自上个世纪八十年代英特尔推出首款单片机后,MCU这类产品就被广泛地应用于各种场景,并促生了一批玩家参与其中。在这些玩家当中,以欧美日企业为主,依赖于在MCU领域的抢先布局,并凭借当时欧美电子市场的快速发展,他们所生产的通用MCU迅速占领了市场,并逐渐形成了领先的竞争格局。在看似稳定的MCU市场中,国外主流MCU厂商之间的竞争也依旧激烈。

同时,随着物联网时代的来临,MCU市场也正发生着一种前所未有的变革。

物联网促使MCU发生变化

作为一个垂直细分且多样化的市场,复杂多样的物联网应用对MCU及其周边组件的功耗、功能等都有更多的要求,因此诞生了很多MCU SoC,例如在MCU中嵌入无线模块、MCU中嵌入ADC等等。于是,针对不同的领域开发不同功能的MCU就成为了推动该领域发展的动力。但物联网在为MCU带来了新的发展契机的同时,也同样带来了新的挑战,安全就是这当中值得重点关注的一个方面。

顾名思义,所谓物联网就是把所有的设备连上网。但联网也意味着可能要面临一些风险。

2016年,Miriai僵尸网络攻陷了成千上万的物联网设备,导致美国东海岸的大部分互联网服务瘫痪;除此之外,2018、2019年两年间也同样有处理器遭到了网络攻击。越来越频繁的网络攻击,暴露了现在物联网在云/管/端上还存在着许多安全问题有待解决。由此,MCU的安全性能也逐渐发展成为物联网设备所必须具备的新功能。

根据市场调研机构Omdia预计,2020年全球物联网设备安装量将达到250亿台。全球网络安全相关技术支出预计从2019年的600亿美元激增至2023年的1570亿美元。在这种庞大的市场需求背景下,MCU作为物联网设备中的重要器件,需要承担设备的安全问题。

如何基于MCU保障用户数据资产安全?

从技术上看,目前嵌入式联网设备的信息安全风险主要集中于三方面:一是来自终端侧的可信根提取、固件提取、逆向分析、硬件破解、设备伪造等方面存在风险,其次是来自管道端的中间攻击、数据监听、劫持、数据协议分析等安全威胁,第三是云业务平台面临的未授权访问、敏感数据挖取、伪造请求攻击、假冒服务器等安全风险。由于存在着这三方面的安全风险,导致了很多嵌入式联网设备的安全受到了威胁。

图1:物联网面临的安全风险

针对该市场痛点,本土安全IC设计厂商国民技术采取的策略是将安全芯片的技术构架融入到了MCU中,并推出了一系列具有安全功能的MCU产品,来解决管端侧的安全问题。该系列产品内置了嵌入式高速闪存、低功耗电源管理,集成数模混合电路,并内置硬件密码算法加速引擎以及安全单元,形成具有高集成度、高性能、低功耗等特色的通用安全MCU产品,全系列产品可覆盖智慧城市、智能家电、智能家居、健康医疗、消费电子产品、工业互联网等众多领域。

图2:国民技术通用安全MCU规划

国民技术为增加MCU的安全特性,赋予了其MCU加密下载、读写保护、时钟安全系统、分区权限管理、安全存储、固件安全更新、入侵检测以及密码算法加速等安全功能。

图3:国民技术通用安全MCU安全特性

基于国民技术通用安全MCU的安全特性可为用户产品快速构建全生命周期的安全策略,其安全能力覆盖产品开发、生产、运行、维护四个维度。

图4:构建产品全生命周期的安全保护

物联网安全问题是系统性问题,在云侧,国民技术积极构建安全云平台,其安全云基于国密/国际算法对设备进行身份认证、密钥协商、通信数据加密等安全保护。

图5:国民安全云综合解决方案

针对公有云和私有云方面,国民技术进行了灵活的部署——在公有云端,客户业务云通过集成安全云SDK,与国民安全云对接,帮助合作伙伴在较低的成本下快速实现云-端高安全。在私有云上,国民技术提供安全云平台客户服务器私有化部署方式,将其安全云同客户业务云平台进行集成。这种方式将便于平台整体进行安全认证。基于此灵活的安全部署方式,国民技术构建了一个完整的从云到端物联网安全系统构架的解决方案。

通用安全MCU成为国民技术战略方向

近几年,物联网产业开始爆发,多样化的场景应用快速发展,如智能家居、智能传感应用、智慧交通、智能工业、智能安防等对于MCU的需求大大提升,伴随着物联网的迅速发展,MCU也被赋予了新的需求。国民技术着眼于物联网发展的新形势、新需求,制定了“安全+通用”的产品战略。

具体来看,在应用层面上,国民技术将聚焦于新兴市场对信息安全的应用需求,进一步拓展其相关产品的解决方案,并加强在工业控制、智能家电及智能家庭物联网终端、智能表计、安防、医疗电子、电机驱动、电池及能源管理、生物识别、通讯、传感器、机器自动化等行业市场的布局。在产品层面上,针对通用MCU领域,国民技术将聚焦32位安全MCU产品为主的研发路径,在保证物联网领域安全性核心技术竞争力的基础上,提升高集成、高性能、高可靠性等技术优势。

同时,根据国民技术的财报来看,MCU俨然成为了其近几年的战略关键词之一。根据国民技术的规划,近2年,公司加大了在通用MCU产品方向的投入和布局,完成了技术研发和产品系列化的平台工作,相关产品将陆续快速推出。业内认为,以“安全+通用”的方式切入物联网市场,会让国民技术在未来的MCU市场更具竞争力,更符合产业发展需求。

新功能赋予国产MCU的发展机会

在前文中我们曾提到,在当今MCU市场中,国外厂商依旧占据着主导地位,但伴随着物联网时代的到来,赋予了MCU更多的功能,这使得一直徘徊在中低端市场中的国产MCU企业有了向高端市场发展的机会。

在众多赋予MCU的功能当中,安全性是发展物联网应用的灵魂之一,这也是国产MCU发展的好机会。

从目前的MCU市场情况来看,32位MCU需求快速上升,而伴随着物联网终端节点和支持系统数据采集和控制的任务逐渐变得复杂,对计算能力的要求加速了MCU向32位设计的方向发展,尤其是智能设备终端节点的在线化、联网化市场更是各大厂商正在争取的一块蛋糕。就智能家居及智能家电、智能表计、通讯、传感检测、机械自动化、能源管理、生物识别领域而言,对于数据隐私的保护一直有强烈需求。因而,具有安全属性的MCU将成为物联网应用场景中的刚性需求。

从整体MCU市场来看,也有一些国产企业在积极布局32位中高端市场。尤其是在我国高速发展的物联网市场推动下,针对不同应用领域的MCU需求大幅增加,这也为本土MCU厂商带来了新的机遇。同时,我国还正在积极布局新基建,在这其中,具有安全功能的MCU依旧在信息基础设施中起到了重要作用。

在多种因素的共同作用下,物联网时代的到来,对于整体相对落后的中国MCU产业来说,或许像国民技术这类本土企业能够凭借其某一专用功能的突出优势来赢得市场青睐,从而步入MCU的快车道。

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