Microchip的嵌入式控制战略

Microchip业务的核心是MCU，更准确地说是“嵌入式控制”。

Microchip拥有全方位的微控制器，从8位和16位的数字信号控制器到32位MCU和FPGA。但Drehobl指出，它的重点实际上并不是内核，关键在于外设。

外设包括模拟、存储器和射频通信接入，它们可以在芯片内部或外部。它们使Microchip的MCU与众不同，并让Microchip的大量客户充满热情。

在MCU8和MCU16部门担任高级副总裁的Drehobl已经在Microchip工作了30多年。他说：“我们很久前就明白了，在微控制器领域，一切都是关于控制功能，获取数据、分析数据并将其发送给其他设备。而在模拟领域，一切都是关于规格。” 他解释说，人们关心运算放大器的规格，因为市场上有成千上万种运算放大器。

外设（如模拟、存储器或USB控制器、以太网控制器甚至无线）至关重要。它们决定了嵌入式控制的规格和性能。然而，集成并非终极目标。“有时候，在芯片外部可以获得更好的性能，提供更多的灵活性。那么，我们就会在芯片外部进行开发，”他说。

可配置I/O

Yole Intelligence计算和软件主要分析师Tom Hackenberg表示，与竞争对手如NXP、ST和Renesas相比，Microchip的MCU优势在于“基于Arm、MIPS、PIC和AVR架构以及8/16/32位内核的多样化、具有成本竞争力的微控制器组合。而且许多产品提供可配置I/O。”

Microchip表示，它将MCU上集成哪些外设的选择权留给了客户。但通常，大多数芯片公司并不希望有太多的定制。

Hackenberg说：“这种‘定制化’很大程度上来自于已经包含可定制I/O的核心功能多样化组合，这些功能已经设计到基本产品线中。通过收购Microsemi公司，甚至还包括了一些具有可配置逻辑的产品。”

决定MCU选择的因素

当人们在确定他们最喜欢的MCU时，往往会狭隘地关注MCU的处理性能。

Microchip模拟产品副总裁Fanie Duvenhage说：“我称之为信仰。”自1996年以来，Duvenhage一直在Microchip工作，曾在多个产品组工作，包括微控制器。

对于Microchip来说，好消息是它拥有广泛的MCU客户。在选择MCU后，客户将决定集成哪些外设。Duvenhage表示，他们关心的是“与集成相关的灵活性”，而不是处理内核的性能。“我称它为经典意义上的MCU系统级芯片，因为它集成了模拟和微控制器中的闪存，这是非常关键的组成部分。”

Duvenhage在微控制器组工作时说：“我过去常告诉别人，照片中的一个像素因为某个位没编程而呈现错误颜色是一回事。但如果一个嵌入式控制器上的闪存位失败，而这个控制器用于烟雾探测器，那你就有问题了。”

他说，解决方案是专注于“MCU的可靠性”。他说：“微控制器的质量重要性要高出好几个数量级。微控制器应用于飞机、汽车、碰撞传感器、医疗设备等所有关乎安全的领域。”

Drehobl观察到，“当客户在嵌入式系统中设计微控制器时，通常不仅仅是关于一个设计。客户希望评估具有不同性能的MCU解决方案，有无某些外设。他们可能希望迁移到不同的MCU架构。Microchip对于提供引脚兼容性和代码兼容性非常重视。

此外，围绕MCU产品还有工具和基础设施层，Duvenhage指出：“这些往往与产品本身同样重要。”他补充道：“一旦人们学会使用我们的工具，他们就会对其感到满意。这使得他们在开发新产品方面非常高效，并能重复利用已有的资源。”Microchip的产品组合“历史上一直围绕这种重复使用而设计。”

不淘汰政策

嵌入式控制系统的组合使得Microchip必须支持越来越多的产品。那么，Microchip是如何应对的呢？

Drehobl强调：“我们不淘汰产品。只要有人购买，而且我们或我们的代工合作伙伴可以生产并继续生产。”他补充说：“我们很久前就明白了，不要强迫任何人离开。”Microchip平台上的客户希望建立长期合作关系。

但是，Microchip不能温柔地请他们转移到下一个产品家族吗？

Drehobl说：“哦，我们做得不止是温柔。我们会定期推荐。一些客户的采购部门甚至恳求产品淘汰，渴望他们的工程师转移到新平台。然而，工程师不喜欢重新设计。Drehobl说：“我非常乐意转移到新的产品线，但工程师不想这么做，采购部门也无法强迫他们。”

当Microchip在2016年收购Atmel时，Drehobl表示，Atmel计划淘汰其AVR微控制器家族的策略证实了Microchip一直以来的看法。

Atmel试图将客户推向32位。他们拒绝了。所以，当Microchip收购Atmel时，“我们不仅没有淘汰AVR，我们还投资于它、重组它，让它重新焕发活力。”

12年巅峰理论

促使Microchip采用长青政策的一个动力是从产品周期中学到的经验教训。

一个产品从发布到生产的巅峰期平均时间约为12年。Drehobl说：“客户采纳它并开始使用另一个设计所需的时间之长令人难以置信。我们通常在产品发布后的前三四年看不到收入。而收入会在12年内达到顶峰。”

但是Microchip发现的魔力在于此。“到了第20年，该产品仍然比产品发布后的第三四年产生的收入要多。”这并非偶然。Microchip每个季度都看到这种长尾收入。Drehobl说，公司在30年前发布的产品仍然有这种现象。这种现象与微处理器市场所见非常不同。

Drehobl说，一旦客户被Microchip吸引，“我们不想让他们失望。”对于那些忠实度已经延续了六代产品的客户，“他们信任它。他们知道它的特点。他们了解它的一切。”

并购的影响

Microchip的一系列并购不仅扩大了其产品组合，还带来了一些新技术的整合。

例如，Drehobl表示：“我们注意到Atmel拥有一种非常有趣的工艺技术，我们非常喜欢。但我们也发现它存在一些局限性。”

在与Atmel的AVR竞争的Microchip的PIC家族MCU上，Drehobl表示：“我们开发了一种追求更多和更高存储方面的工艺。”相比之下，Atmel拥有“一种出色的适用于低存储方面的工艺”。

Drehobl说：“在整合Atmel的过程中，我们将所有团队放在一起，涵盖了PIC和AVR，我们混合并匹配了开发团队。所以，今天我们在内部设施中运行着这两种工艺。PIC正在运行Atmel的工艺，AVR正在运行PIC的工艺，或者是任何一种有意义的工艺。”

Microchip还在Microsemi交易中获得了SiC技术。

例如，Microchip的dsPIC数字信号控制器（DSC）提供高性能、灵活的外设。它们具有专门用于高性能、先进感测与控制、电机控制和数字功率转换的外设。

正如Drehobl所指出的，“SiC的性能事实证明，真正有助于dsPIC发挥出色。”在他看来，SiC和dsPIC在许多不同的汽车应用中“结合得非常好。”

Microchip与SiC

这引出了一个问题，即Microchip在SiC业务中的参与领域。

Duvenhage表示，自从收购Microsemi以来，Microchip已经在SiC领域有20多年的历史。直到最近，公司才决定成立一个SiC小组，现在这也是Duvenhage的职责之一。

Microchip声称它提供了“业界最广泛、最灵活的产品组合”，包括裸片、离散器件、模块和定制电源模块形式的SiC二极管、MOSFET和门驱动器。

新的SiC小组反映了这个产品细分市场的快速增长，Duvenhage说：“现在逐年翻番。电动车的增长，加上SiC晶圆制造的规模使SiC更加主流，导致市场对SiC在功率方面的效率提升有了认识。”

他表示，Microchip已经赢得了汽车设计项目，“我们的重点更多地关注广泛市场。包括电力转换移动性，许多工业应用，甚至半导体制造业中的SiC，用于他们制造的部分设备。”

Microchip正忙于许多电网类型的应用，太阳能逆变器，一般电力转换，以及大众交通工具如火车。SiC对充电站也具有吸引力。

Microchip从多个供应商采购SiC晶圆。但在SiC器件的生产方面，Duvenhage表示，Microchip正在开发一种“混合模式”。

公司上个月宣布计划投资8.8亿美元，以扩大其位于科罗拉多斯普林斯的50英亩、58万平方英尺制造设施的SiC和Si生产能力，以开发和升级园区，增加SiC制造。

目标是最终使公司内部生产的SiC器件占50%。

Microchip的工艺技术

鉴于其不淘汰政策和不断增长的产品组合，拥有自己的工厂生产使用传统工艺节点的芯片对Microchip至关重要。

据Drehobl介绍，Microchip位于科罗拉多斯普林斯、亚利桑那州坦佩和俄勒冈州格雷舍姆的晶圆厂使用110至180纳米工艺技术的传统节点。所有节点都是在8英寸晶圆上制作的，这进一步增加了复杂性。

半导体制造业在90纳米工艺节点出现时，将晶圆的使用从8英寸转向了12英寸。由于较大晶圆上的单片收入要高得多，晶圆厂很快转向了12英寸晶圆。

Drehobl观察到，这一行业趋势导致了“这种真空现象……即从8英寸到12英寸再无进展之路。”他说，“我认为摩尔定律从技术上破坏了许多传统产品。”

这让像Microchip这样制造传统产品的公司陷入困境。集成了大量模拟和存储器的MCU根本无法缩小。

然后，新冠爆发了。

Drehobl表示，很多客户非常恐慌，开始取消订单。危机加剧的原因是，在疫情之前，由于贸易战和关税，半导体行业已经放缓。Drehobl说，制造设备订单减少，促使制造商停止建造新的8英寸设备。用于传统制造设备的二手市场也迅速枯竭。

Microchip表示，他们的芯片供应仍然受限。

但公司在2021年初创建了“优选供应商计划（PSP）”。 “任何想要与我们下订单的人都可以这样做，但他们必须在不可取消、不可重新安排的协议下提前12个月预订。”PSP非常受欢迎，Microchip以前的客户中有50%加入了PSP。

有什么弱点吗？

如果说Microchip的MCU存在弱点，Yole的Hackenberg观察到，“多样性在维护广泛的产品组合方面具有其自身的成本。许多顶级竞争对手经常选择专门针对大型、有利可图的客户、高需求的纵向市场和尖端产品的专业产品线策略，这些策略让Microchip的多样化策略很难直接竞争。”

他补充说：“例如，汽车是主导MCU市场的行业。这并非巧合，顶级竞争对手都有非常针对性的汽车MCU产品线，甚至比Microchip还要多。”

这似乎正是Microchip不愿做的事。Duvenhage解释说，拥有一款明星产品是好的，直到它成为拖累你的弱点。简言之，在他看来，Microchip最大的优势在于没有突出的弱点。

审核编辑：刘清