GD32 MCU出货持续攀升，全面布局光通信市场！
近几年，随着物联网、智能家电/家居、机器人等领域的快速发展，国产MCU快速崛起并占据了越来越大的市场份额。
作为中国本土最大的32位通用MCU厂商，兆易创新已于2020年初开始进入光通信领域，针对光模块应用已经推出了GD32E232系列MCU，并在9月9-11日于深圳国际会展中心举办的“第22届中国国际光博会”上率先展示了即将发布的GD32E501系列新产品及光电解决方案。
▲ 兆易创新位于光博会期间的展位
MCU出货量持续攀升
在探讨兆易创新光模块MCU之前，我们先来梳理一下其MCU家族发展历程以及产品线布局。兆易创新成立于2005年4月,2013年正式推出第一颗MCU产品，截至目前具备了Arm Cortex-M3/M4/M23/M33和RISC-V等多内核，已经发布了27个系列360个型号的MCU产品，应用领域几乎涵盖所有主流市场，并在“国产替代”大潮下领衔渗透国产化终端应用领域。
业界有一个共知，MCU累积出货量达到1亿颗是企业实现营收平衡的重要拐点。兆易创新早在2017年MCU的累积出货量就突破了1亿颗，至2020年6月累积出货量突破了4亿颗，目前仍在持续攀升。
据悉，兆易创新MCU出货量从1亿颗到4亿颗仅用了3年时间，几乎呈滚雪球式的增长。
兆易创新之所以发展如此迅速，除了起步早、资本实力雄厚、技术研发实力强之外，还在于其敢于人先的创新精神，比如中国第一个Arm通用MCU，全球第一个RISC-V通用MCU等，并在产品系列和型号数量上处于市场领先地位。今年更瞄准细分领域，在中国首家推出光模块用MCU系列产品。
▲ 兆易创新产品市场总监金光一（右）
兆易创新产品市场总监金光一对《国际电子商情》分析师表示，兆易创新是中国本土第一家推出光模块MCU的厂商。进入光通信市场主要是因为随着5G、大数据、云计算等行业的发展，高速光纤传输的市场需求日渐凸显，且当前国产化需求也日益突出，兆易创新推出光模块MCU可谓“生逢其时”。
产品布局与差异化优势
兆易创推出的光模块MCU是怎样的产品，
又具备哪些差异化优势呢？
据金光一介绍，目前，兆易创新提供了2个系列3种封装12个型号的光模块MCU产品，可以全面覆盖高中低速光模块的开发需求。分别是今年1月已经发布的基于Arm Cortex-M23内核的GD32E232系列MCU，以及今年10月即将发布的基于Arm Cortex-M33内核的GD32E501系列MCU。下面详细介绍。
GD32E232系列MCU:锁定10G/25G中低端市场
其中，GD32E232系列MCU已经推出了大半年时间，目前已成功打入光模块行业头部客户。因光模块本身体积非常小，这对相应MCU的集成度和“小身材”也都提出了要求。
▲ 兆易创新GD32E232系列MCU及开发板展示
GD32E232系列MCU主频为72MHz，64KB Flash/8KB RAM，配备多达8个16位定时器、1个32位定时器，1个ADC和4个DAC，还有4个可编程逻辑，通用接口则包括2个USART、2个SPI、2个I2C、1个I2S。
金光一告诉《国际电子商情》分析师，GD32E232系列MCU主要针对传输速率为10G/25G的中低端市场，如家用光纤路由器EPON、交换机、5G前传等都是其主要应用场景。目前GD32E232系列共有2种封装和6个型号，以满足客户不同的产品需求。
GD32E501系列MCU:专注100G/400G中高端市场
作为GD32E232升级版的全新GD32E501系列MCU，主要针对传输速率高达100G/400G的中高端市场，主要应用在5G基站、高速数据中心和云服务器等场景下。
▲ 兆易创新GD32E501系列MCU新品展示
具体来看，GD32E501相比GD32E232将主频提升至100MHz，内置128～512KB大容量内置闪存（双BANK设计），并配备了多达32KB的SRAM。全新芯片还集成了8路12位DAC、16通道12-bit ADC、8路可编程逻辑（CLA）等外设，通信接口数量较GD32E232 MCU产品翻倍。
为满足光模块产品紧凑的封装要求，GD32E501同样提供了6个产品型号和BGA64（4x4mm）和QFN32（4x4mm）两种超小型封装尺寸，具有输出复位保持、12C bootloader等专用功能，支持MDIO，工作温度范围为-40℃～105℃，适用于100G/400G光模块产品开发需求。将于10月正式推出。
差异化优势
GD32E232和GD32E501两大系列产品采用的是当前MCU制程最先进的台联电55nm嵌入式闪存工艺。从产业链合作伙伴来看，兆易创新同时跟台积电、台联电、通富微电、华天科技等上游合作伙伴保持着紧密合作，多种工艺制程全线开进，便于整合多产线资源进行完整产品线布局。
据了解，目前海外MCU大厂如ST、NXP、Microchip等均尚未针对光电领域的细分需求做出优化配置并推出系列产品来贴合不同光通信市场的开发设计。可以说，兆易创新在光模块市场的应用已经先人一步，加上疫情对国际大厂产能造成影响以及国产化替代的机遇到来，以兆易创新为代表的中国MCU厂商在国内、国际市场的渗透率正得到空前提升。
跟消费类电子、车载、工业等应用市场需求不同，光模块MCU要求随着市场需求的变化对其使用的规格和接口配置做特别的优化，比如光模块应用要求原厂能够对MCU进行逻辑编程，以增强数据传输的控制能力。
兆易创新的光模块MCU都提供了可编程逻辑，如GD32E232系列配备了4个可编程逻辑，GD32E501系列则配备了8个可编程逻辑。
除了“可编程”能力之外，光模块市场还要求MCU具备高精度的ADC和多个DAC。“未经优化的通用MCU是不具备这么多模拟外设的。我们不仅配备了高精度的ADC，还集成了多个DAC来扩展多通道，如GD32E232系列支持4个DAC，GD32E501系列已经可支持到8个DAC了。”金光一表示。
▲ 兆易创新GD32系列光模块MCU方案展示
此外，因光传输功率大，光模块对相应芯片的散热能力要求非常高，同时要求芯片本身抗高温的能力非常强。兆易创新的MCU可满足光模块-40℃～105℃的温度区间。一般而言，工业级通用MCU要求的温度上限是85℃，但光模块MCU要求达到105℃。
最后是尺寸要求，4×4mm和3×3mm如指甲盖大小的紧凑型封装，都是应光模块“小体积”需求而做的优化。
“今后我们还会在相同的芯片尺寸里提供更多的功能，更多的资源、更强的处理能力，比如适用高速率传输的新型接口，比如高精度温度传感器的集成等。”金光一强调说。
据《国际电子商情》了解，预计到2020年，国内光模块市场收入将会达到26.8亿美元，在全球光模块市场上的占比也将上升至33.05%。预计到2023年我国光模块产业规模达到41.7亿美元，2025年达到59.8亿美元。金光一透露说，目前中国光模块MCU市场约有2000万颗至5000万颗的市场容量，兆易创新很有希望切入其中并拿到越来越多的市场份额。
紧抓“国产替代”的历史机遇
目前全球涉足光通信MCU的厂商除了兆易创新，还有诸如Silicon lab、ADI等美系半导体厂商。
“对于国际大厂而言，它们在技术经验和生态建设方面都经过了多年的积累。但我们追赶的加速度很快，我们仅用两三年的时间就走过了它们七八年的路。”金光一表示。
从芯片架构上来说，当很多友商还在开发Cortex-M0+和Cortex-M3等产品的时候，兆易创新就已经采用业界最新的Cortex-M23和Cortex-M33内核并推出了成熟的系列产品。
近几年，越来越多的国产芯片发展成熟，国内产业环境也不断健全，加上国家大力扶持国产半导体产业发展，很多常用通用器件完全实现了国产化。尤其在当前疫情拐点尚未出现、全球元器件全面缺货之时，该优势尤为显著。
那么，相比国际巨头，
兆易创新的光模块MCU最大优势是什么？
金光一总结了五个方面：一是制程领先，目前兆易创新两个系列的光模块MCU都采用了联电55nm工艺，同类型产品业界领先；二是支持高精度的ADC和多个DAC通道，其ADC采样率支持2.6M SPS，行业领先；三是产品提供了多种标准接口、32位定时器、可编程逻辑等，集成度更高；四是功耗和散热能力表现优异，耐高温上限可以达到105℃；五是芯片的紧凑型封装非常适合PCB面积受限的应用。
实施“因地制宜”的本土化策略
在实施国产替代化策略之时，兆易创新采取了“因地制宜”的策略，兆易创新在北京、上海、深圳、西安、苏州等地均设有研发中心，在合肥则设有应用支持中心。
兆易创新GD32 MCU系列最大的特点是产品型号非常全，堪称“MCU百货商店”，几乎能覆盖大多数终端应用领域，如此一来，用户可在兆易创新平台上任意选择产品型号，顺便为满足了产品的拓展性需求。
“以光模块厂商为例，往往也涉足其它类型的通信终端产品，而我们只要通过细分市场切入某一两个型号，进而带动后续更多型号打入进去，从而拓展我们的产品使用广度。”金光一说。
兆易创新还针对电机控制、变频控制、开关电源等应用提供参考设计，如果客户有量有成熟的市场应用，公司都会根据市场需求来提供解决方案。在金光一看来，通用MCU比拼的是广阔的覆盖率，是平台化的选择。包括ST、NXP、Microchip等海外厂商走的都是同样的道路。而GD32作为中国MCU代表，也是把整个产品家族建立起来，并打造出完善的产品开发应用生态。只有依靠“产品+生态”为客户提供的优质服务，才能长远发展。
而考验一家MCU厂商的实力如何，要看它的产品有没有大量的客户使用过，产品是否被市场充分验证过，有没有成熟的工艺和持续稳定的供货能力等等，否则客户也不敢贸然采用。金光一表示，头部客户会对整个厂商的品牌信誉及综合能力做优先考量，建立起合作的信任，其次才会细看产品。
在立足本土市场的基础上开拓国际业务，也是兆易创新一直以来的发展目标。目前，兆易创新的存储器、MCU和传感器三大产品线业务都在向全球范围拓展，如在美国、欧洲和日韩、东南亚同时做推广并取得了突破性进展。
作为中国最大的Arm架构的MCU供应商以及中国本土市占率最高的MCU供应商，兆易创新已经实现了国产化替代的关键一步，“百货商店”般的MCU产品系列布局以及稳定持续的产品迭代能力，将使其在未来的通用市场以及细分创新应用领域中越走越稳健。
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