单片机发展简史
单片机出现的历史并不长,但发展十分迅猛。 它的产生与发展和微处理器(CPU)的产生与发展大体同步,自1971年美国英特尔公司首先推出4位微处理器以来,它的发展到目前为止大致可分为5个阶段。下面以英特尔公司的单片机发展为代表加以介绍。
1971年~1976年
单片机发展的初级阶段。 1971年11月英特尔公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器英特尔4004,并配有RAM、 ROM和移位寄存器, 构成了第一台MCS—4微处理器, 而后又推出了8位微处理器英特尔8008, 以及其它各公司相继推出的8位微处理器。
1976年~1980年
低性能单片机阶段。 以1976年英特尔公司推出的MCS—48系列为代表, 采用将8位CPU、 8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构, 虽然其寻址范围有限(不大于4 KB), 也没有串行I/O, RAM、 ROM容量小, 中断系统也较简单, 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。
1980年~1983年
高性能单片机阶段。 这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口,有多级中断处理系统, 多个16位定时器/计数器。片内RAM、 ROM的容量加大,且寻址范围可达64 KB,个别片内还带有A/D转换接口。
1983年~80年代末
16位单片机阶段。 1983年英特尔公司又推出了高性能的16位单片机MCS-96系列,由于其采用了最新的制造工艺, 使芯片集成度高达12万只晶体管/片。
1990年代
单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。
单片机的分类及应用
MCU按其存储器类型可分为无片内ROM型和带片内ROM型两种。对于无片内ROM型的芯片,必须外接EPROM才能应用(典型为8031);带片内ROM型的芯片又分为片内EPROM型(典型芯片为87C51)、MASK片内掩模ROM型(典型芯片为8051)、片内Flash型(典型芯片为89C51)等类型。
按用途可分为通用型和专用型;根据数据总线的宽度和一次可处理的数据字节长度可分为8、16、32位MCU。
目前,国内MCU应用市场最广泛的是消费电子领域,其次是工业领域、和汽车电子市场。消费电子包括家用电器、电视、游戏机和音视频系统等。工业领域包括智能家居、自动化、医疗应用及新能源生成与分配等。汽车领域包括汽车动力总成和安全控制系统等。
单片机的基本功能
对于绝大多数MCU,下列功能是最普遍也是最基本的,针对不同的MCU,其描述的方式可能会有区别,但本质上是基本相同的:
TImer(定时器):TImer的种类虽然比较多,但可归纳为两大类:一类是固定时间间隔的TImer,即其定时的时间是由系统设定的,用户程序不可控制,系统只提供几种固定的时间间隔给用户程序进行选择,如32Hz,16Hz,8Hz等,此类TImer在4位MCU中比较常见,因此可以用来实现时钟、计时等相关的功能。
另一类则是Programmable Timer(可编程定时器),顾名思义,该类Timer的定时时间是可以由用户的程序来控制的,控制的方式包括:时钟源的选择、分频数(Prescale)选择及预制数的设定等,有的MCU三者都同时具备,而有的则可能是其中的一种或两种。此类Timer应用非常灵活,实际的使用也千变万化,其中最常见的一种应用就是用其实现PWM输出。
由于时钟源可以自由选择,因此,此类Timer一般均与Event Counter(事件计数器)合在一起。
IO口:任何MCU都具有一定数量的IO口,没有IO口,MCU就失去了与外部沟通的渠道。根据IO口的可配置情况,可以分为如下几种类型:
纯输入或纯输出口:此类IO口有MCU硬件设计决定,只能是输入或输出,不可用软件来进行实时的设定。
直接读写IO口:如MCS-51的IO口就属于此类IO口。当执行读IO口指令时,就是输入口;当执行写IO口指令则自动为输出口。
程序编程设定输入输出方向的:此类IO口的输入或输出由程序根据实际的需要来进行设定,应用比较灵活,可以实现一些总线级的应用,如I2C总线,各种LCD、LED Driver的控制总线等。
对于IO口的使用,重要的一点必须牢记的是:对于输入口,必须有明确的电平信号,确保不能浮空(可以通过增加上拉或下拉电阻来实现);而对于输出口,其输出的状态电平必须考虑其外部的连接情况,应保证在Standby或静态状态下不存在拉电流或灌电流。
外部中断:外部中断也是绝大多数MCU所具有的基本功能,一般用于信号的实时触发,数据采样和状态的检测,中断的方式由上升沿、下降沿触发和电平触发几种。外部中断一般通过输入口来实现,若为IO口,则只有设为输入时其中断功能才会开启;若为输出口,则外部中断功能将自动关闭(ATMEL的ATiny系列存在一些例外,输出口时也能触发中断功能)。外部中断的应用如下:
外部触发信号的检测:一种是基于实时性的要求,比如可控硅的控制,突发性信号的检测等,而另一种情况则是省电的需要。
信号频率的测量,为了保证信号不被遗漏,外部中断是最理想的选择。
数据的解码:在遥控应用领域,为了降低设计的成本,经常需要采用软件的方式来对各种编码数据进行解码,如Manchester和PWM编码的解码。
按键的检测和系统的唤醒:对于进入Sleep状态的MCU,一般需要通过外部中断来进行唤醒,最基本的形式则是按键,通过按键的动作来产生电平的变化。
通讯接口:MCU所提供的通讯接口一般包括SPI接口,UART,I2C接口等,其分别描述如下:
SPI接口:此类接口是绝大多数MCU都提供的一种最基本通讯方式,其数据传输采用同步时钟来控制,信号包括:SDI(串行数据输入)、SDO(串行数据输出)、SCLK(串行时钟)及Ready信号;有些情况下则可能没有Ready信号;此类接口可以工作在Master方式或Slave方式下,通俗说法就是看谁提供时钟信号,提供时钟的一方为Master,相反的一方则为Slaver。
UART(Universal Asynchronous Receive Transmit):属于最基本的一种异步传输接口,其信号线只有Rx和Tx两条,基本的数据格式为:Start Bit + Data Bit(7-bits/8-bits) + Parity Bit(Even, Odd or None) + Stop Bit(1~2Bit)。一位数据所占的时间称为Baud Rate(波特率)。
对于大多数的MCU来讲,数据为的长度、数据校验方式(奇校验、偶校验或无校验)、停止位(Stop Bit)的长度及Baud Rate是可以通过程序编程进行灵活设定。此类接口最常用的方式就是与PC机的串口进行数据通讯。
I2C接口:I2C是由Philips开发的一种数据传输协议,同样采用2根信号来实现:SDAT(串行数据输入输出)和SCLK(串行时钟)。其最大的好处是可以在此总线上挂接多个设备,通过地址来进行识别和访问;I2C总线的一个最大的好处就是非常方便用软件通过IO口来实现,其传输的数据速率完全由SCLK来控制,可快可慢,不像UART接口,有严格的速率要求。
Watchdog(看门狗定时器):Watchdog也是绝大多数MCU的一种基本配置(一些4位MCU可能没有此功能),大多数的MCU的Watchdog只能允许程序对其进行复位而不能对其关闭(有的是在程序烧入时来设定的,如Microchip PIC系列MCU),而有的MCU则是通过特定的方式来决定其是否打开,如Samsung的KS57系列,只要程序访问了Watchdog寄存器,就自动开启且不能再被关闭。一般而言watchdog的复位时间是可以程序来设定的。Watchdog的最基本的应用是为MCU因为意外的故障而导致死机提供了一种自我恢复的能力。
单片机的学习窍门
任何一款MCU,其基本原理和功能都是大同小异,所不同的只是其外围功能模块的配置及数量、指令系统等。
对于指令系统,虽然形式上看似千差万别,但实际上只是符号的不同,其所代表的含义、所要完成的功能和寻址方式基本上是类似的。
要了解一款MCU,首先需要知道就是其ROM空间、RAM空间、IO口数量、定时器数量和定时方式、所提供的外围功能模块(Peripheral Circuit)、中断源、工作电压及功耗等等。
了解这些MCU Features后,接下来第一步就是将所选MCU的功能与实际项目开发的要求的功能进行对比,明确哪些资源是目前所需要的,哪些是本项目所用不到的。
对于项目中需要用到的而所选MCU不提供的功能,则需要认真理解MCU的相关资料,以求用间接的方法来实现,例如,所开发的项目需要与PC机COM口进行通讯,而所选的MCU不提供UART口,则可以考虑用外部中断的方式来实现。
对于项目开发需要用到的资源,则需要对其Manua进行认真的理解和阅读,而对于不需要的功能模块则可以忽略或浏览即可。对于MCU学习来讲,应用才是关键,也是最主要的目的。
明确了MCU的相关功能后,接下来就可以开始编程了。
对于初学者或初次使用此款MCU的设计者来说,可能会遇到很多对MCU的功能描述不明确的地方,对于此类问题,可以通过两种方法来解决,一种是编写特别的验证程序来理解资料所述的功能;另一种则可以暂时忽略,单片机程序设计中则按照自己目前的理解来编写,留到调试时去修改和完善。前一种方法适用于时间较宽松的项目和初学者,而后一种方法则适合于具有一定单片机开发经验的人或项目进度较紧迫的情况。
指令系统千万不要特别花时间去理解。指令系统只是一种逻辑描述的符号,只有在编程时根据自己的逻辑和程序的逻辑要求来查看相关的指令即可,而且随着编程的进行,对指令系统也会越来越熟练,甚至可以不自觉地记忆下来。
单片机的程序编写
MCU的程序的编写与PC下的程序的编写存在很大的区别,虽然现在基于C的MCU开发工具越来越流行,但对于一个高效的程序代码和喜欢使用汇编的设计者来讲,汇编语言仍然是最简洁、最有效的编程语言。
对于MCU的程序编写,其基本的框架可以说是大体一致的,一般分为初始化部分(这是MCU程序设计与PC最大的不同),主程序循环体和中断处理程序三大部分,其分别说明如下:
初始化:对于所有的MCU程序的设计来讲,出世化是最基本也是最重要的一步,一般包括如下内容:
屏蔽所有中断并初始化堆栈指针:初始化部分一般不希望有任何中断发生。
清除系统的RAM区域和显示Memory:虽然有时可能没有完全的必要,但从可靠性及一致性的角度出发,特别是对于防止意外的错误,还是建议养成良好的编程习惯。
IO口的初始化:根据项目的应用的要求,设定相关IO口的输入输出方式,对与输入口,需要设定其上拉或下拉电阻;对于输出口,则必须设定其出世的电平输出,以防出现不必要的错误。
中断的设置:对于所有项目需要用到的中断源,应该给予开启并设定中断的触发条件,而对于不使用的多余的中断,则必须给予关闭。
其他功能模块的初始化:对于所有需要用到的MCU的外围功能模块,必须按项目的应用的要求进行相应的设置,如UART的通讯,需要设定Baud Rate,数据长度,校验方式和Stop Bit的长度等,而对于Programmer Timer,则必须设置其时钟源,分频数及Reload Data等。
参数的出世化:完成了MCU的硬件和资源的出世化后,接下来就是对程序中使用到的一些变量和数据的初始化设置,这一部分的初始化需要根据具体的项目及程序的总体安排来设计。对于一些用EEPROM来保存项目预制数的应用来讲,建议在初始化时将相关的数据拷贝到MCU的RAM,以提高程序对数据的访问速度,同时降低系统的功耗(原则上,访问外部EEPROM都会增加电源的功耗)。
主程序循环体:大多数MCU是属于长时间不间断运行的,因此其主程序体基本上都是以循环的方式来设计,对于存在多种工作模式的应用来讲,则可能存在多个循环体,相互之间通过状态标志来进行转换。对于主程序体,一般情况下主要安排如下的模块:
计算程序:计算程序一般比较耗时,因此坚决反对放在任何中断中处理,特别是乘除法运算。
显示传输程序:主要针对存在外部LED、LCD Driver的应用。
中断处理程序:中断程序主要用于处理实时性要求较高的任务和事件,如,外部突发性信号的检测,按键的检测和处理,定时计数,LED显示扫描等。
一般情况下,中断程序应尽可能保证代码的简洁和短小,对于不需要实时去处理的功能,可以在中断中设置触发的标志,然后由主程序来执行具体的事务――这一点非常重要,特别是对于低功耗、低速的MCU来讲,必须保证所有中断的及时响应。
对于不同任务体的安排,不同的MCU其处理的方法也有所不同。
例如,对于低速、低功耗的MCU(Fosc=32768Hz)应用,考虑到此类项目均为手持式设备和采用普通的LCD显示,对按键的反应和显示的反应要求实时性较高,应此一般采用定时中断的方式来处理按键的动作和数据的显示;而对于高速的MCU,如Fosc》1MHz的应用,由于此时MCU有足够的时间来执行主程序循环体,因此可以只在相应的中断中设置各种触发标志,并将所有的任务放在主程序体中来执行。
在MCU的程序设计中,还需要特别注意的一点就是:要防止在中断和主程序体中同时访问或设置同一个变量或数据的情况。有效的预防方法是,将此类数据的处理安排在一个模块中,通过判断触发标志来决定是否执行该数据的相关 *** 作;而在其他的程序体中(主要是中断),对需要进行该数据的处理的地方只设置触发的标志。――这可以保证数据的执行是可预知和唯一的。
全球主流单片机制造商
欧美地区
1、Freescale+NXP(飞思卡尔+恩智浦):荷兰,主要提供16位、32位MCU。应用范围:汽车电子、LED和普通照明、医疗保健、多媒体融合、家电和电动工具、楼宇自动化技术电机控制、电源和功率转换器、能源和智能电网、自动化、计算机与通信基础设施。
2、Microchip+Atmel(微芯科技+爱特梅尔):美国,主要提供16位、32位MCU。应用范围:汽车电子、工业用、电机控制、汽车、楼宇自动化、家用电器、家庭娱乐、工业自动化、照明、物联网、智能能源、移动电子设备、计算机外设。
3、Cypress+Spansion(赛普拉斯+飞索半导体):美国,主要提供8位、16位、32位MCU。应用范围:汽车电子、家用电器、医疗、消费类电子、通信与电信、工业、无线。
4、ADI(亚德诺半导体):美国,主要提供8位、16位、32位MCU。应用范围:航空航天与国防、汽车应用 、楼宇技术 、通信 、消费电子 、能源 、医疗保健 、仪器仪表和测量 、电机、工业自动化 、安防。
5、Infineon(英飞凌):德国,主要提供16位、32位MCU。应用范围:汽车电子、消费电子、工程、商用和农用车辆、数据处理、电动交通、工业应用、医疗设备、移动设备、电机控制与驱动、电源、面向摩托车电动自行车与小型电动车、智能电网、照明、太阳能系统解决方案、风能系统解决方案。
6、ST Microelectronics(意法半导体):意大利/法国,主要提供32位MCU。应用范围:LED和普通照明、交通运输、医疗保健、多媒体融合、家电和电动工具、楼宇自动化技术电机控制、电源和功率转换器、能源和智能电网、自动化、计算机与通信基础设施。
7、Qualcomm(高通):美国,主要提供16位,32位MCU。应用范围:智能手机、平板电脑、无线调制解调器。
8、Texas Instruments(德州仪器):美国,主要提供16位、32位MCU。应用范围:汽车电子、消费电子、医疗设备、移动设备、通信。
9、Maxim(美信):美国,主要提供32位MCU。应用范围:汽车电子、消费电子、工业应用、安防。
日韩地区
1、Renesas(瑞萨):日本,主要提供16位、32位MCU。应用范围:电脑及外设、消费类电子、健康医疗电子、汽车电子、工业、通信。
2、Toshiba(东芝):日本,主要提供16位、32位MCU。应用范围:汽车电子、工业用、电机控制、无线通信、移动电话、电脑与周边设备、影像及音视频、消费类(家电)、LED照明、安全、电源管理、娱乐设备。
3、Fujitsu(富士通):日本,主要提供32位MCU。应用范围:汽车、医疗、机械,家电。
4、Samsung Electronics(三星电子):韩国,主要提供16位、32位MCU。应用范围:汽车电子、工业用、电机控制、汽车、楼宇自动化、家用电器、家庭娱乐、工业自动化、照明、物联网、智能能源、移动电子设备、计算机外设。
台湾地区
1、宏晶科技:台湾,主要提供32位MCU。应用范围:通信、工业控制、信息家电、语音。
2、盛群半导体:台湾,主要提供8位、32位MCU。应用范围:消费电子、LED照明等。
3、凌阳科技:台湾,主要提供8位、16位MCU。应用范围:家庭影音。
4、中颖电子:台湾,主要提供4位、8位MCU。应用范围:充电器、移动电源、家电、工业控制。
5、松翰科技:台湾,主要提供8位、32位MCU。应用范围:摇控器、智能型充电器、大小系统、电子秤、耳温q、血压计、胎压计、各类量测及健康器材。
6、华邦电子:台湾,主要提供8位、16位MCU。应用范围:车用电子、工业电子、网络、计算机、消费电子、物联网。
7、十速科技:台湾,主要提供4位、8位、51位MCU。应用范围:遥控器、小家电。
8、佑华微电子:台湾,主要提供4位、8位MCU。应用范围:录音集成电路产品、消费电子、家用产品。
9、应广科技单片机:台湾,主要提供4位、8位MCU。应用范围:机械、自动化、家电、机器人。
10、义隆电子:台湾,主要提供8位、16位MCU。应用范围:消费电子、电脑、智能手机。
大陆地区
1、希格玛微电子:主要提供32位MCU,应用范围:电信、制造、能源、交通、电力等。
2、珠海欧比特:主要提供32位MCU,应用范围:航空航天:星箭站船、飞行器;高端工控:嵌入式计算机;舰船控制、工业控制、电力设备、环境监控。
3、兆易创新:主要提供32位MCU,应用范围:工业自动化、人机界面、电机控制、安防监控、智能家居、物联网。
4、晟矽微电子:主要提供8位、32位MCU,应用范围:小家电、消费类电子、遥控器、鼠标、锂电池、数码产品、汽车电子、医疗仪器及计量、玩具、工业控制、智能家居及安防等领域。
5、芯海科技:主要提供16、32位MCU,应用范围:仪器仪表、物联网、消费电子、家电、汽车电子。
6、联华集成电路:主要提供8位、16位MCU,应用范围:消费电子、白色家电、工业控制、通信设备、汽车电子、计算机。
7、珠海建荣:主要提供8位MCU,应用范围:家用电器 、移动电源。
8、炬芯科技:主要提供8位至32位MCU,应用范围:平板电脑、智能家居、多媒体、蓝牙、wifi音频。
9、爱思科微电子:主要提供8位、16位MCU,应用范围:消费类芯片、通讯类芯片、信息类芯片、家电。
10、华芯微电子:主要提供8位、4位MCU,应用范围:卫星接收器、手机充电器、万年历、多合一遥控器。
11、上海贝岭(华大半导体控股):主要提供8位、16位、32位MCU,应用范围:计算机周边、HDTV、电源管理、小家电、数字家电。
12、海尔集成电路:主要提供14位、15位、16位MCU,应用范围:消费电子、汽车电子、工业、智能仪表。
13、北京君正:主要提供32位MCU,应用范围:可穿戴式设备、物联网、智能家电、汽车、费类电子、平板电脑。
14、中微半导体:主要提供8位MCU,应用范围:智能家电、汽车电子、安防监控、LED照明及景观、智能玩具、智能家居、消费类电子。
15、神州龙芯集成电路:主要提供32位MCU,应用范围:电力监控、智能电网、工业数字控制、物联网、智能家居、数据监控。
16、紫光微电子:主要提供8位、16位MCU,应用范围:智能家电。
17、时代民芯:主要提供32位MCU,应用范围:汽车导航、交通监控、渔船监管、电力电信网络。
18、华润矽科微电子(华润微旗下公司):主要提供8位、16位MCU,应用范围:消费电子、工业控制、家电。
19、国芯科技:主要提供32位MCU,应用范围:信息安全领域 、办公自动化领域、通讯网络领域、 信息安全领域。
20、中天微:主要提供32位MCU,应用范围:智能手机、数字电视、机顶盒、汽车电子、GPS、电子阅读器、打印机。
21、华润微电子:主要提供8位、16位MCU,应用范围:家电,消费类电子、工业自动化控制的通用控制电路。
22、中颖电子:主要提供4位、8位、16位、32位MCU,应用范围:家电、电机。
23、灵动微电子:主要提供32位,应用范围:电机控制、蓝牙控制、高清显示、无线充、无人机、微型打印机、智能标签、电子烟、LED点阵屏等。
24、新唐科技:主要提供8位MCU,应用范围:照明、物联网等。
25、东软载波:主要提供8位、32位MCU,应用范围:家电、智能家居、仪器仪表、液晶面板控制器、工业控制等。
26、贝特莱:主要提供32位MCU,应用范围:智能家居、工业控制以及消费类产品领域。
27、笙泉科技:主要提供8位MCU,应用范围:车用、教育、工控、医疗等中小型显示面板。
28、航顺芯片:主要提供8位、32位MCU,应用范围:汽车、物联网等。
29、复旦微电子:主要提供16位、32位MCU,应用范围:智能电表、智能门锁等。
30、华大半导体:主要提供8位、16位、32位MCU,应用范围:工业控制、智能制造、智慧生活及物联网等。TWS为”True Wireless Stereo”的缩写,是“真正的无线立体声”的意思。
2016年蓝牙技术联盟在伦敦正式发布了最新的蓝牙50技术标准。官方表示,全新蓝牙50标准在性能上将远超蓝牙42LE版本,包括在有效传输距离上将是42LE版本的4倍。
从蓝牙10 到50:
蓝牙50性能全方位提升
传输能力:蓝牙50 在低功耗模式下具备更快更远的传输能力,传输速率是蓝牙42 的两倍,有效传输距离是蓝牙42 的四倍,数据包容量是蓝牙42 的八倍。
室内导航:支持室内定位导航功能,结合WiFi 可以实现精度小于1 米的室内定位
智能家居:针对IoT 物联网进行底层优化,力求以更低的功耗和更高的性能为智能家居服务。
蓝牙的应用场景
蓝牙50的高传输带宽也让TWS真无线蓝牙耳机的双边通话成为了可能,目前市面上主要BT-TWS蓝牙耳机和使用蓝牙50手机型号如下:
国内重点公司介绍:
1 立讯精密
AirPods初始组装供应商为中国台湾的英业达,歌尔2018年导入,当前产能和良率仍在爬坡;立讯17年导入供应链并且受益于产线自动化的优势,预期将充分受益于AirPods的爆发。
立讯精密2019年第一季度实现营业收入9019亿元,同比增长6690%;归属于上市公司股东的净利润616亿元,同比增长8504%;落在之前指引区间(70%~90%)的高位区间!一季度营收以及利润的增长主要得益于airpods的放量,同时立讯指引2019年1-6月归属于上市公司股东的净利润为140~157亿,同比增长70%~90%,大部分受益于airpods等新品的利润率爬坡,立讯凭借自身强大的项目落地能力使得公司业绩能够继续实现快速增长。
公司以连接器起家,不断丰富其产品线。公司19年开始有LCP天线、无线充电、线性马达等多个新品导入,我们判断公司新品良率提升超出预期;在声学方面,公司持续拓展声学组件和振动马达的市场份额,积极完善技术以及提升产品良率,努力缩小与行业龙头的距离。此外,公司还将继续受益AirPods的份额继续提升和上量。公司与大客户合作多年,产品技术以及服务都收到了客户的认可,未来份额也有望继续提升。
公司在通信和 汽车 的长线业务开始取得进展,其中通信业务全面布局有线、无线和光模块业务,已经在海外几家主力设备客户中取得积极进展。5G时代有望成长新的利润增厚。光模块方面,基站侧目前以6G/10G 为主,未来有望逐渐升级到25G/100G。公司5G 基站用滤波器产品已有部分产品小批量出货。在新能源 汽车 领域,公司与国内客户新产品线进展顺利。随着新能源 汽车 持续放量,国内外客户逐渐导入,有望成为新的增长动力。
2 兆易创新
每颗耳机均需要一颗128M NOR Flash用来存储固件及相关代码,每一快屏幕需要一颗8-16M NOR用于demura光学补偿,且由于低功耗要求高目前格局良好,A股龙头厂商正在加速切入、份额超预期。
新款airpods 发布,相关第三方机构第一时间进行细致拆解,我们认为从中能够石锤TWS耳机对高阶128M NOR flash的需求拉动,同时除苹果外基于联发科及高通CSR平台的产品亦采用了类似方案,我们继续强调,TWS耳机将成为消费电子2019-2020年的一抹亮色、同时亦将成为高阶NOR的X因素。
主业“存储+IoT”业务逆势向上,产品结构+新产品放量突破。兆易作为典型高 科技 成长性公司,成长路线由16年NOR到17年NAND到18年DRAM,市场空间将按照十倍打开。公司主业围绕“存储+IoT”逐步完善“存储-处理-传感-传输”布局,2005年来从SRAM→NOR→MCU→NAND,新品持续迭代推出。而这也正是我们一直以来强调优质 科技 公司高 科技 红利转化效率、成长性突出的本质。强执行力下产品结构优化、工艺迭代带来的成本下降是公司核心竞争力所在,四季度公司高阶NOR Flash占比继续提升、SLC NAND进一步放量,有望继续实现稳健成长。
得DRAM者得天下,三大领域需求驱动DRAM继续成长。2017年开启全球半导体第四次硅含量提升周期,物联网、AI、智能驾驶与5G四大核心创新应用将驱动数据量指数式增长,进而驱使全球存储器需求大爆发,第四次硅含量提升周期内,存储器芯片将成为推动半导体集成电路芯片行业上行的主要抓手。第四波硅含量提升周期的四大核心创新驱动是AI、物联网、5G与智能驾驶,从人产生数据到接入设备自动产生数据,数据呈指数级别增长!智能驾驶智能安防对数据样本进行训练推断、物联网对感应数据进行处理等大幅催生内存性能与存储需求。
并购思立微切入AI人机交互,打造“MCU-存储-交互”一体化解决方案。思立微为国内市场领先的智能人机交互解决方案供应商,产品以触控芯片和指纹芯片等新一代智能移动终端传感器SoC芯片为主。本次收购有助于兆易丰富芯片产品线,拓展客户和供应商渠道,在整体上形成完整系统解决方案。上海思立微将一定程度上补足兆易在传感器、信号处理、算法和人机交互方面的研发技术,提升相关技术领域的产品化能力。
3 歌尔股份
声学器件与MEMS为国内领先厂商。声学器件不断升级,加入立体声、防水、智能化等创新,公司具备先进声学器件设计与生产能力,在大客户中份额领先;同时,公司在微电子领域持续加强布局,MEMS麦克风、MEMS动传感器占据市场领先地位,并在半导体芯片研发和封测和SIP方面加强投入,未来有望保持持续成长。
随着无线蓝牙耳机的兴起,歌尔领先布局TWS耳机整机设计组装及核心声学元件,在市场占有绝对领先地位,并为客户提供整体技术解决方案,有望迎来新的业绩增长点。
公司积极布局AR\VR市场。根据中国信息通信院的最新数据显示,全球虚拟现实产业规模接近千亿元人民币,2017-2022年均复合增长率有望超过70%。在整体规模方面,根据Greenlight预测,2018年全球AR\VR市场规模超过700亿元人民币,同比增长126%,预计2020年全球虚拟现实产业规模将超过2000亿元,歌尔全面布局虚拟现实产业链,并积极投入研发和生产,有望带来新的成长动能。
4、瀛通通讯
电声元器件行业领先玩家。瀛通通讯是国内领先的专业从事声学产品、数据线及其他产品的研发、生产和销售的先进制造企业。公司专注于以耳机用微细通讯线材为代表的各类电声产品、数据线及其他产品的研发、生产和销售。根据2018年快报,公司营收为902亿元,同比增长2501%,收入的大幅增长主要受益于声学产品销售量持续增加,2018年归母净利润为6529%,同比下降239%。利润下降主要是受原材料成本的提升和公司新事业部成立而产生的早期成本。随着下游无线耳机需求上升,预期2019年营收及利润会实现大幅增长。
TWS提供耳机用声学产品新动力。随着智能机外观功能的不断进化,配件也不断升级,加上用户对耳机轻便化的需求,无线耳机应运而生。根据GFK数据,2016年无线耳机出货量仅918万台,市场规模不足20亿元。GFK预计2018年无线耳机出货量同比增加41%,市场规模将达54亿美金。到了2020年TWS无线耳机的市场规模将达到110亿美金。预计随着无线耳机音质以及功能性持续改善,未来无线耳机的渗透率有望继续提升,随着无线耳机市场的不断扩大,耳机用声学产品市场也将水涨船高。
积极扩产为需求储备产能。随着终端产品出货量不断上升,未来预期也将持续上涨,公司目前产能难以满足未来市场需求,另一方面,电声元器件行业主要采取以销定产的业务模式,为配合核心客户偶发大额订单的及时交付,公司需保留一定的产能d性,也使得产能扩充成为必要需求,因此公司于2017年进行IPO为产能扩张项目募资。通过募投项目的实施,公司产品覆盖产业链的范围将产品由生产链中上游向下游逐步延伸,有助于提升公司在产业链中的地位和知名度,缩短与核心客户的合作半径。相信公司在坚持研发、精益管理的前提下不断进行产能的扩充能使公司获得更好的规模效益
5、共达电声
2019年一季度扭亏为盈。公司是专业的电声元器件及电声组件制造商和服务商、电声技术解决方案提供商,主营业务为微型电声元器件及电声组件的研发、生产和销售,主要产品包括微型麦克风、车载麦克风、微型扬声器/受话器及其阵列模组,广泛应用于移动通讯设备及其周边产品、笔记本电脑、平板电视、个人数码产品、 汽车 电子等消费类电子产品领域。2018 年实现营业收入805亿元,同比增长227 %;实现归母净利润021亿元。同时公司发布一季度业绩指引,预计实现归属上市公司股东净利润0-300万元,同比增长100%-12069%,实现扭亏为盈。
收购万魔声学,垂直整合产业链。万魔声学是一家主要从事耳机、音箱、智能声学类产品以及关键声学零部件的研发设计、制造和销售的企业,除小米公司外,万魔还成功开发了ODM业务客户华为、亚马逊、爱奇艺、华硕、酷我、咕咚、网易、京东、腾讯等知名客户。共达电声拟通过向万魔声学全体股东发行股份的方式,收购万魔声学100%股权。共达与万魔声学处于产业链的上下游,双方合体后,将真正在业务上实现协同效应。万魔声学预计2019年-2021年净利润分别为15亿元、22亿元和28亿元。股票代码603986
“赵一创新的主营业务是存储器、微控制器和传感器的研发、技术支持和销售。公司主要产品为闪存芯片,具体为串行码闪存芯片,企业为半导体存储器领域的龙头企业。产品广泛应用于手机、平板电脑等手持移动终端、消费电子产品、物联网终端、个人电脑及外设、工业控制设备、汽车电子、通讯设备、医疗设备、办公设备等领域。
公司成立于2005年
北京赵一创新科技有限公司于2005年4月6日在北京市工商行政管理局注册成立。法定代表人朱一鸣
2022年8月1日,公司已完成工商变更登记,取得北京市海淀区市场监督管理局换发的营业执照。工商变更登记的内容为:名称由“北京赵一创新科技有限公司”变更为“赵一创新科技集团有限公司”
国产数字芯片厂商详细信息
下面我们将从核心技术、主要产品、目标市场和应用方案等方面对这30家公司逐一展示。
中科龙芯
核心技术:MIPS授权架构的CPU及生态圈、跨指令兼容的二进制翻译技术。
主要产品:面向行业应用的“龙芯1号”小CPU;面向工控和终端类应用的“龙芯2号”中CPU;以及面向桌面与服务器类应用的“龙芯3号”大CPU。
应用领域:网络安全、办公与信息化、工控及物联网等领域,并在政府、能源、金融、交通、教育等行业领域取得了广泛应用。
天津飞腾
核心技术:自研ARMv8架构处理器、片上并行系统(PSoC)体系结构。
主要产品:高性能服务器CPU(腾云S系列);高效能桌面CPU(腾锐D系列);高端嵌入式CPU(腾珑E系列)三大系列。
应用领域:国内政务办公、装备制造、云计算、大数据以及金融、能源和轨道交通等行业信息系统领域。
海光信息
核心技术:AMD授权X86指令集架构、“禅定”x86 CPU
主要产品:7000系列、5000系列和3000系列处理器。
应用领域:政府机构和商业服务器应用。
兆芯
核心技术: CPU、GPU、芯片组核心技术。
主要产品:“开先”、“开胜”两大CPU系列。
应用领域: 党政办公、金融、教育、医疗、交通、网络安全、能源等行业。
申威
核心技术:申威64自主可控架构
主要产品:SW1600/SW1610 CPU。
应用领域: 党政、军事、超算、服务器和桌面电脑。
华为海思
核心技术:ARM v8架构授权、达芬奇架构NPU
主要产品:鲲鹏920、麒麟系列应用处理器、升腾AI芯片。
应用领域:服务器、手机、智能终端。
紫光展锐
核心技术:5G通信、AI平台
主要产品:虎贲T7520/T7510/T710系列手机应用处理器、W517/307系列智能可穿戴处理器、春藤系列物联网芯片。
应用方案:5G、AIoT、智能语音、智能穿戴、平板电脑、工业互联网
目标市场:手机、可穿戴设备、工业物联网、 汽车 电子、功率电子。
瑞芯微
核心技术:ARM内核高性能应用处理器、智能语音
主要产品:RK35系列、RK33系列、RK32系列、RK31系列RK30系列、RK18系列、RK MCU系列、RK Power系列、RV11系列。
应用方案:平板电脑、流媒体应用、商业及工业应用、家居应用、智联网应用、视觉应用、车载应用。
目标市场:智能硬件、手机周边、平板电脑、电视机顶盒、工控等多个领域。
北京君正
核心技术:XBurst 系列 CPU Core (基于MIPS 指令集)、Helix/ Radix系列 VPU、Tiziano图像处理器、君正AIE 算力引擎、ISSI存储技术
主要产品:X2000、X1000/E、X1520、X1500、X1021系列微处理器;T40、T31、T21、T30、T20系列智能视频处理器;ISSI/Lumissil存储器。
应用方案:智能音频、图像识别、智能家电、智能家居、智能办公、智能视频。
目标市场:生物识别、教育电子、多媒体播放器、电子书、平板电脑、AIoT等领域,以及计算和通信存储市场。
全志 科技
核心技术:智能应用处理器SoC、超高清视频编解码、高性能CPU/GPU/AI多核整合;
主要产品:A系列平板电脑应用处理器、F系列多媒体处理器、H系列机顶盒OTT处理器、R系列智能语音芯片、T系列车规级驾舱信息 娱乐 处理器、V系列视频编解码处理器、MR系列处理器。
应用方案:智能硬件、消费电子、工业控制、家庭 娱乐 、车联网方案;
目标市场:智能硬件、平板电脑、智能家电、车联网、机器人、虚拟现实、网络机顶盒,以及电源、无线通信模组、智能物联网等多个产品领域。
景嘉微
核心技术:支持国产CPU和国产 *** 作系统的GPU
主要产品:JM5400、JM7200/7201 图形处理器
应用市场:笔记本电脑、一体机、移动工作站、刀片式主板等桌面办公和工业控制领域。
天数智芯
核心技术:全自研通用计算GPGPU
主要产品:7纳米GPGPU高端自研云端训练芯片
目标市场:计算机视觉、智能语音、智能推荐等AI领域;HPC通用计算。
芯动 科技
核心技术:GDDR6高带宽显存技术、4K/8K显示的HDMI21技术、国产自主标准的INNOLINK Chiplet和HBM2E高性能计算平台技术
主要产品:智能渲染GPU图形处理器;高速32Gbps SerDes Memory ;高性能计算/高带宽储存/加密计算/AI云计算/低功耗IoT等芯片。
应用市场:高性能计算/多媒体& 汽车 电子/IoT物联网等领域;信创桌面渲染、5G数据中心、云 游戏 、云办公、云教育等主流新基建领域。
高云半导体
核心技术:GoAI机器学习平台、蓝牙FPGA系统级芯片
主要产品:晨熙家族GW2A系列 FPGA、小蜜蜂家族GW1N系列SoC
应用市场:通讯、工业控制、LED显示、 汽车 电子、消费电子、AI、数据中心。
上海安路
核心技术:全流程TD软件系统
主要产品:高端PHOENIX(凤凰)、中端EAGLE(猎鹰)、低端ELF(精灵)系列FPGA。
应用方案:LED显示屏、工业自动化、通信控制、MIPI和TCON显示等。
紫光国微
核心技术:Pango Design Suite FPGA开发软件技术、嵌入式FLASH、高安全加密、内嵌ECC。
主要产品:Titan系列FPGA、Logos系列FPGA、Compact系列CPLD;智能卡和智能终端安全芯片;半导体功率器件;超稳晶体频率器件;5G超级SIM卡。
应用方案:移动通信、金融支付、数字政务、公共事业、物联网与智慧生活、智能 汽车 、电子设备、电力与电源管理、人工智能。
目标市场:金融、电信、政务、 汽车 、工业互联、物联网等领域。
京微齐力
核心技术:AiPGA芯片(AI in FPGA)、异构计算HPA芯片(Heterogeneous Programmable Accelerator)、嵌入式可编程eFPGA IP核、FX伏羲EDA软件
主要产品:HME-R、HME-M、HME-P、HME-H系列FPGA
应用方案:工业控制、医疗电子、消费类电子、广播&通信、 汽车 电子、计算机与存储、嵌入式应用、人工智能。
目标市场:云端服务器、消费类智能终端以及国家通信/工业/医疗等核心基础设施。
智多晶
核心技术:FPGA开发软件“HqFpga”、 自主研发的FPGA架构
主要产品:Seagull 1000系列 CPLD、Sealion 2000 系列FPGA、Seal 5000 系列 FPGA
目标市场:LED驱动、视频监控、图像处理、工业控制、4G/5G通信网络、数据中心等。
成都华微电子
核心技术:可编程逻辑器件CPLD、FPGA硬件设计平台、可编程逻辑器件综合、映射及编程算法软件技术。
主要产品:数字模拟混合信号芯片、可编程逻辑器件、ADC/DAC、模拟电路及接口电路系列产品
应用市场:工业控制、通信和安防等。
遨格芯
核心技术:可编程SoC、异构(MCU)边缘计算
主要产品:CPLD、FPGA、MCU-SoC、AI ASIC、MCU。
目标市场:消费电子、工业和AIoT。
晶晨半导体
核心技术:超高清多媒体编解码和显示处理、人工智能、内容安全保护、系统IP等核心软硬件技术
主要产品:多媒体SoC芯片
应用方案:IP/OTT/DVB机顶盒方案、智能电视、智能影像、智能家居、智能商显。
目标市场:智能机顶盒、智能电视和AI音视频系统终端等,以及IPC等消费类安防市场、车载 娱乐 、辅助驾驶等 汽车 电子市场。
国科微
核心技术:全自主固态硬盘控制芯片、无线数据通信核心技术、AVS2超高清智能4K解码芯片
主要产品:直播卫星高清芯片、智能4K解码芯片、H264/H265高清安防芯片、高端固态存储主控芯片、北斗导航定位芯片。
应用方案:智能机顶盒、智能监控、存储控制、物联网
目标市场:卫星广播、无线通信、存储和信息安全、物联网应用领域。
中星微电子
核心技术:组织制定安全防范视频安全数字音视频编解码(SVAC)国家标准、结构化的视频码流、“数据驱动并行计算”架构
主要产品:“星光”数字多媒体芯片、 集成神经网络处理器(NPU)的SVAC视频编解码SoC、SVAC视频安全摄像头芯片、H264 解压缩芯片、PC摄像头芯片
目标市场:信息安全、图像编码视频安全领域。
澜起 科技
核心技术:高性能DDR内存缓冲控制器、动态安全监控技术(DSC)、异构计算与互联技术
主要产品:DDR2-DDR5系列内存接口芯片、PCIe Retimer芯片、服务器CPU
目标市场:云计算、服务器、存储设备及硬件加速等应用领域。
兆易创新
核心技术:国产SPI NAND Flash工艺技术、基于Armv8-M架构的Cortex-M33内核高性能微处理器
主要产品:NOR Flash、NAND Flash、GD32系列MCU
应用方案:GD25/GD55 B/T/X系列大容量高性能SPI NOR Flash、车载数字组合仪表解决方案、GSL7001光学指纹识别方案
目标市场:工业、 汽车 、计算、消费类电子、物联网、移动应用以及网络和电信行业。
东芯半导体
核心技术:NAND/NOR/DRAM/MCP设计工艺技术
主要产品:中小容量NAND Flash、NOR Flash、DRAM芯片
目标市场:工业控制、通讯网络、消费电子、移动设备、物联网。
芯天下
核心技术:成熟闪存及新型存储技术
主要产品:SPI NOR Flash, NOR MCP, SPI NAND Flash, SD NAND Flash, NAND MCP等。
目标市场:物联网,显示与触控,通信,消费电子,工业等领域。
聚辰半导体
核心技术:串行EEPROM、逻辑加密卡、零漂移轨到轨输入输出运放
主要产品:EEPROM、智能卡芯片
目标市场:智能手机、液晶面板、蓝牙模块、通讯、计算机及周边、医疗仪器、白色家电、 汽车 电子、工业控制等众多领域。
恒烁半导体
核心技术:基于NOR Flash的存算一体架构;50nm制程的NOR Flash存储
主要产品:SPI NOR flash存储器;基于NOR flash的存算一体CIM AI加速芯片; 基于ARM Cortex的32位MCU
目标市场:可穿戴设备、智能音响、安防监控、物联网IoT、泛在电力物联网、 汽车 电子、消费电子及工业等领域。
得一微电子
核心技术:固态存储控制芯片
主要产品:PCIe SSD主控芯片、SATA SSD主控芯片、eMMC 51主控芯片、SPI NAND主控芯片、USB主控芯片
目标市场:通用计算和存储市场,覆盖消费级、企业级、工业级、 汽车 级应用。
兆易创新是否是华为的供应商,这属于商业秘密,我们不得而知,但是可以肯定的是,两企业之间一定有合作关系。兆易创新是一家芯片设计公司,从事于各类存储器、控制器及周边产品的设计研发。兆易创新2020年报显示,期内公司实现营业收入约45亿元,同比增长4040%;归属于上市公司股东的净利润88亿元,同比增长4511%。
其NOR被广泛应用于各个智能化领域,NOR Flash作为硬件层,支撑着汽车电子、5G、工业领域等方面应用软件层的启动,它的价值不可取代,特别在一些高可靠性应用场景如汽车电子的存储芯片需要满足AEC-Q100车规认证,5G基站需要满足至少工业级甚至车规级的标准,目前只有NOR的可靠性是符合的,NOR在这些领域中已经成为了刚需。
华为鸿蒙产业链上游是半导体领域,此领域中包括储存:兆易创新和北京君正。另外在其他方面合作关系有设备:北方华创、精测电子;封测:华天科技、长电科技;设计:紫光国徽、汇顶科技;材料:兴森科技、石英股份、中环股份;IDM:闻泰科技、士兰微。
早在2016年的时候兆易创新就开始与华为合作。基于GD32 MCU的LiteOS开发平台已经准备就绪,用户可以通过使用GD32 MCU直接运行Huawei LiteOS *** 作系统,还可以直接连接到NB-IoT网络,更可以藉由华为端云互通(Ocean Connect)直接接入华为云服务,从而让物联网开发更简单高效。
华为核心五大件CPU\GPU\ADDA\存储\射频器件中,CPU\GPU\ADDA海思已经进行多年研发、产品逐步落地自强。其存储方面用量较大,百亿美金采购级别、预计三年后翻倍,目前主流存储DRAM扶持合肥长鑫(兆易创新)、NAND扶持长江存储,利基型存储兆易创新、ISSI(北京君正拟收购)已经切入。
随着海外势力对我国芯片的打压,华为迎来当头一棒,放眼国内先进的半导体企业,华为与之都有合作关系,这进一步表明国产代替化刻不容缓。华为和兆易创新也有一定的合作关系。
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