意法半导体：“智慧”工业下的MCU主基调——安全“破关”，AI“上”云

意法半导体公司副总裁及中国区总经理曹志平：“ ST在传统的工业领域有很多产品线，MCU是其中非常重要的一个产品线。在过去一年，其实MCU领域50%的出货量是给工业客户作工业用途的。今年ST的出货量每个季度都在上升，特别是在2020年这个特殊年份，从第二季度到第四季度，更高的高峰会在第四季度。”

尽管2020年消费电子市场的变幻莫测，让不少半导体企业在供货问题上“手忙脚乱”。但工业场景得益于刚需性强、增长稳定的特性，也成为了疫情之下全球各半导体厂商不可多得的业务增长极。随着后续疫情防控需求的持续发酵，加之中国国内新基建大潮的澎湃汹涌，越来越多工厂自动化以及数字化应用落地无疑将催生海量的工业MCU使用需求，未来数年工业MCU市场增长势头或远超以往。对于常年深耕中国市场的国际抑或是立足本土的国产品牌们来说，一场全新的战事正悄然打响。

“智慧工业”催动MCU超速增长  变局之下供应商迎“大考”

缺货、涨价、交期延长，已成为2020年半导体零部件市场的“主基调”。在各路终端需求被持续抑制半年之后，2020年下半年，市场怦然爆发，虽引得业界元器件供应商们“举杯欢腾”，但其所释放的巨量需求，却使得不少半导体供货商们一时间“手足无措”，压力也进一步向整条供应链蔓延，这也迫使不少代工厂正寻求各种方式尽可能的提升产能，以求为2020年添彩、为2021年造势。

作为这波“涨潮”背后的高权重增量，MCU市场尤其是高端市场如今也大规模出现交期延长、缺货的局面。比如2020年11月，国际知名代理商富昌电子就在《Q4市场行情报告》中表示，部分厂家的高端器件产品（MCU）交期从正常的8周延长到15到25周左右，2020年四季度预计部分产品交期拉长，产品价格上调。且目前，由于国内32位高端MCU市场被ST、赛普拉斯、瑞萨等国外大厂垄断，而目前包括英飞凌（赛普拉斯）、NXP、ST、瑞萨等在内的厂商均出现交期延长的情况，比如ST的MCU交期已经到了30-40周。

的确，对于ST这样的MCU“巨鳄”来说，2020年既不平凡也是“强增长年”，特别是工业MCU业务，ST在2020年的出货增长可谓一季更比一季高，意法半导体公司副总裁及中国区总经理曹志平在接受记者采访时表示：“ST在传统的工业领域有很多产品线，MCU是其中非常重要的一个产品线。在过去一年，其实MCU领域50%的出货量是给工业客户作工业用途的。今年ST的出货量每个季度都在上升，特别是在2020年这个特殊年份，从第二季度到第四季度，更高的高峰会在第四季度。”

而这背后，是疫情鼓动下，工业市场对智慧化转型衍生出的各类应用创新升级的强烈需求，曹志平告诉记者：“今年，市场对于整个工业化的需求，特别是对于一些远程控制设备的需求越来越多，这也符合ST的战略，即Smart Industry（智慧工业）。任何自动化的应用，无论是过去没有带电但现在要带电，抑或是现在带电而明天则需要联网的部分，都需要MCU。ST在过去这么多年，始终都在开发更合适的MCU来满足未来工业应用。我们的需求来自于我们广大的客户，这些客户对于工业消费电子、传统工艺控制领域的需求依然非常旺盛。所以，我们整个出货量在2020年后面三个季度都会高于以往任何一个季度。”

面对这种需求端的突发性暴涨，即便是浸淫行业多年的半导体大厂，在供货方面也都面临不小的压力，曹志平告诉记者：“今年的供应问题确实是一大挑战，因为今年是非常特别的一年，上半年中国其实是最早受到疫情影响的。在疫情影响下，很多市场人士、产业人士对于未来市场走向也产生了一些迷茫，对未来的判断可能也是偏保守的。但最终人们发现，在疫情影响下，反而对于自动化或者数字化提出了更高的要求，这方面相关需求也比以前出现了更加速发展的趋势。其实最终人们发现，疫情反而对自动化和数字化提出了更多需求。比如说云计算，视频会议，电商，反而出现了比以前正常年份更快的增长速度，都出现了很多与大家最早预期不一样的节奏变化，这部分变化一定程度上造成了今年突然对半导体解决方案超出以往正常年份更快的增长趋势。”

借“AI上云”之力  MCU如何铸就工业“智能”？

除了把脉市场风向之外，如今的工业市场，“AI+云”应用的风行，也对不少MCU供应商的技术整合能力提出了莫大的挑战。纵然，市场最全面了解“AI+云”最普遍是从消费电子领域起步，但事实上工业场景的“AI上云”早已开启，只是长期以来进展缓慢，未能有爆炸性的需求出现。但如今，随着全球疫情的持续冲击，未来数年工业类应用无疑需要更强大的疫情防控能力，“AI上云”加持下的“智能化”无疑是眼下的一剂良药。

过去，AI更多是在服务器上或在GPU上、在云端做一些人工智能的算法或实施部署，曹志平表示：“但未来是所有设备都会联网，所以会考虑到网络的覆盖率、功耗的问题，还有是不是需要那么大的处理器来做人工智能的算法。毕竟，从当前应用场景整体来看，工业环境中大部分AI需要上云，需要良好的网络连接，对功耗的持续监控是应用端非常关心的问题。特别是今天来讲，很多的设备放在一个遥远的地方，放在一个没有人看管的地方，那个地方不一定是接近网络的，这是客户给我们的一些反馈。”

所以，在几年前ST就开始研究是否在工业嵌入式MCU这类没有非常强的算力的设备里，使用AI的算法，事实证明这的确可行。曹志平举例到：“比如我们的电机控制领域的客户，他们要求了解电机电池的寿命，可在传统工业环境中这样做是不行的。但是，我们通过了解电池驱动电机的工作原理之后，发现如果电池电量快用尽时，电机将产生大量的异常噪声。通过收集这些噪声数据，进行分析和建模，我们能够利用AI算法来预测电机电池的寿命，以便客户能够采取一些预防性维护措施，确保电机能够始终正常运转有电。”

第二例子是无线通信，“如果我们有很多计量表，包括机械表，如果要将它们变成电子表，就需要更换组件。但现在，我们完全可以利用人工智能，尤其是图像识别来做这件事。而且，我们可以使用图像识别技术把表上的文字变成数据，并通过无线通信传输网络，把传统的机械表变成智能表，期间我们不需要改变现有装备。意法半导体充分利用人工智能，帮助设备厂商设计开发智能产品，为终端客户提供更多的增值服务。关于人工智能技术支持，我们在中国和日本设有AI技术创新中心。在深圳，我们还有AI团队，可以根据需要为客户提供AI建模和解决方案。”曹志平进一步补充到。

当然，充分“智能化”的背后，也存在巨大的安全隐忧。尤其是“AI上云”之后的工业场景，数据资料的信息安全将成为大问题，一旦关键信息被窃取，带来的损失将不可估量。因此，对于MCU厂商来说，如何在安全保护方面加强戒备，将整个安全流程贯穿到MCU产品的设计当中，至关重要。

但众所周知，安全是一个永恒的话题。过去，应用端可能只看重程序代码如何被保护。但未来当设备联网上云后，从启动、程序升级到中间数据流转等各个环节，都需要充分考虑信息的安全性，比如代码当中是否有木马被植入等等。

曹志平认为：“安全从芯片设计到软件、系统开发，再到整个产品的运营，整个生命周期都是需要考虑的。对意法半导体而言，我们会提供从芯片到软件，到第三方认证的报告，我们将帮助客户建立安全的概念，同时实施这样的设计。在面向工业设计领域，除了提供芯片以外，我们还提供更多的安全方案，包括系统安全、信息安全。从安全角度来讲，过去只是关注系统数据是不是可靠稳定，未来可能更关注是不是能更安全启动，有更多的细节方面出现。”随着后续，“AI+云”在工业场景愈发深入的体现，“安全”能力将越来越成为各主流MCU供货商们抢夺客户、争霸市场的一张“王牌”。

总之，宏观层面来看，未来数年工业MCU市场将受益于“智慧化”的升级呈现持续稳步增长的态势。尽管目前，因产能受限工业MCU领域也出现延期交付甚至涨价的态势，但随着后续供应链的持续缓和、市场逐步走上正轨，编者认为这股“风浪”或将快速消散。长期来看，受此次疫情的全面冲击，未来各工业场景对于智能化以及无人化的需求将远超以往，但也不会有超出预期的增长。毕竟，“智慧工业”的改造是循序渐进的过程，更何况当前仍有大量配套型产业未能及时补位，也将继续制约如MCU这类市场在工业领域的成长上限。不过，对于现有的一众主流玩家来说，目前的市场体量已足够支撑其未来数年的稳步增长，随着这些厂商在“AI+云”和信息安全领域探索的逐步深入，也将逐步打造出更高的行业壁垒，将不少欲“破门而入”的新兴对手“拒之门外”。