拥抱RISC-V新赛道，兆易创新要做MCU的“百货超市”

小飞飞

“我们的 GD32VF103 系列 RISC-V MCU 面向主流型开发需求，新品首批提供了 14 个型号，包括 QFN36、LQFP48、LQFP64 和 LQFP100 等 4 种封装类型选择，并完整保持了与现有产品在软件开发和引脚封装方面的兼容性。”在兆易创新的新品发布会上，其执行副总裁 MCU 事业部总经理邓禹向大家介绍，“这个系列适用于工业控制、消费电子、新兴 IoT、边缘计算、人工智能及垂直行业的深嵌入式市场应用。”

自中兴事件后，国内的芯片市场彻底觉醒，下定决心走自主可控之路，开源、简洁、灵活的 RISC-V 被看作中国芯片产业的重要机遇，备受国内厂商的青睐。一年来，已经有多款 RISC-V 产品落地，从华米科技针对可穿戴推出的第一颗 RISC-V 处理器，到物奇微电子推出的通用 RISC-V CPU 主控器，以及阿里平头哥推出的玄铁 910 处理器和紫光展锐发布的蓝牙芯片春藤 5842 和春藤 5882，无一不彰显 RISC-V 技术的火爆。兆易创新的 GD32VF103 系列是 RISC-V 阵营的第一颗 MCU。

拥有定制化内核，兼具高度安全性

针对 RISC-V 开发产品，用户首先会问：内核从哪里来？由于 RISC-V 是一个开源的架构，由于每家公司在处理器领域的积累不同，所以并不是所有公司都可以基于 RISC-V 技术开发出最优化的产品。因此兆易创新选择了和芯来科技共同定制打造了一颗 RISC-V 内核的商用内核，代码叫‘大黄蜂’（Bumblebee）。

兆易创新 MCU 事业部产品市场总监金光一解释，“Bumblebee 内核设计了二级变长流水线微架构，配备精简的指令预取单元和动态分支预测器，并融入多种低功耗设计方法。能够以二级流水线的代价，达到传统架构三级流水线的性能和频率，实现了业界一流的能效比与成本优势。这使得 GD32VF103 系列 MCU 在最高主频下的工作性能可达 153 DMIPS，CoreMark 测试也取得了 360 分的优异表现，相比 GD32 Cortex-M3 内核产品性能提升 15%的同时，动态功耗降低了 50%，待机功耗更降低了 25%。”

在安全方面，GD32VF103 系列的所有芯片都集成了 96 位的 ID，每个芯片都有唯一的 ID，客户可以用这个 ID 来做加密和解密，或者做芯片识别；另外，该系列还采用了基于 Flash 的专利技术，实现了专利片上存储加密技术，实际存储在 MCU 上的代码和数据都是经过了加密，都是和原有代码数据不一样的，而且都是唯一的。如果芯片遭到破解，将无法读取片上的代码和数据，从而确保芯片的安全性，保护了用户的知识产权。

打造 GD32 MCU“百货公司”

兆易创新的 MCU 事业部成立于 2011 年，在 2013 年发布了第一款产品，当邓禹带着产品去找客户的时候，客户的第一问就是：我们为什么要相信你们的 GD32？邓禹的解释是，兆易创新就是做 Flash 起家的，绝对是 Flash 专家，我们绝对可以保证 Flash 不会掉程序。于是，有人开始采用 GD32 产品。

随着客户需求的改变，兆易创新又开发了基于 Cortex-M4 和 Cortex-M23 的产品。邓禹介绍，“我们目前正在开发 Cortex-M33，加上新推出的 RISC-V 产品系列，我们拥有了 5 大产品家族。”

兆易创新执行副总裁 MCU 事业部总经理邓禹先生

从 2013 年到 2018 年，兆易创新累计出货量接近 3 亿颗，客户数量达到 1 万多家，年复合增长率超过了 200%。根据 HIS Markit 发布的“2018 年中国 Cortex MCU 厂商市场排名”来看，ST 排名第一，市场占比 47.4%；NXP 排名第二，市场占比 25.2%；兆易创新排名第三，市场占比达到 9.4%，相对于 2017 年的数据是增长了 3.6%，这是一个可喜可贺的成绩。

邓禹展示了公司定制的全面产品覆盖图，他解释，“我们从超值入门型 GD32F3、F2，到主流均衡型的 GD32F1、GD32F2、GD32E1、GD32F3，到高性能模型的 F4 全部覆盖，未来会推出更高速的产品，RISC-V 以后也会有更高性能的 32 位，64 位 MCU 还有待观察。”

针对产品规划，邓禹解释，“我们一定是两条腿走路，我们和 ARM 是战略合作，但是将来所有系列都会有采用 RISC-V 的产品，未来会针对多种内核，持续开发多种产品，搭建多层次的开发平台。”

如果所有行业都有百货公司，兆易创新也要做 GD32 MCU 的“百货公司”。在现场，邓禹给我们展示了上图。GD32 MCU“百货公司”包括 eRF、eNVM、Logic、Memory、Sensor、Analog。eRF 会将 Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT 等射频功能集成。在传感器方面，兆易创新成功收购了思立微，完成了在传感器方面的布局；兆易创新做第一颗 MCU 时，采用了中芯国际的 110nm 纯逻辑的制程，在通用 MCU 领域属于首创。邓禹表示，“今年底兆易创新会集成电机控制里的驱动 MCU，后面会做高精度 AD/DA，未来从这六个方面给用户提供全方位的服务。 ”

除了通用 MCU 市场，汽车 MCU 市场也是国内的一个痛点，几乎全部都被国外厂商垄断。因此，兆易创新也要做汽车级 MCU。八年前，邓禹接过通用 MCU 的研发大旗时，他认为兆易创新的 MCU 可以在五年内实现盈利，结果在第三年实现了盈利，这次他对公司承诺的是七年。邓禹表示，“对于汽车级 MCU，我们强调高可靠性。在中国的白电市场，冰箱、空调、洗衣机的 MCU 都来自国外厂商，风险也比较大。虽然家电用 MCU 并不需要达到汽车级标准，但是对可靠性要求也很高，之所以计划做七年，就是希望在百电市场将可靠性提升上来，然后过渡到汽车市场。”

笔者认为，一款产品从军用级扩展到民用级比较容易被接受，但是如果从白电市场过度到汽车级产品还会让用户产生疑虑，毕竟汽车级 MCU 的要求十分苛刻。兆易创新应该从一开始就按照汽车级的标准研发产品，直接在汽车上进行测试，才能更保证产品的可靠性。

小飞飞

跨上RISC-V的新赛道，抢占市场先机

放眼半导体市场，芯片架构只有 x86、arm，x86 属于封闭型，arm 属于授权型，对于芯片创业者来说，x86 和 arm 的机会已经很小，而 RISC-V 作为新赛道会给用户带来哪些机遇？

嵌入式软件协会副理事长何小庆认为，“新赛道需要有选手，目前做通用 MCU 的公司还没有进入到赛道，大家还处于热身阶段，兆易创新走在前列，如果热身的充分，等起跑的枪声打响会跑得更快。当然国内还有很多做 MCU 的公司也在热身，大家一起加入这个新赛道共同推动这个生态的发展。”

何老师讲完以后，清华大学电子工程系杨华中教授也提出不同的观点，“虽然赛道是新的，但是太多人来跑也会挤死，芯片行业投入十块钱，挣到两块钱，所以这个领域的核心是要芯片有足够大的用量，我希望加入这个赛道的是各个产业的人很多，而不是只做 RISC-V 芯片的商家很多，如果大家都来做 RISC-V 芯片一定行不通，一定要用政治+经济的手段来防止这个赛道搞的人满为患，在芯片领域恰恰要少而精。”

站在兆易创新的角度，金光一的观点是，“RISC-V 的技术是物联网发展必然的结果，因为物联网本身就面临着多元化、多样化和碎片化的问题，包括差异化的需求。终端客户也给我们提出需求：如何通过不同的形式、不同的内核、不同的架构和不同应用的差异化，让他们的产品更有竞争力？因此，我相信差异化是有市场需求的，我们已经推出了 ARM 内核的 MCU，现在推出基于 RISC-V 的 MCU，是对差异化的补充。另外，中国有最大的电子产品消费市场，这是我们的先天优势，在新的赛道上，我们在所有领域都能够拥有更多的发展机会。只要和上下游密切合作，从产业链到工具链打造完整的生态系统，一定能成为物联网时代的领跑者。”

RISC-V 确实是一个新赛道，需要产业链上下游加入来完善这个生态系统，但是杨华中教授的提醒也值得斟酌，RISC-V 的产业链不只需要制造芯片的厂商，更需要使用芯片的厂商，大家一哄而起都来制造芯片一定无法发展起来，只能因为过剩而造成资源浪费。

基于 GD32VF103 系列产品的方案展示：

基于 GD32VF103C8 的核心开发板 Longan-nano

基于 GD32VF103RB BLDC 通用控制 DEMO

基于 GD32VF10RB 的智能车方案