航顺芯片：国产MCU厂商，靠什么从内卷中脱颖而出？

　　在当下内卷的大环境下，航顺芯片是如何消除内卷，突破高端的?

　　当前，全球半导体行业正经历寒冬。受经济环境疲软、消费需求减弱、库存调整等因素影响，半导体市场增速显著放缓。

　　在这种背景下，半导体厂商间的竞争日益激烈，价格战已成常态，MCU市场亦不例外。SIA数据显示，中国MCU市场占全球25%左右。尽管市场规模庞大，但国内MCU厂商的产品主要集中在中低端市场，同质化竞争严重。本土厂商面临着巨大的内卷压力，市场价格混乱，利润空间不断压缩。不少MCU厂商直言目前正面临着巨大的压力，很可能撑不过去了。

　　相比之下，高端MCU市场由ST、NXP、瑞萨等国际巨头牢牢占据。这些企业凭借成熟的技术体系和先发优势，在国内市场拥有相当大的份额。本土厂商在M4、M7等高性能内核的MCU产品上进展缓慢，主要原因在于技术积累不足、市场认可度不高以及产品验证周期长。随着物联网、工业自动化等领域的快速发展，对高性能MCU的需求日益增长。这一趋势为本土厂商提供了新的机遇。航顺芯片敏锐地捕捉到高端MCU市场对安全性和高速接口的迫切需求，推出了HK32F4系列MCU产品。该系列产品在性能、集成度、功耗和外设方面均有显著提升，如更大的Cache、Flash、SRAM存储容量，集成了高速USB和以太网接口等。独特的安全设计使其在复杂应用场景中具有更强的竞争力，尤其适用于数据安全和联网设备。

　　▲航顺芯片联合创始人&CTO

　　王翔Big-Bit借此机会采访了航顺芯片的联合创始人兼CTO王翔，与他探讨了国内高端MCU市场的发展现状、航顺芯片的策略与思考，以及未来规划。

　　高端MCU的难点在哪里?

　　在高端MCU市场，芯片设计的难度不仅仅在于技术的实现，更在于如何应对市场复杂多变的需求。航顺芯片的联合创始人兼CTO王翔指出，MCU集成M4内核从技术上来说并不困难，但真正的挑战在于满足高端市场的特定需求。“从技术层面来看，MCU集成M4内核并没有太大难度，”王翔解释道，“M4和M3的MCU在接口上的相似度超过90%，这意味着将M4内核集成到MCU中的难度与M0或M3内核相差不大。”然而，难点并不在于集成技术本身，而在于如何应对市场对高性能、高集成度的要求。

　　开发板“问题在于，当你把M4推向市场终端时，其应用场景是复杂的。”王翔表示，“M3市场可能不需要480Mbps高速 USB这样的需求，但M4的市场需求却截然不同。增加一个480Mbps 的高速USB接口，其难度远高于集成M4内核，包括集成高速USB PHY(物理层)也具有极高的挑战性。”航顺芯片在设计HK32F4 系列MCU产品时，面临的一个重大挑战是如何为芯片增加更多的外围功能。尽管M4和M3在数字架构、总线架构和DMA(直接存储器访问)等方面的基础结构类似，但外设的复杂性大大增加了设计的难度。王翔指出：“高速接口的引入、更复杂的模拟功能，以及对运算放大器性能的更高要求，都对芯片设计提出了新的挑战。”

　　航顺芯片在应对这些挑战时，并没有依赖什么特殊的方法，而是通过持续深入的研发来逐步克服这些困难。“对于一个没有做过M4内核MCU的厂商来说，首先要回答的问题是：M4的市场在哪里?市场的需求是什么?我们能提供哪些价值?”王翔解释道，“只有明确这些问题，我们才能将研发工作深入推进。”王翔将这一过程比喻为项目管理中的拆解和实现。他说：“这与做项目管理的道理相同，必须从顶层思维和底层逻辑到落地实施，逐步拆分并完成任务。”在设计过程中，航顺芯片团队还遇到了如何优化总线系统的挑战。由于增加了DMA和多个外设，总线系统变得非常拥堵，影响了整个系统的算力和性能表现。“总线就像一个矩阵，如何排列这个矩阵很大程度上决定了整个SoC(系统级芯片)的算力表现。”王翔回忆道，“我们在这部分花了很多功夫去微调，确保系统能够高效运转。”

　　聚焦信息安全与高集成化

　　航顺芯片在其最新发布的HK32F4系列MCU设计中，充分考虑了市场需求，并对市面上现有的M4内核MCU进行了全面升级。王翔表示：“我们不仅硬件兼容某国际大厂的芯片，同时在软件上也可以做到95%的兼容性。这使得我们的客户能够非常快速地进行方案替代，节省了大量时间和成本。”航顺芯片在设计HK32F4系列MCU时，着重对市面上主流的M4内核MCU进行了优化，以弥补其不足。王翔指出：“随着物联网的快速发展，MCU在联网和信息安全方面的需求变得尤为重要。”

　　MCU信息为了应对这些需求，航顺芯片在HK32F4系列MCU中引入了100M的以太网接口，并加入了AES加密模块和随机数生成器。这些改进使得HK32F4系列MCU能够广泛应用于数据信息安全领域，如U盘、电机驱动、工业控制、联网设备等，显著扩展了其应用场景。在性能方面，HK32F4系列也进行了多项升级。王翔解释道：“我们的HK32F4系列MCU配备了8K bit的指令缓存，而市面上其他产品通常只有1K bit。这意味着我们的MCU具备更高的算力和更好的计算效率。”此外，航顺芯片还为HK32F4系列配置了1MB的Flash存储，这是基于市场调研得出的结论。王翔表示：“市场上有40%左右的应用需要更大的Flash存储，因此我们选择了1MB的配置，以覆盖更多的市场需求，而不是为不同需求设计多款芯片。”

　　在高速通信接口方面，HK32F4系列MCU同样领先于市场上的同类产品。王翔介绍说：“我们的芯片集成了480Mbps的高速USB接口，并且支持OTG(即插即用)功能。”此外，航顺芯片在HK32F4系列MCU中集成了高速USB PHY(物理层接口)，这一设计在行业内相当具有挑战性。王翔指出：“外挂一个高速USB PHY通常会增加5到10元的成本，而我们的芯片本身只需十几元，这为客户节省了大量成本，同时也减少了电路板的占用面积。”航顺芯片还通过增加更多的UART串口，进一步满足市场需求。王翔解释道：“我们目前的UART串口增加到了6个，因为我们听到很多客户表示，他们的应用需要更多的UART串口来连接传感器和外围芯片进行通信。”HK32F4系列还采用了40nm的工艺制程，相较于市面上主流的90nm和55nm工艺，功耗更低，性能更优。

　　通用还是专用?

　　如何在通用性与市场需求之间取得平衡，一直是MCU厂商们面临的重要课题。通用化意味着可以覆盖更大的市场，而专用化则可能减少竞争压力，但同时也意味着市场规模的缩小。航顺芯片在设计其HK32F4系列MCU时，选择了一条通用化的路线，希望能够覆盖更广泛的应用场景。为了实现这一目标，航顺芯片在MCU中集成了大量的外设接口，力求满足不同应用场景的要求。然而，通用化也带来了资源浪费的问题，因为各个市场对外设的需求不尽相同。“外设越多，成本也就越高，”王翔坦言，“所以我们必须在投入与产出之间做出权衡。”

　　王翔进一步解释：“从整体投入与产出角度来看，使用一颗芯片去覆盖更多市场，虽然可能会造成资源浪费，但总体上仍然是更经济的选择。”为了应对市场上不同客户的需求，航顺芯片采取了阶梯性价格策略。王翔指出：“我们的产品在功能上可能会超出一些客户的需求，例如有些应用可能只需要256KB的Flash，而我们的芯片配置了1 MB的Flash。这些客户可能会觉得成本过高，但我们通过调整价格策略来满足他们的需求。”这种灵活的定价策略，使得航顺芯片既能够满足多样化的市场需求，又能够最大限度地覆盖市场，提升产品的竞争力。

　　在谈到低端与高端市场的策略时，王翔指出，航顺芯片在低端市场更多地采用专用化和特色化的路线，而在高端市场则倾向于通用化。他解释道：“低端市场已经非常成熟，竞争激烈，必须通过专用化和特色化来找到差异化优势。而高端市场虽然需求量小，但技术门槛高、利润空间大，因此我们选择通用化路线来覆盖更广泛的应用场景。”但在未来，航顺芯片在高端市场也会逐步在高端市场上探索专用化和特色化的发展路径，以应对市场的变化和需求的增长。

　　王翔向Big-Bit解释道：“航顺芯片的产品都将围绕低价格、高品质、特色化这三个维度发展。低价格意味着卖得出，高品质意味着卖得好，特色化意味着卖得爆。无论是高端、中端还是低端产品，航顺芯片一定会围绕这三个维度去打造。”为了支持这种特色化的发展，航顺芯片在供应链管理方面也采取了多元化策略，而不是仅依赖一家晶圆厂进行生产。

　　王翔解释道：“虽然只在一家晶圆厂生产可以降低风险和简化研发过程，但这会影响我们的特色化和差异化能力。通过与多家晶圆厂合作，我们能够在供应链稳定性与生产差异化之间取得平衡。”这种多元化策略不仅有助于航顺芯片保持供应链的稳定性，还能够灵活应对市场变化，确保公司在面对突发情况时能够迅速调整生产和供应策略。

　　细节决定成败

　　在当下这种内卷的大环境下，航顺芯片在面对如何降本增效、提高利润率的问题时，向我们展示了其独门秘籍。细节决定着芯片的最佳质量、最低成本和最优特色，这也是航顺芯片在设计MCU时特别注重的方面。“客户看到的往往只是冰山以上产品的功能点，而真正显功夫的冰山以下的地方往往是客户看不到的。”他说。其中一个关键技术是DFT(可测试性设计)，它确保了芯片的稳定性和高良率。王翔解释道：“为了保证每颗芯片都能稳定运行，不会有功能和性能上的大幅波动，我们在设计中做了大量的DFT工作，包括在USB PHY的设计中，为了保证通信质量，我们在晶圆测试和封装测试中增加了许多探测设计，以便及时发现并解决潜在问题。”他进一步阐述了DFT在实际应用中的重要性：“我们的设计中有30%以上的部分是为测试服务的。这些工作虽然用户看不到，但对产品最终的质量和成本控制至关重要。”除了关注设计的细节外，航顺芯片还通过内部的自动化和模块化战略实现了成本控制和效率提升。王翔透露，航顺芯片内部开发了一套自动化的软件平台，通过这一平台，公司的项目效率和研发周期得以大幅提升。“我们的自动化平台使得项目的效率和时间缩短了30%到50%。这是航顺芯片能快速推出新产品的关键因素之一。”他还提到了通过模块化和标准化实现快速产品开发的优势。“通过模块化和标准化，我们能够迅速组装出新的产品配置，这不仅提升了设计和生产的效率，还保证了产品的一致性和可靠性。”航顺芯片通过这种内部优化，实现了更具竞争力的价格策略。王翔指出：“我们的NRE(一次性非经常性费用)成本降低了30%，这使得我们在市场上的定价更具优势。客户不仅能够得到高质量的产品，还能够以更合理的价格获取这些产品。”

　　未来展望

　　在展望未来时，王翔强调了航顺芯片管理层对行业发展趋势的深刻理解和前瞻性思考。他表示：“一家企业能否走得长远，取决于管理层的思考深度和广度。我们在制定策略时，不仅考虑当前的市场竞争，还着眼于未来三到五年的发展趋势。”

　　航顺芯片在自动化和DFT方面的投入，同样是为未来更大的市场需求做准备。“我们的自动化管理不仅是为了应对当前的挑战，更是为了迎接未来AI时代的到来。通过不断优化我们的研发流程和供应链管理，我们能够在技术积累的基础上，进一步增强公司的市场竞争力。”

　　技术上，航顺芯片也早早为未来做了很多准备工作。“从技术难度或高端度来看，M4并不是我们研发团队最复杂的设计。”王翔分享，团队之前已有M7加M0双核MCU的研发经验，“一旦M7市场或双核物联网应用爆发，我们将迅速抓住机会。”

　　面对当前激烈的市场竞争，王翔承认感到压力重重，但表示“我们不怕卷”。他认为，竞争虽带来压力，却是筛选优秀企业的机制，航顺芯片视之为提升自身竞争力的机会。

　　王翔强调，低价格虽重要，航顺芯片更注重品质和特色化。“卖得爆的产品是高品质加上特色化。”他解释说，仅有低价格不足以形成核心竞争力，产品的质量和独特性才是关键。通过持续提升品质和特色化，航顺芯片不仅稳固了当前市场地位，也为未来竞争中的持续成长奠定了基础。王翔信心满满地总结：“我们有优势和策略在市场中脱颖而出，不仅生存，还要成为行业的领跑者。”