根據(jù)bom2buy器件排行最新的數(shù)據(jù)顯示(截止時間2022/3/25),在微控制器類別排行中,最熱門的器件為意法半導(dǎo)體的STM32F103RCT6,綜合Newark、Mouser Electronics、Digi-Key、Farnell等分銷商的信息,目前這顆芯片的市場均價在52.4857人民幣左右,市場總庫存為5129左右。
圖|微控制器熱度榜TOP10 來源:bom2buy
其中在過去6個月中,STM32F103RCT6的價格走勢上漲約0.24%,而庫存走勢變化較大,在去年8月中旬到10月中旬,庫存維持在低位,10月中旬開始庫存驟升,在11月中旬達到過去6個月的峰值,猜測可能是當(dāng)時疫情受到一定的管控,芯片生產(chǎn)逐步步入正軌,同時也可能與第四季度芯片消費下降有一定程度的關(guān)系。
圖|微控制器庫存/價格走勢 來源:bom2buy
作為意法半導(dǎo)體所有MCU中普通的一顆微控制器,STM32F103RCT6為何受到如此熱捧呢?這就涉及到它的特點和應(yīng)用。STM32F103RCT6在意法半導(dǎo)體自己的官網(wǎng)定義為主流增強型ARM Cortex-M3 MCU,具有256 KB Flash、72 MHz CPU,主要突出的幾個特點有:電機控制、USB以及CAN,而這幾個特點與2021爆發(fā)增長的新能源汽車以及本身在默默發(fā)展的工業(yè)自動化控制等領(lǐng)域可以說是相輔相成。
預(yù)計到2022年,就國內(nèi)新能源汽車銷量可達330萬輛左右。而無論是電機控制,還是CAN通信功能,在汽車電子中可謂極其重要。電機控制作為當(dāng)今汽車應(yīng)用領(lǐng)域的一個重點部分,應(yīng)用范圍從傳統(tǒng)的車身和便利設(shè)備、底盤和安全設(shè)備,到智能且更具創(chuàng)新性的領(lǐng)域(如電動汽車和電動動力總成域)。 CAN通信則將汽車儀表、ECU、控制模塊、變速箱、輔助剎車系統(tǒng)、各種傳感器和開關(guān)連在一起,實現(xiàn)信息的實時同步,CAN總線可以簡化車身線路布局,提高車身電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性,使汽車在控制方面更加智能、精確。
而在如今的工業(yè)生產(chǎn)自動化領(lǐng)域,多種多樣的電機控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于物流行業(yè)與大型裝配生產(chǎn)線。比如單個電機可以實現(xiàn)單個電機轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)速,位置等參數(shù)控制,使電機完成規(guī)定的動作;而多個電機控制系統(tǒng)則可以在復(fù)雜精密運動控制系統(tǒng)的應(yīng)用中大大降低生產(chǎn)成本、減少了加工中誤操作的發(fā)生,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。CAN總線則因為簡單可靠的通訊方式,也廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域,相比于其它網(wǎng)絡(luò)類型,如局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和個人網(wǎng)等,CAN 更加適合應(yīng)用于現(xiàn)場控制領(lǐng)域。不同于USB或以太網(wǎng)等傳統(tǒng)總線系統(tǒng)是在總線控制器的協(xié)調(diào)下,實現(xiàn)A節(jié)點到B節(jié)點大量數(shù)據(jù)的傳輸,CAN網(wǎng)絡(luò)的消息是廣播式的,亦即在同一時刻網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點偵測的數(shù)據(jù)是一致的,因此比較適合傳輸諸如控制、溫度、轉(zhuǎn)速等短消息,從而也廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域。
除了以上這幾個典型特點在特定領(lǐng)域中的應(yīng)用,STM32F103RC微控制器的其它特點如下圖硬件系統(tǒng)框圖所示。
圖|STM32F103系列微控制器硬件系統(tǒng)框圖 來源:意法半導(dǎo)體官網(wǎng)
由于目前全球疫情反復(fù),半導(dǎo)體廠商受到不小的沖擊,供應(yīng)鏈也一直處于超負荷狀態(tài),天有不測風(fēng)云,對于各個方案廠商來說,隨時需要準備第二套、甚至第三套的備選方案,與非網(wǎng)也整理了國內(nèi)幾家可以替代意法半導(dǎo)體STM32F103RC微控制器的芯片,僅供參考。
靈動微MM32F3277系列
靈動微電子成立于 2011 年,是中國本土通用 32 位 MCU 產(chǎn)品及解決方案供應(yīng)商??蛻艉w智能工業(yè)、汽車電子、通信基建、醫(yī)療健康、智慧家電、物聯(lián)網(wǎng)、個人設(shè)備、手機和電腦等應(yīng)用領(lǐng)域。靈動微電子是中國為數(shù)不多的同時獲得了 Arm-KEIL、IAR、SEGGER 官方支持的本土 MCU 公司,并建立了獨立、完整的通用 MCU 生態(tài)體系,可以為客戶提供從硬件芯片到軟件算法、從參考方案到系統(tǒng)設(shè)計的各項支持。
靈動微MM32系列基于ARM Cortex-M0及Cortex-M3內(nèi)核,產(chǎn)品包括:針對通用高性能市場的MM32F系列,針對超低功耗及安全應(yīng)用的MM32L系列,具有多種無線連接功能的MM32W系列,電機驅(qū)動及控制專用的MM32SPIN系列,以及OTP型的MM32P系列等。同樣的管腳、型號等與STM全兼容,替換成本非常低。
兆易創(chuàng)新GD32F103系列
兆易創(chuàng)新成立于2005,總部設(shè)于中國北京,是一家致力于開發(fā)先進的存儲器技術(shù)、MCU和傳感器解決方案的領(lǐng)先無晶圓廠半導(dǎo)體公司,公司的核心產(chǎn)品線為存儲器、32位通用型MCU及智能人機交互傳感器芯片及整體解決方案,公司產(chǎn)品以“高性能、低功耗”著稱,為工業(yè)、汽車、計算、消費類電子、物聯(lián)網(wǎng)、移動應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)和電信行業(yè)的客戶提供全方位服務(wù)。
兆易創(chuàng)新已經(jīng)發(fā)布幾十款基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的GD32F103系列和GD32F101系列32位通用MCU產(chǎn)品,GD32系列MCU力爭為用戶帶來優(yōu)異的系統(tǒng)性能與靈活的應(yīng)用體驗,并在性價比上做得更為出眾。為了給用戶在研發(fā)時有更大的自由選擇范圍,產(chǎn)品線提供從16KB到128KB的Flash容量,并有QFN36,TQFP48,LQFP64和LQFP100多種封裝選擇。兆易創(chuàng)新GD32F103系列兼容STM32F103,相比之下,性能更好,價格更便宜。
無錫九科芯微電子NS32F103系列
無錫九科芯微電子有限公司是專業(yè)從事微電子技術(shù)研發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)。公司圍繞 ARM Cortex-M0/M0+、M3、M4、M7內(nèi)核,專注于MCU及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā),公司針對超低功耗、無線連接、電機驅(qū)動等多應(yīng)用領(lǐng)域研制系列化MCU產(chǎn)品,以滿足客戶及市場多領(lǐng)域、多層次的應(yīng)用需求。
NS32F103系列微控制器基于ARM Cortex-M3處理器,工作頻率為 72MHz,內(nèi)置高速存儲器,豐富的增強 I/O 端口和各種功能的外設(shè)接口,MCU具備一系列的省電模式保證低功耗應(yīng)用的要求。提供包括從 36 腳至 100 腳的 4 種不同封裝形式;根據(jù)不同的封裝形式,器件中的外設(shè)配置不盡相同。這些豐富的外設(shè)配置使得 NS32F103系列微控制器可應(yīng)用于多種應(yīng)用場合,如電機驅(qū)動和應(yīng)用控制、醫(yī)療和手持設(shè)備、PC游戲外設(shè)和 GPS 平臺、可編程控制器(PLC)、變頻器、打印機和掃描儀 警報系統(tǒng)、視頻對講和暖氣通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)等。NS32F103系列微控制器完全可以替換ST芯片,無需修改硬件和軟件,相不錯。
雅特力AT32F403系列
雅特力科技于2016年成立,是一家致力于推動全球市場32位微控制器創(chuàng)新趨勢的芯片(MCU)設(shè)計公司,專注于ARM Cortex-M4/M0+的32位微控制器研發(fā)與創(chuàng)新,不斷打造更高性能且具有競爭力的MCU產(chǎn)品。自2018年正式對外銷售至今,累積了相當(dāng)多元的終端產(chǎn)品成功案例:如微型打印機、掃地機、光流無人機、激光雷達、工業(yè)縫紉機、伺服驅(qū)控、電競周邊市場、斷路器、ADAS、T-BOX、數(shù)字電源、電動工具等終端設(shè)備應(yīng)用,廣泛地覆蓋5G、物聯(lián)網(wǎng)、消費、商務(wù)及工控等領(lǐng)域。
雅特力AT32F403系列可以替代意法半導(dǎo)體STM32F103系列,管腳定義PIN to PIN 兼容,軟硬件兼容,而且Cortex-M4內(nèi)核性能更強,主頻可達240MHz,雅特力有自研的脫機燒錄器AT-Link,同時也支持第三方編程器:邁斯威志,軒微科技,周立功等。
除了以上提到的這些公司的產(chǎn)品,還有諸如深圳新域半導(dǎo)體的GOF32F103系列、中科芯的CKS32F103系列、極海半導(dǎo)體的APM32F103系列等,都有代替STM32F103的方案。其實在很多目光觸及不到的地方,本土已經(jīng)有不少微控制器廠商在默默發(fā)力國產(chǎn)芯片設(shè)計,我們不妨多一點耐心,相信用不了多久,世人就會發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)芯片已自成體系,在沉默中驚艷爆發(fā)。