지 않지만 그 발전은 매우 빠릅니다. 1971년, 미국 Intel Corporation의 Hoff는 세계 최초의 4비트 마이크로프로세서 칩 4004를 개발하여 1세대 마이크로프로세서의 도래를 알렸습니다. 당시 4004는 RAM, ROM 및 시프트 레지스터가 장착되어 있었고 2300개의 트랜지스터가 포함되어 있었고 크기는 3mm x 4mm였으며 원래 200달러에 판매되었습니다. 그러다가 1972년 인텔은 8비트 마이크로프로세서인 인텔8008과 8080을 주주파수 2MHz와 6마이크론 공정으로 출시하고 트랜지스터 수를 6000개 늘렸다.

Intel의 MCS-48 시리즈 MCU 외에도 Zilog는 1976년 마이크로컴퓨터 및 산업용 자동 제어 장비에 널리 사용되는 Z80 마이크로프로세서도 개발했습니다. 당시 마이크로프로세서 분야에서는 인텔, 모토로라, 지로그가 3대 주역이었다.

1980년 인텔은 MCS-48 시리즈 MCU를 기반으로 MCS-51 시리즈 8비트 MCU(가장 대표적인 고성능 8051 MCU)를 출시하여 산업제어 분야에 큰 파장을 일으키고 빠르게 그 위상을 확립하였다. 흔들리지 않는 입장. MCS-51 시리즈 MCU는 온칩 RAM 용량, I/O 인터페이스 기능 및 시스템 확장 측면에서 크게 향상되었습니다.

얼마 지나지 않아 인텔은 801 MCU의 기술을 완전히 공개하여 전 세계의 많은 반도체 제조업체를 끌어들여 8051 MCU를 개발하고 변형하는 군대에 합류했습니다. 그 중 Philips는 마이크로 컨트롤러의 제어 기능 및 주변 장치 개발에 중점을 둔 큰 공헌을 했습니다. Atmel은 MCU 내부에 FlashROM을 이식하여 MCU의 응용 프로그램을 보다 유연하게 만들었습니다. ADI는 MCU에서 It에 이르기까지 SoC 개발에 매우 ​​중요한 역할을 했습니다.

1983년 Intel은 최대 120,000개 이상의 고급 기술과 통합된 트랜지스터를 갖춘 고성능 16비트 마이크로컨트롤러 MCS-96 시리즈를 출시했습니다. Intel 외에도 TI, Atmel, Microchip, Renesas 등도 16비트 MCU 제품을 출시했습니다.

2000년 이전에는 MCU 업체들이 기본적으로 자체 개발한 코어를 사용했지만, 이후 컴퓨팅 요구 사항이 점점 복잡해짐에 따라 코어 제조업체가 등장하기 시작하고 분업이 더욱 정교해졌습니다. 주변 회로 등으로 다른 부품의 개발.

현재 타사 MCU 코어 중 ArmCortexM 계열이 지배적이며 이 계열은 Arm에서 개발하여 IP 인증 형식을 취하고 Cortex-M 계열은 짧은 파이프라인과 초저전력 소비의 설계 특성을 가지고 있습니다. 2004년 Arm은 최초의 Cortex-M 시리즈 프로세서인 M3를 출시했으며 ST는 이를 최초로 채택하고 이 코어를 기반으로 하는 일련의 32비트 MCU를 신속하게 출시했습니다.

물론 Cortex-M 시리즈의 MCU 코어 외에도 최근 등장한 RISC-V에도 IP 제공을 전문으로 하는 업체들이 많이 있었고, 국내 많은 MCU 업체들이 관련 제품을 출시하고 있다. 다음으로 시중에 나와 있는 주류 MCU 코어 IP를 살펴보자.

주류 MCU 코어 IP

현재 국내외에서 Arm의 Cortex-M 계열 MCU 코어가 주류를 이루고 있다. 지금까지 Arm은 저, 중, 고급의 요구를 충족할 수 있는 총 10개의 Cortex-M 시리즈 MCU 코어 IP를 출시했습니다. 그 중 M0, M0+, M1, M23 4개 시리즈는 저가형 MCU 코어 IP, M3 및 M4는 중급 MCU 코어 IP, M7, M23, M35P, M55는 중저가 MCU 코어 IP 제품 .
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해외 제조사 중 르네사스는 자체 개발 코어 제품을 중심으로 자체 개발 코어 제품 수의 약 80%를 차지하며 마이크로칩 자체 개발 코어 MCU 제품의 절반 이상을 제외하고 대부분의 다른 제조사들은 주로 Cortex-M을 사용한다. 시리즈 MCU 코어 및 저, 중 및 고급 제품의 레이아웃이 있습니다.

국내 MCU 제조사의 90%가 Arm의 Cortex-M 계열 코어를 채택하고 있으며, 해외 제조사와 달리 국내 MCU 제조사는 기본적으로 여러 제품 계열에 집중되어 있다. 그 중 Zhaoyi의 혁신적인 32비트 MCU 제품은 주로 M23, M3, M4, M33 및 RISC-V의 5가지 MCU 코어를 사용하고 Huada Semiconductor는 주로 M0+ 및 M4의 2개의 MCU 코어를 사용하며 National Technology는 주로 M0 및 RISC-V를 사용합니다. M4는 2개의 MCU 코어를 가지고 있으며 M7 코어 MCU 제품은 아직 개발 중이며 Zhongying Electronics는 주로 8비트 MCU에 중점을 두고 32비트 MCU는 M3 코어를 사용하고 Chipsea의 32비트 MCU 제품은 M0 코어를 사용하고 BYD Semiconductor의 32비트 MCU 제품은 M0 및 M0+를 사용하고 Smart Microelectronics는 주로 M0, M0+, M3 및 Arm China STAR-MC1 코어를 사용합니다.

최근 몇 년 동안 RISC-V는 중국에서 큰 인기를 얻었으며 RISC-V 핵심 MCU 제품을 출시한 회사는 많지 않지만 미래 잠재력은 여전히 ​​좋습니다. 이제 RISC-V 시장에서 SiFive, Andes Technology, Pingtou Ge 및 Xinlai Technology는 모두 해당 IP 제품을 보유하고 있습니다.

이러한 타사 MCU 코어 IP 제품 외에도 Renesas의 RXv1, RXv2 및 RXv3 시리즈 코어, Microchip의 PIC16, PIC32, AVR DB, AVR DA 등과 같은 많은 제조업체의 자체 개발 코어 제품이 계속 개발 중입니다. MCU 코어. Xinwang Microelectronics의 KungFu8 및 KungFu32 코어와 같이 자체 개발한 코어를 가진 MCU 회사도 중국에 있습니다.

시장의 주류는 이미 32비트 MCU이지만 8비트 MCU에 대한 특정 시장은 여전히 ​​존재하며 많은 MCU 회사는 여전히 새로운 8비트 MCU 제품을 출시하고 있습니다. 현재 8비트 MCU 시장에서는 마이크로칩이 30% 이상의 점유율로 1위를 차지하고 있으며, NXP가 약 15%의 점유율로 뒤를 잇고 있으며, 르네사스와 ST도 10% 정도의 점유율을 차지하고 있다.

이러한 8비트 MCU 제조업체의 대부분은 자체 개발 코어를 사용합니다.예를 들어 Microchip은 주로 AVR 및 PIC 코어를 사용하고 NXP는 주로 RS08 및 M68HC 코어를 사용하며 Renesas는 주로 RL78, H8 및 78K0을 사용하고 ST는 STM8 커널을 사용합니다.

자체 개발한 코어 외에도 8비트 MCU 제조업체는 8051 오픈 소스 코어를 사용하여 제품을 개발할 예정입니다. 앞서 8051 코어는 1980년 인텔이 개발한 아키텍처라고 언급했지만, 1998년 특허 보호를 잃은 후 오픈 소스 IP가 되어 다시 한번 강력한 2차 생명력을 보여주었다. 도입되었다. 그러나 이러한 제품을 기본적으로 총칭하여 8051 코어 MCU라고 합니다. 현재 8051 코어를 사용하는 국내 제조업체에는 Zhongying Electronics, Hongjing Technology, BYD Semiconductor, Chipsea Technology 및 Fuman Microelectronics가 있습니다.