Controller-Markt im Wandel MCU-Markt auf Migrationspfad zu 32 Bit und ARM

2012 stiegen zwar die MCU-Stückzahlen um 16%, der Gesamtumsatz war jedoch um 3 % rückläufig, da die durchschnittlichen Verkaufspreise (ASPs) um 17% abstürzten.
2012 stiegen zwar die MCU-Stückzahlen um 16%, der Gesamtumsatz war jedoch um 3 % rückläufig, da die durchschnittlichen Verkaufspreise (ASPs) um 17% abstürzten.

Die Marktforschungsfirma ICInsights hat eine Analyse des MCU-Marktes vorgestellt. Die wichtigsten Erkenntnisse: Der Trend geht klar zu 32-bit-Controllern und dem ARM-Standard. In Stückzahlen führen noch 16-bit-MCUs, beim Umsatz schon die 32-Bitter.

Mikrocontroller werden in eine immer größere Palette von Applikationen in den Bereichen Automobil, Consumer, Computer, Kommunikation, Industrie und medizinische Systeme eindesignt. Folglich ist das Marktwachstum der Mikrocontroller seit den 1980er Jahren im Vergleich zu vielen anderen IC-Produktkategorien relativ stabil geblieben. Es benötigt in der Regel eine globale Rezession, um das vielfältige MCU-Geschäft nachhaltig zu verändern und genau das ist im Jahr 2009, als das Geschäft mit Mikrocontrollern mit einem jährlichen Umsatzrückgang von 22% auf 11,1 Mrd. Dollar am Schlimmsten gelitten hat, eingetreten.

Nach dem Abschwung 2009 wuchs der Umsatz 2010 um 36 %, danach verlor der Markt an Dynamik, da die Weltwirtschaft zurückging. 2012 stiegen zwar die MCU-Stückzahlen um 16%, der Gesamtumsatz war jedoch um 3 % rückläufig, da die durchschnittlichen Verkaufspreise (ASPs) um 17% abstürzten (Bild 1).

Während die Unsicherheit über die globale Wirtschaft eine Rolle bei dem Rückgang des MCU-Umsatz spielte, wurde der Markt von einer Peis-Erosion im Jahr 2012 getroffen, als die Hersteller massiv in 32-Bit-Chips investiert haben. Der 17%ige Rückgang der ASPs war der schlimmste Preisverfall seit den 1980er Jahren.

IC Insights glaubt, dass der Mikrocontroller-Markt sich in den nächsten Jahren wieder »normaler« verhalten wird, d.h. die Umsätze werden 2013 um 2 % steigen, während die Stückzahlen um 10 % wachsen – die ASPs sollen demnach »nur« noch um 8 % sinken.

In den Folgejahren 2014 bis 2017 wird ein durchschnittliches Umsatzwachstum von 4,8 % prognostiziert,  die Stückzahlen sollen pro Jahr im Schnitt um 10,1 % wachsen. Während die Computer- und Konsumgüter-Märkte ja bekanntlich schwächeln, werden diese durch  Automobilelektronik, Smartcards, medizinische Geräte, Home-Automation, Power-Management und Smart-Metering überkompensiert. Auch die Energieerzeugung durch Solar- und Windkraftanlagen sowie Solid-State-Beleuchtung mit Leuchtdioden (LEDs) wird laut ICInsights das MCU-Wachstum vorantreiben.

Historisch gesehen hat das 8-Bit-Segment den MCU-Umsatz dominiert, aber wie aus Bild 2 ersichtlich, ist das 32-Bit-Segment schon seit 2010 zum führenden Umsatzgenerator geworden. Der Unterschied zwischen 4-/8- und 32-Bit-MCU-Umsatz betrug im Jahr 2010 nur 235 Mio. Dollar, aber die Lücke ist seitdem immer größer geworden. Das 32-Bit-Mikrocontroller-Segment wird 2013 voraussichtlich etwa 6,9 Mrd. Dollar generieren und damit 57% mehr als das 4-/8-Bit-Segment.

In Bezug auf die Stückzahlen lösten die 16-Bit-Controller die 8-Bitter im Jahr 2011 als größtes Segment ab. Das zahlenmäßige Wachstum von 16-Bit-MCUs um 11% im Jahr 2012 nach einer Steigerung von 23% im Jahr 2011 basiert zum Teil auf der Stärke des Automotive-Marktes. Im Jahr 2013 werden 16-Bit-Auslieferungen voraussichtlich um 9% auf 7,9 Milliarden Einheiten steigen. Auslieferungen von 4-/8-Bit-MCUs werden 2013 voraussichtlich um 6% auf 6,7 Mrd. Einheiten wachsen.

Das größte Wachstum werden freilich die 32-Bit-MCU-Auslieferungen mit voraussichtlich 20% auf 4.500.000.000 Einheiten erzielen. IC Insights glaubt, dass der der Controller-Markt in den nächsten 5 Jahren eine wesentliche Veränderung hin zu 32-Bit-MCUs erfahren wird. Bis 2017 sollen 32-Bitter für 55% des gesamten Mikrocontroller-Umsatzes stehen, während 16-Bit-MCUs 22% des Marktes sowie 8- und 4-Bit-Derivate etwa 23% erzielen sollen. In Bezug auf die Stückzahlen entfallen 2017 laut ICInsights 38 % auf  32-Bit-MCUs, während 16-Bitter nur noch 34 % und 4-/8-Bitter auf 28% der verkauften Einheiten zurückfallen werden.

Der 32-Bit-MCU-Markt wird voraussichtlich auf Grund der steigenden Nachfrage nach höherer Präzision in Embedded-Verarbeitungssystemen und dem Wachstum in Verbindung mit dem »Internet of Things« am Schnellsten wachsen. Im wichtigen Automobilmarkt, ergibt sich die Nachfrage nach 32-Bit-Controllern z.B. durch »intelligente« Auto-Systeme und Echtzeit-Anforderungen bei elektronischer Stabilitätskontrolle (ESC) und Kollisionswarnungs- bzw. Vermeidungs-Systemen. Semi-autonomes Fahren mit Funktionen wie Einpark-Assistenten, fortschrittliche Tempomaten und Kollision-Vermeidungs-Systeme erhöhen die Anzahl und Bedeutung von Controllern und Sensoren in neuen Fahrzeugen. Eine wachsende Zahl von Autoherstellern hofft, dass Fahrer-Assistenz-Systeme es ermöglichen, in den nächsten 10 Jahren das  »intelligente« völlig autonome (fahrerlose) Fahrzeug zu entwickeln.

In den nächsten Jahren wird erwartet, dass komplexe 32-Bit-MCUs über 25% der Rechenleistung in Fahrzeugen generieren. Eine wachsende Zahl von MCU-Herstellern bietet neue Produktfamilien auf Basis von 32-Bit-RISC- Prozessor-Cores von ARM an. Nachdem diese zunächst Einzug in Mobilgeräte wie Handys und Tablets fanden, steht der Embedded-Markt mittlerweile für mehr als 25 % des Gesamtumsatzes von ARM.

Selbst der japanische Hersteller Renesas, der über Jahre versucht hat, seine eigenen Architekturen durchzusetzen, musste mittlerweile kapitulieren und zumindest im MPU-Markt auf ARM setzen. Gleiches gilt für  Freescale, TI, NXP, ST, Infineon und viele andere Firmen, die in den letzten Jahren mal früher und mal später ihre Chips auf ARM-Cores migriert haben.