物联网催生MCU巨大市场，国内首个开源MCU芯片平台诞生

昨日，在乌镇互联网大会上，阿里巴巴旗下半导体公司平头哥宣布开源其低功耗微控制芯片（MCU）设计平台 wujian100。

传统的 MCU（Micro Controller Unit)即我们平常说的单片机或微处理器，是把 CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种 I/O 接口集成于一颗芯片所形成的芯片级计算机。

MCU 是进行嵌入式开发的核心部件，在通信、消费电子、汽车电子、工业控制等领域有广泛应用。物联网时代，MCU将是需求最大的芯片类型，调研机构 IC Insights 预测，2019 年全球 MCU 单位出货量为 269 亿颗，到 2023 年 MCU 单位出货量将增加到 382 亿颗，销售额预计可达 213 亿美元。

图丨平头哥的 MCU 芯片设计平台（来源：平头哥）

据介绍，面向 AIoT 时代的定制化芯片设计需求，MCU 芯片设计平台是平头哥首个开源平台，针对的目标群体包括芯片设计公司、IP 供应商、高校及科研院所等，将提供基于 MCU 的定制芯片的基础共性技术，包含处理器、基础的接口 IP、操作系统、软件驱动和开发工具等模块，能让用户快速集成、快速验证，减少基础模块开发成本。

现在，平头哥 MCU 芯片平台的基础硬件代码和配套软件代码发布在 GitHub 上（https://github.com/T-head-Semi），采用 MIT 许可证。

平头哥认为，全世界的开发者都能基于该平台设计面向细分领域的定制化芯片，IP 供应商可以研发原生于该平台的核心 IP，高校和科研院所则可开展芯片相关的教学及科研活动。

根据数据位数，MCU 可分为 4 位、8 位、16 位、32 位。不同位数的 MCU 适用于不同领域，位数越高，MCU 的数据处理能力越强，越适用于复杂的应用场景。自上世纪 70 年代 MCU 问世至今，8 位 MCU 一直占据市场主流。随着物联网等智能技术的发展和 32 位 MCU 成本竞争力的提升，32 位 MCU 需求快速增长，2015 年起全球 32 位 MCU 出货量超过 4 位、8 位、16 位 MCU 出货量的总和。

物联网、云计算、5G、人工智能等技术的发展，将推动全球MCU、尤其是32位MCU需求的持续增长。在 AIoT 时代，绝大部分 IoT 设备都需搭载下一代 MCU 芯片，实现传感、通信、信息处理、计算、下达控制指令等复杂任务。具备 AI 能力和云端接入能力是下一代 MCU 芯片与传统 MCU 芯片最大的不同。

图丨MCU 芯片设计平台在 GitHub 的源代码页面（来源：GitHub）

除了都具备 AI 能力和云端接入能力的共性以外，机会将在于如何将 MCU 差异化产品真正快速地与实际应用相结合。AIoT 时代需要的产品一定是五花八门的，传统芯片设计方法无法支持海量的、碎片化的需求，未来需要更多掌握应用需求的企业开展定制化芯片的设计。

但芯片研发前期投入大、失败风险大，初创企业研发一款芯片，从 IP 开发到小批量产通常耗时两到三年。在 AIoT 时代，这样的研发周期可能导致产品错过最佳上市窗口期。由此，阿里巴巴研究员、平头哥半导体副总裁孟建熠认为，自 RISC-V 内核开源以来，开源开放成为芯片领域的一种新趋势，它能有效降低芯片设计门槛，通过对接开源生态的资源，推动芯片设计走向定制化，让芯片行业有机会解决 AIoT 时代应用碎片化问题。

中科院计算所研究员、先进计算机系统研究中心主任、中国开放指令生态（RISC-V）联盟秘书长包云岗也认为，开源芯片是芯片设计领域的发展大势，过去 20 年学界和工程界陆续有些探索，如今，以 AIoT 为代表的 IT 产业巨变，有望推动芯片开源走向拐点。开源能够降低芯片行业门槛，让整个行业共享基础技术、免于重复造轮子，由此改变传统的芯片设计方法和芯片行业格局。

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