Seit dem Huawei-Skandal erlebt Chinas Halbleiterindustrie einen beispiellosen Aufschwung. Dies ist einerseits auf politische Fördermaßnahmen zurückzuführen, andererseits auf die natürliche Dynamik von Angebot und Nachfrage, die die Verbreitung heimischer Halbleiter in verschiedenen Bereichen beschleunigt hat. Kürzlich hielt Professor Wei Shaojun, Direktor des Instituts für Mikroelektronik an der Tsinghua-Universität und Vizepräsident des Chinesischen Halbleiterindustrieverbandes, auf dem Global CEO Double Summit eine Rede zum Thema „Der richtige Weg in einer Welt voller Wechselfälle: Strategische Entschlossenheit in Zeiten großer Veränderungen“. Er betonte, dass die aktuelle Entwicklung der heimischen Halbleiterindustrie wieder produktorientierter denken und die Lücken in den fünf Hauptbereichen – Design, Fertigung, Verpackung und Test, Montage und Materialentwicklung – neu bewerten müsse. Es gelte, die Gesetze der industriellen Entwicklung zu beachten, Ressourcen auszubalancieren und eine ausgewogene Entwicklung zu fördern, anstatt eine aggressive Entwicklung zu verfolgen, die auf schnellen Erfolg und kurzfristige Gewinne abzielt.

Betrachtet man gängige Mikrocontroller-Produkte – von Mobiltelefon-Peripheriegeräten und kleinen Haushaltsgeräten bis hin zu industrieller Motorsteuerung, Automobilelektronik, drahtloser Kommunikation, dem Internet der Dinge und sogar künstlicher Intelligenz –, so zeigt sich in China eine Vielzahl von Entwicklungsteams und unterstützenden Systemen. Gleichzeitig verfügt China über die größte Verbrauchergruppe und die vielfältigsten Anwendungsszenarien. Aufgrund dieser Faktoren sind die Entwicklungsvorteile von Mikrocontrollern in China besonders deutlich, und es sind zahlreiche lokale Vorzeigeunternehmen in diesem Bereich entstanden.

Obwohl der chinesische Markt ständig wächst, besteht zwischen inländischen MCUs hinsichtlich Produktform, Marktanteil und technologischem Fortschritt im Vergleich zu ausländischen Marken immer noch eine große Lücke.

Für 2020 werden die Umsätze chinesischer Mikrocontroller-Hersteller auf 14.8 Milliarden Yuan geschätzt, was einem Marktanteil von 55 % am gesamten chinesischen Mikrocontroller-Markt entspricht. Derzeit konkurrieren chinesische Mikrocontroller-Hersteller hauptsächlich in Anwendungsbereichen des mittleren und unteren Preissegments, wie Unterhaltungselektronik, Smartcards sowie Wasser-, Strom- und Gaszähler. In Bereichen mit großem Marktpotenzial und vergleichsweise hohen Gewinnmargen, wie der industriellen Steuerungstechnik, der Automobilelektronik und dem Internet der Dinge, werden sie jedoch weiterhin von ausländischen Mikrocontroller-Herstellern dominiert.

Die Leistungsrangliste der Mikrocontroller im asiatisch-pazifischen Raum für das Jahr 2019 sieht wie folgt aus:

Gemessen am globalen Marktanteil von Mikrocontrollern (MCUs) im Jahr 2020 entfielen 62 % auf 32-Bit-MCUs, 23 % auf 16-Bit-MCUs und 15 % auf 4/8-Bit-MCUs. Auf dem heimischen Anwendungsmarkt für MCUs dominierten bisher 8-Bit-MCUs. Angesichts der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Endgeräten, der starken Nachfrage nach Rechenleistung bei gleichzeitig niedrigem Stromverbrauch im Zeitalter des Internets der Dinge und der sich allmählich angleichenden Preisdifferenz zwischen den beiden Varianten werden 32-Bit-MCUs jedoch mit Sicherheit ein explosionsartiges Wachstum erleben!

Obwohl der Huawei-Vorfall einige negative Auswirkungen hatte, förderte er indirekt den Trend zur „Substitution“ durch einheimische Produkte und eröffnete große Geschäftsmöglichkeiten für inländische Mikrocontroller-Hersteller. Es wird erwartet, dass das Liefervolumen inländischer Mikrocontroller-Hersteller bis 2023 auf 25.6 Milliarden Yuan steigen wird, wovon der Marktanteil im Bereich der Unterhaltungselektronik 86 % erreichen wird!

Nachfolgend finden Sie die grundlegenden Informationen und die statistische Verteilungstabelle von 30 inländischen MCU-Herstellern, die von Electronic Engineering im August 2020 zusammengestellt wurde.

Börsennotierte Unternehmen: 12, darunter 2 im New Third Board gelistete Unternehmen und 3 Tochtergesellschaften börsennotierter Unternehmen

Hauptsitze: 10 in Shanghai, 7 in Shenzhen, 3 in Peking, 3 in Zhuhai, 2 in Suzhou, je 1 in Qingdao, Nanjing, Hangzhou, Chongqing und Wuhu, Anhui

Aus Sicht der Kernarchitektur ist die Arm-Architektur mit einem Marktanteil von über 55 % weiterhin führend. Mit zunehmender politischer Unterstützung und Marktentwicklung hat jedoch auch der Anteil von RISC-V einen steigenden Trend gezeigt.

Wir haben einen Produktvergleich einiger typischer inländischer MCU-Hersteller zusammengestellt. Daraus lässt sich auch die langfristige Strategie der einzelnen Hersteller in verschiedenen Branchen wie Unterhaltungselektronik, Internet der Dinge, neue Infrastrukturen und Automobilelektronik auf Basis ihrer jeweiligen Technologien und Marktvorteile ableiten.

Bereits im April 2013 brachte GigaDevice Chinas ersten 32-Bit-Mikrocontroller auf Basis des Arm Cortex-M3-Kerns auf den Markt. Nach über sieben Jahren kontinuierlicher Entwicklung bietet GigaDevice aktuell 24 vollständige Produktlinien von Arm-basierten Mikrocontrollern mit über 300 optionalen Modellen an. Diese zeichnen sich durch hohe Leistung, Serienkompatibilität, industrielle Zuverlässigkeit und einfache Entwicklung aus. Laut offiziellen Angaben überstiegen die Auslieferungen von GigaDevice-32-Bit-Mikrocontrollern bis Mai 2017 die Marke von 100 Millionen Einheiten und erreichten bis Juni 2020 bereits über 400 Millionen Einheiten.

Im August 2019 brachte GigaDevice mit der GD32V-Serie den weltweit ersten Allzweck-Mikrocontroller auf Basis eines RISC-V-Kerns auf den Markt. Die erste Produktreihe umfasst 14 Modelle in vier Gehäusevarianten (QFN36, LQFP48, LQFP64 und LQFP100) und gewährleistet volle Kompatibilität mit bestehenden Produkten hinsichtlich Softwareentwicklung und Pinbelegung. Die GD32V-Serie erreicht eine Taktfrequenz von bis zu 153 DMIPS und erzielte im CoreMark-Test hervorragende 360 ​​Punkte. Im Vergleich zum GD32F103 mit GD32 Cortex-M3-Kern bietet die Serie eine um 15 % höhere Leistung bei gleichzeitig um 50 % reduziertem Stromverbrauch im Betrieb und 25 % geringerem Stromverbrauch im Standby-Modus.

Zukünftig werden sich die nachfolgenden Marktprodukte des GD32-Mikrocontrollers in drei Hauptbereichen entwickeln: drahtlose Verbindung, extrem niedriger Stromverbrauch und Produkte in Automobilqualität.

Die aktuellen Produkte von Chipsea Technology konzentrieren sich auf vier Hauptbereiche: 1) Gesundheitsmessung und Medizintechnik; 2) Mensch-Computer-Interaktion; 3) elektrische Signalmessung und Energiemanagement; 4) Smart-Home-Sensoren. Chipsea Technology begann als Hersteller von Analog-Digital-Wandlern (ADCs) und ist seit 17 Jahren in diesem Bereich tätig. Darüber hinaus verfügt das Unternehmen über 12 Jahre Erfahrung im Bereich Mikrocontroller (MCUs). Auch zukünftig wird sich Chipsea Technology auf die duale ADC+MCU-Plattform konzentrieren, um eine Vielzahl von energieeffizienten, kompakten, hochpräzisen und leistungsstarken Signalverarbeitungsprodukten für das Internet der Dinge (IoT) anzubieten.

Seit ihrer Gründung im März 2011 hat Lingdong Microelectronics erfolgreich Hunderte von Mikrocontroller-Produkten entwickelt und auf den Markt gebracht. Aktuell liefert das Unternehmen Produkte auf Basis von ARM Cortex-M0 und Cortex-M3. Zu den Kernprodukten gehören die MM32F-Serie für den allgemeinen Hochleistungsmarkt, die MM32L-Serie für Anwendungen mit extrem niedrigem Stromverbrauch und hoher Sicherheit, die MM32W-Serie mit vielfältigen drahtlosen Verbindungsfunktionen, die MM32SPIN-Serie für Motorantriebe und -steuerungen sowie die OTP-kompatible MM32P-Serie. Damit deckt Lingdong Microelectronics die vielfältigen Anwendungsszenarien in unterschiedlichsten Bereichen und Branchen ab.

Neben dem Fokus auf den traditionellen Markt für Unterhaltungselektronik investiert Lingdong Microelectronics weiterhin verstärkt in den Markt für Motorsteuerungen. Dazu sprachen Herr Huang Zhikai, Marketingdirektor von Lingdong Micro, auf dem 15. Shenzhen Motor Technology Seminar 2020 (http://news.ifeng.com/c/7ysBnANAD39). Dort gab er detaillierte Antworten auf zentrale Fragen wie gängige Motorsteuerungslösungen und den Energieverbrauch von Motoren.

Hangshun-Chip

Hangshun Chip wurde 2014 in Shenzhen gegründet. Die Software und Hardware des Unternehmens sind vollständig kompatibel mit importierten Mikrocontrollern (MCUs). Ein wesentlicher Vorteil von Hangshun ist das Angebot kostengünstiger MCU-Produkte, die besonders schnell auf den Markt kommen. Der kürzlich eingeführte 32-Bit-Mikrocontroller HK32F030M ist bereits für unter einem Yuan erhältlich und hat damit den lang ersehnten Durchbruch für 32-Bit-Systeme geschafft, die nun 8-Bit- und 16-Bit-Mikrocontroller der Mittel- und Oberklasse ablösen. Der HK32F030M überzeugt nicht nur durch seinen niedrigen Preis, sondern auch durch eine Taktfrequenz von 48 MHz und 100,000 Schreib- und Löschzyklen. Er findet breite Anwendung in Oximetern, Motoren, Deckenventilatoren, Klimaanlagen- und Kühlschranksteuerungen sowie weiteren Produkten.

Zukünftig wird Hangshun Chip seine Bemühungen nicht nur im Bereich allgemeiner Mikrocontroller ausweiten, sondern sich auch auf Markttrends wie die neue nationale Infrastruktur und 5G Big Data für alle Dinge konzentrieren und sukzessive neue Produkte im High-End- und dedizierten SOC-Bereich auf den Markt bringen.

BYD Semiconductor Co., Ltd., ehemals Shenzhen BYD Microelectronics Co., Ltd., wurde 2004 gegründet. Das Kerngeschäft von BYD Semiconductor umfasst Forschung und Entwicklung, Produktion und Vertrieb von Leistungshalbleitern, intelligenten Steuerungs-ICs, intelligenten Sensoren und optoelektronischen Halbleitern. Das Unternehmen verfügt über eine integrierte Wertschöpfungskette, die Chipdesign, Waferfertigung, Gehäuseprüfung und nachgelagerte Anwendungen einschließt. BYD Semiconductor ist überzeugt, dass Mikrocontroller-Chips als Kern der internen Berechnung und Verarbeitung automobiler Elektroniksysteme der Schlüssel zur Weiterentwicklung von Fahrzeugen – von der Elektrifizierung hin zum intelligenten Fahren – sind. Mit seiner langjährigen Erfahrung in der Automobilindustrie stieg BYD Semiconductor 2007 in den Markt für Mikrocontroller (MCUs) ein. Ausgehend von industrietauglichen MCUs verfolgt das Unternehmen den Ansatz, Leistung und Zuverlässigkeit gleichermaßen zu vereinen. Heute bietet es eine breite Produktpalette an, darunter universelle industrietaugliche MCU-Chips, industrietaugliche 3-in-1-MCU-Chips, 8-Bit-MCU-Chips für die Automobilindustrie, 32-Bit-MCU-Chips für die Automobilindustrie sowie MCU-Chips für das Batteriemanagement. Bis heute hat BYD Semiconductor über 5 Millionen MCUs für die Automobilindustrie in Fahrzeugen verbaut und die Gesamtzahl der ausgelieferten MCUs 2 Milliarden überschritten. Dies markiert einen bedeutenden Durchbruch für den heimischen MCU-Markt. 

China ist der weltweit größte Automobilproduzent und -verkäufer und verfügt gleichzeitig über den größten Markt für Kfz-Mikrocontroller (MCUs). Aktuell werden durchschnittlich rund 100 MCUs in einem Auto verbaut. Basierend auf dieser Schätzung beläuft sich der gesamte Markt für Kfz-Mikrocontroller in China auf etwa 2 Milliarden Einheiten, was einem Marktvolumen in zweistelliger Milliardenhöhe entspricht. Die zunehmende Verbreitung der vier neuen Modernisierungsstrategien im Automobilbereich (Elektrifizierung, intelligentes Fahren, Vernetzung und Sharing) wird die Nachfrage nach MCUs weiter steigern.

Neben dem Vergleich von Preis, Produktleistung, technischem Service, Logistik und anderen Stärken mit ausländischen Marken ist der Redakteur der Ansicht, dass die heimische Halbleiterindustrie auch den Aufbau ihres Ökosystems weiter stärken und ihre Inhalte verbessern muss. Am Beispiel des STM32 lässt sich zeigen, dass ST für jede Produktreihe ein komplettes Ökosystem aus Hardware- und Software-Entwicklungstools bereitstellt und mit einer zentralen Entwicklungsplattform einen nahtlosen Entwicklungsprozess von der Konfiguration über die Entwicklung und das Brennen bis hin zur Nachverfolgung ermöglicht (siehe Abbildung unten).

Gleichzeitig hat ST durch mehrstufige Ressourcenunterstützung wie den China University Plan, die offizielle Website/den offiziellen WeChat-Account und andere Online-Plattformen sowie Online-Schulungen eine große Anzahl potenzieller Nutzergruppen aufgebaut.

Darüber hinaus fördert ST die Kreativität seiner Partner durch das Partnerprogramm und erleichtert Kunden den Zugang zu mehr Entwicklungsressourcen. Chuangxin Workshop ist einer dieser Partner und bietet Produkte und Dienstleistungen für Firmware-Verschlüsselung und sicheres Brennen an. Drittanbieter stellen nicht nur Hardware-Ressourcen wie Entwicklungsboards, Debugger und Brenner bereit, sondern bieten auch Firmware-Programmierdienste (Firmware-Verschlüsselung, sicheres Brennen von Firmware, Firmware-Cloud-Brennen usw.) an. So entsteht eine Win-Win-Situation für ST, Partner und Kunden.

„Der richtige Weg in der Welt sind die Wechselfälle des Lebens“ stammt aus „Sieben Regeln: Die Volksbefreiungsarmee besetzt Nanjing“, geschrieben von Mao Zedong im Jahr 1949. Er wurde zu diesem Gedicht inspiriert, als er am 23. April in der Shuangqing-Villa in Xiangshan, Peking, die gute Nachricht von der Besetzung Nanjings durch die Volksbefreiungsarmee erfuhr.

Der Originaltext lautet wie folgt:

In Zhongshan färbten sich Wind und Regen gelb, und Millionen von Soldaten überquerten den Fluss.

Der Tiger sitzt auf dem Teller des Drachen, und die Gegenwart ist besser als die Vergangenheit. Die Welt steht Kopf und ist großzügig.

Es ist besser, den verbliebenen Mut für die Verfolgung der armen Banditen einzusetzen, als den Ruf eines akademischen Herrschers zu missbrauchen.

Wenn der Himmel Gefühle hat, wird auch er altern, und der rechte Weg in der Welt wird den Wechselfällen des Lebens unterworfen sein.

Die Dinge entwickeln sich ständig weiter, aktualisieren sich und verändern sich – das ist ein unumgängliches Gesetz! China verfügt über den größten Konsummarkt der Welt, natürliche Marktvorteile und exzellente Branchenexperten. Trotzdem hat die heimische MCU-Industrie noch einen langen Weg vor sich. Wir dürfen den Erfolg nicht überstürzen und nicht blindlings versuchen, Abkürzungen zu nehmen oder zu überholen. Wir müssen den richtigen Weg gehen, um die richtigen Ergebnisse zu erzielen!

Lasst uns euch ermutigen!

※Anmerkung 1: Nachdrucke sind erwünscht, die Quelle muss jedoch angegeben werden.

※Hinweis 2: Einige Daten stammen von „International Electronic Business Information“ und „IC Sights“ sowie von offiziellen Angaben der MCU-Hersteller. Vielen Dank!

„ICWORKSHOP“, abgekürzt ICW, steht für Innovation + Kreativität + Wohlstand. Es unterstützt Mikrocontroller-Entwickler, inspiriert ihren kreativen Geist, schützt ihre Kreativität und spiegelt somit den Wert geistigen Eigentums wider!

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