STM32：改變MCU格局的蝴蝶

單以各種半導體芯片的年使用數量計算，在眾多數字芯片中，微控制器（MCU）絕對是其中當之無愧的王者。自動化與信息化革命的浪潮，將MCU帶到每個人身邊，很難想象現在城市中離開MCU的電子應用。MCU已經演進為年容量穩定在150億美元左右的市場，不會輕易受到經濟形勢的嚴重拖累，反而得益于物聯網（10T）、智能城市和智能電網等技術的逐步普及，在未來幾年里會進一步取得快速成長。在這樣一個龐大而穩健的市場中，最近幾年卻發生了意想不到的格局變化，發生的變化也許有些類似于我們熟知的蝴蝶效應，引發這個效應的，是一只振翅起飛的“蝴蝶”。

MCU的蝴蝶效應

美國氣象學家愛德華.洛倫茲（Edward N.Lorentz）1963年在一篇提交紐約科學院的論文中分析了蝴蝶效應：“一只南美洲亞馬孫河流域熱帶雨林中的蝴蝶，偶爾扇動幾下翅膀，可以在兩周以后引起美國德克薩斯州的一場龍卷風。”其原因就是蝴蝶扇動翅膀的運動，導致其身邊的空氣系統發生變化，并產生微弱的氣流，而微弱的氣流的產生又會引起四周空氣或其他系統產生相應的變化，由此引起一個連鎖反應，最終導致其他系統的極大變化。

2007年.MCU市場里扇動翅膀的蝴蝶誕生了，隨后的幾年時間里，隨著它一步步的成長，在帶動MCU應用領域快速成長的同時，整個MCU市場的舊有格局發生著翻天覆地的改變，這只蝴蝶就是意法半導體（sT）的STM32系列MCU。

作為第一款采用ARM Cortex-M內核的32位MCU，STM32出現的重要意義體現在兩點。一個是對MCU市場競爭格局的改變——STM32出現之前，意法半導體在MCU領域經歷過輝煌而后遭遇了低落，現在MCU不僅成為這家全球十大半導體公司未來發展的五大戰略方向之一，更讓意法半導體躍升為32位MCU市場上任何人都不可小覷的重要對手。21世紀初，微控制器市場經歷了從早期的單片機向集成化soc結構的MCU演進的過程，這個市場隨著消費、工業及多重市場的自動化浪潮得以飛速發展，越來越多的客戶渴求用廉價、易用且功能強大的32位MCU代替原來的主控芯片，實現更高效的自動化處理設計。這也讓意法半導體這家歐洲半導體巨頭意識到一個全新的機遇與挑戰。在率先將ARM內核引入到32位MCU市場之前，意法半導體自己的MCU產品經歷了大起大落之后，MCU不再是他們的強項，在整體解決方案和多重市場的競爭中要保持競爭力就必，頁有拿得出手的32位MCU產品，“意法半導體意識到大眾市場（Mass market）將成為MCU市場的重要組成部分，STM32將是我們公司在大眾市場成功的關鍵產品。”意法半導體微控制器全球市場部總監Daniel Colona一席話闡明了STM32從誕生伊始就肩負了引領公司在大眾市場取得成功的戰略重任。

另一個更能體現蝴蝶效應的是其對MCU內核架構變革的影響。在STM32剛推出之際，沒有人會認為ARM內核會對32位MCU和單片機市場存在多年的各種傳統內核和架構帶來如此巨大的沖擊，畢竟無論是早期的8051，還是MIPs和其他各種專有架構，都有龐大且穩定的粉絲客戶，而且大家保持著相敬如賓的溫和競爭關系。這看似和諧的競爭格局，僅僅經過了六年的時間就被完全顛覆，幾乎所有32位MCU架構都已經被ARM內核的強勢所震懾，用事實上的標準來稱謂ARM內核對32位MCU產品的意義似乎也不為過，2012年開始，幾乎所有主要的MCu廠商都將32位的ARM內核MCU當做自己未來的開發重點，甚至其他內核沒有做到的侵蝕8位MCU市場的重任也被32位ARM內核繼承。歸根溯源，帶動這樣變化的最初第一步，還是因為STM32這只蝴蝶的展翅起飛。

破繭而出的蝴蝶

在上世紀90年代意法半導體的MCU/單片機產品覆蓋了電視、智能卡、汽車電子和工業應用，曾經一度前三位的供應商，甚至在中國的上述市場領域中，也能看到意法半導體MCU的身影，但是隨后經歷了公司合并等變故之后，意法半導體的MCU并沒有更好的占領市場。雖然MCU一直是意法半導體的一個重要業務部門，但從STM32誕生之后，經過幾年快速成長，MCu才重新成為公司未來發展的重點業務之一。

推出STM32前，意法半導體的MCU面臨著艱難的選擇題，是繼續原有的策略走下去，還是徹底改變傳統思維，破釜沉舟開辟一片新的天地。破繭成蝶前的準備，對于蝴蝶來說是至關重要的，此時意法半導體的MCU，如同一只毛毛蟲，不斷在成長的路上積累著力量，等待成蛹后的破繭而出。意法半導體STM32系列推出前的布局謀劃是其成功的關鍵所在，在全球范圍內，幾個因素決定了STM32今天的成功，Daniel Colona深有感觸：“首先意法半導體在戰略制定上站在一個很好的視野，然后有一個很好的產品規劃，從發布第一個STM32到現在，每年都有新產品按照制定的計劃如期上市，這是對市場的承諾：同時我們積極推動STM32的生態系統。”

“在2005年我們預計未來的16位和32位市場將會極大地增長，并且市場需求一種新內核的產品。sT決定基于Cortex-M內核從新規劃32位單片機產品線，因為sT堅定地認為這個產品（sTM32）將重塑整個高端微控制市場，并將影響力延伸到8位市場。”意法半導體大中華區及南亞區微控制器市場部總監James WIART娓娓道來STM32誕生歷程中的產品構想。在過去的五年時間里，32位MCU的年復合增長率超過7%，遙遙領先于整個工業和多重市場的MCu需求量增長，而ARM內核在整個微控制器和微處理器領域的市場占有比例翻了一番，足足提升了15個百分點。作為第一個推出ARM內核32位MCU產品的意法半導體，從現在的成績看，他們是目前MCU內核ARM化進程中最大的贏家，當初率先進軍32位ARM內核的MCU的決策是極為明智的。

意法半導體微控制器中國區市場部高級經理曹錦東則感言，“通常來講，成功離不開天時、地利和人和，結合sT MCU而言，就是在合適的時期，規劃、設計并推出適合市場需求的STM32，一個有活力的團隊制定并持續執行有針對性的市場策略。特別是在中國，我們持續對大眾市場的投入，使中小客戶便利地接觸、購買STM32，這就是STM32成功之道。”如果說ARM內核的快速成長是天時，32位逐漸流行是地利，那么構建平臺化和生態系統，就是人和了，“我們的策略是建立一個寬廣的產品平臺并進持續優化、細化整個平臺，讓它能夠支撐客戶現在以及未來的發展，同時我們進一步完善與MCU相關的生態系統，讓整個市場提供廣泛的支持，這將是我們一直堅持的策略。”

展翅高飛的蝴蝶

抓住天時地利人和，成功化繭成蝶，這并不意味著STM32這只美麗的蝴蝶就能展翅高飛，為了讓STM32擁有更廣闊的成長空間，意法半導體不僅在技術研發投入上毫無保留，更是深入分析市場，制定了行之有效的市場策略，確保其展翅高飛。

在STM32設計之初，根據多年的經驗，意法半導體將全新的產品定位于通用型微控制器，同時也要針對不同需求進行有針對的滿足.DanielColona指出，“并沒有為專門的應用而設計，但是這并不代表我們不關注具體應用。我們看到目標應用性能、功耗方面有越來越高的要求，同時期望提升數字信號處理能力。”所以，在STM32設計的理念里，意法半導體將其設計成一個為廣泛的應用設計的寬廣化平臺產品，借助ARM內核的可擴展性實現MCu產品的延展性，以期適應不同應用的具體需求。曹錦東則介紹，STM32的競爭優勢之一就是作為一個家族設計新產品，打造了一個有延續性的產品系列平臺，在STM32各個細分家族之間，甚至每個型號之間，在外設、GPIO分布做到最大化的兼容。當然在一些外設配置方面，會考慮到一個目標應用的需求，比如，新近發布的STM32F3集成電機控制定時器以及與電機控制相關的ADC、比較器會設計在一起。

“在STM32平臺規劃和設計過程中，我們一直關注市場新的需求，并將此作為我們開拓市場的重點。”James WIART點出STM32能夠快速切入許多新興市場的一個重要原因，而新興市場不僅帶給MCU更多的應用空間，更因為這個市場的競爭大家都是在接近的起跑線競爭，這就給了STM32更大的成功機會。

MCu市場一直在各種新應用的推動下快速前進，曹錦東堅信STM32的未來在新應用的推動下會更光明：“未來MCU市場的成長更多是來自新興的應用，包括與移動網絡相關的、能源相關的、以及健康相關的應用。這些對MCU的性能和功耗將有更高的要求，這要求我們要研發出一些不一樣的產品，才能勝任這些未來的應用。當然任何應用都不是突然出現的，我們會積極與行業內的先行者一起探索和研究、開發新的應用方案，在這期間，我們會將一些在性能、外設等方面的要求，放到整個產品發展中一起考慮，并付諸于實施。”

現在，當ARM內核成為32位MCU主流標準后，各家紛紛效仿采用，對此，已經在這個生態系統中取得巨大成功的STM32并不擔心同質化競爭。“STM32將在如下方面差異化：超高性能、超低功耗、寬廣的產品線和廣泛的生態系統。”DanielColona對迎接這樣的挑戰信心十足。

曹錦東介紹，同樣的內核，并不意味是同樣的產品，根據用戶不同的需求可以帶給客戶完全不同的產品體驗。半導體產業的發展，已經證明需要更多的分工與合作，比如采用相同的生產工藝設計芯片，采用相同的前端和后端代工廠生產芯片，實踐已經證明了這些變化帶來的成功。同樣在MCU架構方面，采用ARM內核，共同推動生態鏈的發展，為整個市場帶來好處。內核并不代表一個完整的MCU，STM32在每個產品線中配置了不同的外設和性能，比如剛發布的STM32F3，配置了無與倫比的高級模擬外設，同樣是M4內核的STM32F4，配置了以太網和高速USB OTG，在每個產品線之間存在鮮明的差異，意味著不同的定位，同時每個產品線組合在一起，就成為了一個產品平臺，意法半導體將進一步發展整個平臺，為用戶提供差異化的產品。同時在中國意法半導體會繼續完善對大眾市場的支持，確保任何中小客戶都能夠方便使用STM32。

目前，最主要的STM32系列包括以下幾個瞄準不同市場的產品系列，把它們排列在一起，似一群展翅欲飛的蝴蝶，描繪了STM32家族美好的未來，給整個MCu市場帶來更大的改變！

STM32F0：傳承優異基因，打造親民價格。

STM32F1：重塑32位微控制市場的先鋒產品。

STM32F2：高性能32位微控制器，配置ART加速器。

STM32F3：高性價比32位數字控制器，配以空前模擬外設。

STM32F4：采用領先工藝的32位數字控制器，占據性能高地。

STM32L1：高效率，微控制，低功耗。（未完待續）