1. “芯”血鑄就中流砥柱：

近年來(lái)圍繞中美關(guān)系國(guó)際形勢(shì)變幻無(wú)常，本土半導(dǎo)體公司受到前所未有的考驗(yàn)。2020 年伊始就突發(fā)“新冠”疫情，對(duì)于電子產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)無(wú)疑是雪上加霜。然而，真正的強(qiáng)者可以化危機(jī)為轉(zhuǎn)機(jī)，以至奪得勝機(jī)。北京兆易創(chuàng)新科技股份有限公司（GigaDevice）正是IC行業(yè)的強(qiáng)者，在最近眾多“中國(guó)芯”的權(quán)威評(píng)選中傲立群雄，屢獲殊榮。筆者在《本土設(shè)計(jì)公司創(chuàng)新進(jìn)行時(shí)》曾對(duì)兆易創(chuàng)新有過(guò)這樣的預(yù)言，“從芯開(kāi)始的創(chuàng)新已經(jīng)重新在MCU的市場(chǎng)上完成著煥然一新的蛻變?！蔽迥曛螅谡坡暫凸庥爸?，一個(gè)個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)不斷見(jiàn)證了“兆易創(chuàng)新”“GD32”品牌所具有的價(jià)值和潛力。

圖1  兆易創(chuàng)新在2020年度所獲榮譽(yù)大獎(jiǎng)獎(jiǎng)項(xiàng)及場(chǎng)景

今年第十五屆“中國(guó)芯”集成電路產(chǎn)業(yè)促進(jìn)大會(huì)暨“中國(guó)芯”優(yōu)秀產(chǎn)品評(píng)選，兆易創(chuàng)新以GD32F450系列MCU榮獲“優(yōu)秀支援抗疫產(chǎn)品”大獎(jiǎng)，以表彰其在疫情期間所提供的多種額溫槍和紅外熱成像儀方案為抗疫階段性勝利提供了強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)支持和供貨保障。該系列產(chǎn)品還廣泛應(yīng)用于血氧儀和呼吸檢測(cè)器等抗疫醫(yī)療器械。同時(shí)獲得“重大創(chuàng)新突破產(chǎn)品”大獎(jiǎng)的還有2Gb四通道SPI NOR Flash，此為國(guó)內(nèi)首款大容量且高性能存儲(chǔ)器芯片產(chǎn)品。

在A(yíng)SPENCORE年度“全球雙峰會(huì)暨全球電子成就獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮”上，全新的基于Arm Cortex-M33內(nèi)核的GD32E5系列高性能MCU斬獲“年度微控制器/接口”產(chǎn)品獎(jiǎng)；全國(guó)產(chǎn)化的24nm SPI NAND Flash GD5F4GM5贏(yíng)得“年度存儲(chǔ)器/放大器/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器”產(chǎn)品獎(jiǎng)。

在“2020硬核中國(guó)芯領(lǐng)袖峰會(huì)暨評(píng)選頒獎(jiǎng)盛典”上，兆易創(chuàng)新產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)金光一先生三次登臺(tái)領(lǐng)取重磅大獎(jiǎng)，包括“2020年度最佳國(guó)產(chǎn)MCU產(chǎn)品獎(jiǎng)”、“2020年度最佳國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)產(chǎn)品獎(jiǎng)”，以及“2020年度最具影響力IC設(shè)計(jì)企業(yè)獎(jiǎng)”。身為“硬核中國(guó)芯”特約評(píng)委之一，本人深感實(shí)至名歸，并約定做專(zhuān)題采訪(fǎng)。

2. “芯”懷若谷厚積薄發(fā)：

在北京天工大廈我對(duì)金光一進(jìn)行了訪(fǎng)談。10年來(lái)，他親歷兆易創(chuàng)新MCU的發(fā)展歷程并主導(dǎo)產(chǎn)品規(guī)劃、市場(chǎng)推廣和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。兆易創(chuàng)新成立已有15年，存儲(chǔ)器產(chǎn)品位列中國(guó)SPI NOR FLASH市場(chǎng)首位，全球前三強(qiáng)，年出貨量超三十億顆。憑借存儲(chǔ)行業(yè)的深厚基礎(chǔ)并與Arm內(nèi)核授權(quán)合作，2013年在行業(yè)內(nèi)率先切入MCU市場(chǎng)就順理成章，持續(xù)打造中國(guó)32位通用MCU的品牌燈塔并已成為市場(chǎng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的主流之選。目前已經(jīng)提供了28個(gè)產(chǎn)品系列370余款MCU，在產(chǎn)品覆蓋、開(kāi)發(fā)生態(tài)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等方面都獲得了巨大成功，迄今已交付2萬(wàn)余家客戶(hù)，出貨數(shù)量已超過(guò)5億顆。圖2所示為GD32累計(jì)出貨里程碑。

圖2  GD32系列MCU累計(jì)銷(xiāo)售量里程碑

目前，GD32產(chǎn)品家族提供了四種Arm內(nèi)核MCU，包括Cortex-M3、M4、M23和M33，覆蓋了從入門(mén)級(jí)、主流型到高性能應(yīng)用多種設(shè)計(jì)需求。GD32所有產(chǎn)品均為國(guó)內(nèi)第一個(gè)推出，Cortex-M23內(nèi)核產(chǎn)品作為高性?xún)r(jià)比的入門(mén)級(jí)選擇，可用來(lái)替代傳統(tǒng)8位和16位MCU；旗艦系列則采用Cortex-M4內(nèi)核，主頻高達(dá)200MHz，提供完整并行計(jì)算和浮點(diǎn)運(yùn)算能力可滿(mǎn)足高級(jí)計(jì)算需求；基于Cortex-M33內(nèi)核的GD32E5系列側(cè)重高精度應(yīng)用開(kāi)發(fā)和工控需求，眾多的產(chǎn)品組合可以與國(guó)際品牌抗衡。值得一提的是開(kāi)源架構(gòu)RISC-V內(nèi)核也已經(jīng)納入GD32陣營(yíng)，去年8月份推出的GD32VF103系列是全球首顆量產(chǎn)的RISC-V內(nèi)核通用MCU芯片，為未來(lái)自主國(guó)產(chǎn)化立下基石，對(duì)“中國(guó)芯”的推進(jìn)具有里程性意義。

圖3  GD32 MCU產(chǎn)品家族及分類(lèi)

3.  “芯”馳神往志在必得：

 立足于GD32產(chǎn)品的全方位覆蓋，不斷在市場(chǎng)取得成功和突破，兆易創(chuàng)新是如何做到的呢？金光一提到GD32贏(yíng)在布局，貴在堅(jiān)持。因?yàn)閷?duì)于通用MCU市場(chǎng)，所涉及的是各種行業(yè)細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域。 

圖4  GD32面向眾多的行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域 

各種應(yīng)用領(lǐng)域?qū)CU的需求千差萬(wàn)別，硬件和軟件開(kāi)發(fā)資源也有很大不同。如果在戰(zhàn)略上沒(méi)有完整的布局，在戰(zhàn)術(shù)上就不可能有全面的協(xié)調(diào)。因此，GD32生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)極為重要。

圖5  GD32 MCU生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)

GD32生態(tài)系統(tǒng)包含六大要素，即官方工具、第三方合作伙伴工具、嵌入式軟件及中間件、各種解決方案、培訓(xùn)展會(huì)和人才培養(yǎng)體系。拓展MCU生態(tài)可謂是“得道多助”，目前兆易創(chuàng)新已授權(quán)的國(guó)內(nèi)外第三方合作伙伴有幾十家，未來(lái)將發(fā)展到幾百家，形成全球化的第三方支持和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，提供MCU開(kāi)發(fā)所需的各種開(kāi)發(fā)板卡、調(diào)試量產(chǎn)工具、中間件、視頻培訓(xùn)教程等資源將極大豐富。

將“以人為本”理念引入MCU教育是兆易創(chuàng)新全方位人才培養(yǎng)模式的特色，涵蓋從中小學(xué)和幼兒、高職專(zhuān)科、大學(xué)本科和研究生階段。我不禁感慨于這樣的“四級(jí)火箭”式的強(qiáng)有力教育推進(jìn)機(jī)制，金光一對(duì)此展開(kāi)介紹。第一，MCU需要“從娃娃抓起”。為此提供的Linkboy“中國(guó)芯少年”圖形化編程仿真平臺(tái)，非常適合針對(duì)青少年開(kāi)展“MCU編程與集成電路科普行動(dòng)”，與國(guó)家普及“中國(guó)芯”教育指導(dǎo)思想契合；第二，MCU使用需要有“匠人精神”，深度參與“1+X”項(xiàng)目“物聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)”意義重大。在教育部和國(guó)家部委支持下，與第三方教育科技機(jī)構(gòu)合作，針對(duì)中專(zhuān)和職高開(kāi)展MCU技術(shù)和實(shí)操教學(xué)和考核，對(duì)合格者頒發(fā)教育部認(rèn)證的職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)。第三，高等院校是培植MCU產(chǎn)學(xué)研融合的沃土，“GD32大學(xué)計(jì)劃”為此設(shè)立“四個(gè)維度”，包括打造精品課程、開(kāi)展師資培訓(xùn)、設(shè)立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室促進(jìn)開(kāi)發(fā)實(shí)踐、舉辦電子競(jìng)賽發(fā)揮雙創(chuàng)活力。第四，研究生群體是MCU科研創(chuàng)新主體，常年冠名“兆易創(chuàng)新杯”中國(guó)研究生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。此為教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心指導(dǎo)，中國(guó)電子學(xué)會(huì)和中國(guó)學(xué)位與研究生教育學(xué)會(huì)主辦，面向全國(guó)在讀研究生的年度賽事，今年雖然受到疫情影響，但參賽隊(duì)伍和師生人數(shù)仍然創(chuàng)造歷史新高，參賽隊(duì)伍3818支，參賽師生超過(guò)兩萬(wàn)人。

4. “芯”想事成圓夢(mèng)天下

如今戴有“中國(guó)品牌價(jià)值最高芯片供應(yīng)商”桂冠的兆易創(chuàng)新，正在致力于構(gòu)建以存儲(chǔ)器、控制器、傳感器三大業(yè)務(wù)板塊聯(lián)動(dòng)的完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)。金光一毫不諱言在日益激化的MCU市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，兆易創(chuàng)新前面有國(guó)際巨頭的攔路虎阻擋，后面有國(guó)內(nèi)友商的追兵追趕。如何突圍并持續(xù)蓬勃發(fā)展，就是要持續(xù)發(fā)揮布局潛力，不斷探索以MCU控制器為核心，與傳感器、模擬外設(shè)、各類(lèi)存儲(chǔ)器組合聯(lián)動(dòng)，為嵌入式系統(tǒng)及終端提供包括射頻無(wú)線(xiàn)、新型存儲(chǔ)、硬件加速器、信號(hào)鏈、實(shí)時(shí)互聯(lián)、光電傳輸、電源管理、功率控制和智能傳感器等更加出色智能化應(yīng)用解決方案，業(yè)已成為未來(lái)發(fā)展的目標(biāo)和戰(zhàn)略。

對(duì)于國(guó)際巨頭的競(jìng)爭(zhēng)要有差異化，這是本土市場(chǎng)和用戶(hù)需求。而在新興領(lǐng)域中國(guó)廠(chǎng)商更具有后發(fā)的優(yōu)勢(shì)，比如RISC-V，就不僅僅是推出芯片，而是要提供完善的開(kāi)發(fā)生態(tài)支持。兆易創(chuàng)新憑借RISC-V MCU獲得今年2月在德國(guó)紐倫堡舉辦的Embedded World 2020全場(chǎng)唯一硬件大獎(jiǎng)就是獲得國(guó)際認(rèn)可的實(shí)證。

作為中國(guó)32位通用MCU的領(lǐng)跑者，突破和超越必不可少。目前國(guó)際廠(chǎng)商大都還停留在90nm工藝水平，較新也僅為55nm。而兆易創(chuàng)新MCU已經(jīng)率先采用40nm工藝大規(guī)模量產(chǎn)，并探索22nm。這就決定了GD32在性能和成本上的優(yōu)勢(shì)。目前MCU主頻最高為200MHz，而翻兩番到800MHz并不遙遠(yuǎn)。由于集成獨(dú)立乘除法器和各種運(yùn)算加速器，目前的綜合性能可以達(dá)到1000DMIPS，并支持DSP和浮點(diǎn)運(yùn)算。運(yùn)行和待機(jī)功耗也持續(xù)降低，待機(jī)電流小于1uA，可以與以往16位MCU的超低功耗匹敵。在射頻方面可集成Wi-Fi無(wú)線(xiàn)射頻單元到MCU內(nèi)部，具備無(wú)線(xiàn)連接能力提供SOC單芯片解決方案。模擬方面已經(jīng)集成運(yùn)放、比較器、ADC、DAC等信號(hào)鏈單元，未來(lái)還將集成電源管理單元（PMU）、功率控制和驅(qū)動(dòng)。

金光一反復(fù)強(qiáng)調(diào)的“MCU百貨商店”概念令人耳目一新，這就是兆易創(chuàng)新以“產(chǎn)品+生態(tài)”的結(jié)合，致力于為用戶(hù)提供完善的支持服務(wù)。在產(chǎn)品方面既提高通用產(chǎn)品的種類(lèi)和覆蓋率滿(mǎn)足普遍需求，又面向細(xì)分垂直市場(chǎng)應(yīng)用，與行業(yè)用戶(hù)聯(lián)合定義有針對(duì)性的優(yōu)化產(chǎn)品。GD32 MCU憑借全面布局帶來(lái)的廣泛市場(chǎng)覆蓋率，持續(xù)研發(fā)具備的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力，完善生態(tài)提供的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)支撐深受市場(chǎng)青睞，更以積極開(kāi)放的姿態(tài)迎接中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)：

鄭小龍《本土設(shè)計(jì)公司創(chuàng)新進(jìn)行時(shí)》，電子產(chǎn)品世界，2015(2-3)18-20

（注：來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2020年第12期）