靠什么打破MCU行业的僵局？专访瑞萨电子中国董事长真冈朋光

我们来看这样一组数据：德州仪器2019 Q2财报数据显示，其季度营收同比下滑9%，营业利润（operating profit）下滑了12%；意法半导体2019 Q2季度营收下滑4.2%，营业利润更是滑坡了32%；NXP（恩智浦）的情况大概是具有同类型业务半导体企业中最好的，但同期营收一样收窄3%，即便其营业利润有增长，但看业务组成部分：其规模最大的汽车业务营收降幅达到10%，工业与IoT下滑14%。

即便从Non-GAAP的成绩来看，瑞萨电子在这个阵营中的情况同样不乐观——尤其表现在瑞萨电子的工业业务（Industrial Business）。这组数据全部截至今年6月底。实际MCU、存储等相关的半导体产品，在全球范围内的市场环境都相当不景气。上述情况不仅具有大范围普遍性，而且并不是2019 Q2才开始的。近期我们专访了瑞萨电子株式会社高级副总裁、瑞萨电子中国董事长真冈朋光先生。

瑞萨电子株式会社高级副总裁、瑞萨电子中国董事长真冈朋光

他告诉我们：“这应该是多种因素造成的。其一相对重要的是，这部分市场整体都受到客户需求下降的影响。就拿中国举例，中国之前在工业半导体产品方面的需求很大，但从去年开始需求出现明显疲软。也不只是半导体制造商，我们的客户——工业设备制造商这一端也整体发生产量下滑。包括欧洲、日本的工业设备制造商也是如此。”

“这中间要考虑供应链关系，为中国的部分设备采购商供应设备的，可能是欧洲或者日本设备制造商。由于中国终端市场需求下降，设备供应商整个产量就发生下降，反映到半导体供应商需求下降。中国设备采购商、工业设备制造商和我们半导体制造商，有一个生态链。终端需求可能只下滑10%，往上游去的时候，影响就会一层层扩大，对半导体制造商产生的影响可能就会更大了。”

论及“需求放缓”一事，消费终端用户市场的最直观体验是，智能手机和PC行业的黄金时期已近尾声。“包括智能手机在内的智能化产品一代代地更迭，随着智能化程度越来越高，大家对这类产品的购买欲望正在下降。”真冈朋光表示，“我个人觉得，市场成熟度越高，市场需求反而会放缓，虽然这可能只是其中一个原因。比如产业发展强周期特性，也可能是其中一个因素。”

除此之外，就我们上半年观察诸多日本半导体制造商的财务状况，如三菱电机、罗姆等都在业绩下滑，以及可能出现的投资风险中提到中美贸易摩擦的国际大环境。真冈朋光也表示：“受到贸易摩擦的影响，市场前景具有不确定性，大家都会比较担忧，所以对大型设备，比如工业设备的投资会比较谨慎。”

在此背景下，值得细究的是不同市场参与者的解决之道。在这一篇中，我们尝试去理解瑞萨电子在打破局面时的几个操作方案，这在今年于上海举办的中国国际工业博览会（CIIF）上也能瞥见一二。

收购，与产品线的补全

在说瑞萨电子的一些操作方案之前，首先我们还是应该谈一谈瑞萨电子的业务组成。从瑞萨电子的财报来看，结算的业务分成了汽车（Automotive）、工业（Industrial）、Broad-Based（针对广泛终端市场解决方案，主要提供包括通用MCU、通用模拟半导体设备）、其他半导体。

截至6月30日，瑞萨电子汽车业务2019上半年营收为1765亿日元（non-GAAP），占到半年营收（来自半导体的non-GAAP营收）的52.6%；工业业务营收705亿日元，占到21.0%。这个营收占比数字和2018财年基本相似。也就是说，汽车和工业业务是瑞萨电子的支柱。真冈朋光也在对话中提到：“目前瑞萨电子内部的事业部划分主要分成两块，一是面向汽车电子领域的汽车电子事业部；另外就是非汽车电子的物联网与基础设施事业部（IoT & Infrastructure BU）。”

不过在本文中，鉴于篇幅关系，我们将不探讨瑞萨电子汽车业务的情况，而仅选择其工业业务为对象做简单的呈现。

一般来说，在市场本身规模的增长速度已经不足以抵消玩家的成本投入，或者强周期产业面临下行期时，总会出现市场参与者的兼并操作。一方面是因为部分参与者可能在市场环境不佳时难以为继，另一方面较大规模的市场参与者为了维持增长而不得不想办法获得更多的市场（或者向垂直市场或其他业务领域扩张）。那么兼并和收购就成为了一个很好的方案。

英飞凌、恩智浦这两年的收购动作就相当惹眼。瑞萨电子近两年也先后收购了Intersil和IDT，可以说具备相当清晰的业务逻辑。2017年2月瑞萨电子完成对Intersil的收购，Intersil的收购是为了加强瑞萨电子电源管理相关的模拟器件产品线，随后就能向客户提供混合了瑞萨MCU/SoC，以及Intersil模拟产品的套装解决方案了。与此同时，将美国Intersil的管理团队融入到瑞萨电子，对于强化全球管理能力，扩张日本之外的销售是有相当价值的。

而针对IDT的收购完成于今年3月，收购价格达到了大约67亿美元——这可能是日本半导体史上最大并购案。IDT也是一家美国的模拟半导体供应商，产品主要包括了混合信号半导体解决方案，尤其在相关数据中心、通讯基础设施这类要求大数据处理的市场。对于瑞萨电子而言，IDT最大的价值在嵌入式系统的模拟与混合信号方面的能力，包括射频、存储接口、实时互连、无线功率与智能传感器。

瑞萨电子在财报中提到，将IDT的这些能力与瑞萨电子的MCU/SoC、电源管理IC做整合，就能提供综合解决方案，支持正在增长的数据处理性能需求。或者说Intersil和IDT的收购，让瑞萨电子对于信号链处理的覆盖能力得到了扩张。
就Intersil与IDT的收购，真冈朋光给出了更明确的解释：

“瑞萨电子本身比较擅长的领域在MCU、SoC，也就是数字处理这部分。而Intersil在功率器件、电源管理方面比较强；而接口、感应是IDT的优势领域。以瑞萨电子数字处理的MCU/SoC为中心，增加包括电源管理、功率、接口和周边的模拟。融合三家公司不同的优势产品，将产品打包成Winning Combo成功产品组合，为客户提供更完善的解决方案。”

瑞萨电子针对这两家公司，在组织架构上的整合动作也是比较快的。前面提到的物联网与基础设施事业部就是在瑞萨电子收购IDT之后建立的。“物联网与基础设施事业部现在的掌门人就是原来IDT的CTO Sailesh Chittipeddi博士。在技术、销售团队方面，IDT原公司的相关管理人员也在融入瑞萨电子之后担任了职务；Intersil原来MCU业务的负责人（Roger Wendelken），现在也在我们这个事业部中负责MCU业务。”

实际IDT、Intersil在融入瑞萨电子以后的组织结构、人员变动还可以从LinkedIn看到不少。表明瑞萨电子的这两个收购动作是规划已久的，比如“在完成对IDT收购之前，我们就开始着手做产品的整合开发”，在这个时间节点上，瑞萨电子的动作还是相当快的。

行业越来越多的市场玩家开始从固有的优势领域，扩展到加强优势领域的系统设计，以及系统内的更多环节，这是一种常规操作。IDT的收购实际已经能够从瑞萨电子2019 Q2财报中看出成果，当前IDT营收应该是划归在瑞萨电子财报的“其他半导体（Other Semiconductors）类别中的。该类别半年营收为279亿日元，“同比增加263亿日元”，得益于IDT本身已经有连续超过几个季度的销售额增长。或许Winning Combo在今年下半年还能表现出更大的成果。

专用化和智能化演进

除了产品线覆盖的进一步扩展，一方面巩固瑞萨电子在MCU领域的优势地位，另一方面组合套装对财报也有贡献，在面向整个行业的“产品技术创新”层面，瑞萨电子的思路实际上也非常清晰。就我们在工博会上看到的产品展示，瑞萨电子新成果的专注方向就是专用化和智能化（或者AI化），这本来就是半导体行业近一年的趋势。

原属瑞萨电子的优势项就不谈了，比如应用于IoT的Renesas SynergyTM平台；工业以太网解决方案多协议支持的R-IN；用于工业网络、实时控制的RZ MPU（如几乎覆盖全球大部分以太网协议的RZ/N系列，R-IN引擎）；电子控制、主要工业以太网协议支持（R-IN引擎）以及MCU基本控制功能的三合一产品RZ/T系列；用于人机界面的3D图形+Linux的RZ/G系列等等。

瑞萨电子的多协议工业以太网方案，包括主站设备（RZ/N1）、网关（RZ/N1）、从站设备（R-IN32，TPS-1等）的各部分支持

旋转变压器高精度位置控制演示，着力于在振动、油污等工业环境下的可靠性提升；通过控制带旋转变压器的2路BLDC电机实现机械臂的高精度位置与同步控制；图片中这块板是电机控制机板；整套方案包含瑞萨提供的全套解决方案，包括旋转变压器控制软件和开发支援工具

这里首先谈一谈智能化（或AI化）。瑞萨电子的人工智能叫e-AI，“e-AI就是嵌入式人工智能。嵌入式人工智能和以往我们所说的人工智能区别在于，它能够在未连接云的情况下实现人工智能。”真冈朋光表示。瑞萨电子中国工业自动化事业部高级总监徐征则表示：“我们的新产品关注智能，关注未来怎样减少现有生活中人工重复性劳动的部分，使其智能化。”

在营销概念上，e-AI是基于一个名为DRP（Dynamic Reconfigurable Processor）的技术。“终端设备脱离云连接时，仍然可以收集相应数据，在内部进行数据整理和学习过程，通过AI inferencing来实现终端人工智能。”对此真冈朋光为我们举了两个例子。

e-AI故障预判RZ/T1解决方案演示：模拟工业现场电机运行状态，通过加速度传感器采集电机运行振动情况；采集数据上传到云端服务器，经由云端服务器学习软件做深度学习（基于谷歌TensorFlow神经网络架构）；经由Interpreter将高级语言的AI模型翻译成单片机可识别的机器语言，AI控制软件将AI模型下载到本地e-AI单元，实现本地设备下沉式的现场故障预判

上述系统的框架图

“比如电机马达控制。电机马达在运作过程中，系统对它进行持续性的实时监测，如在何时、何种参数下发生故障，借由参数关联了解其剩余使用寿命。通过DRP技术，在电机马达输出的参数发生任何微小变化时，即使在正常阈值范围内也能第一时间判断，电机马达是否即将发生故障，是否需要更换零部件。这样一来对马达的工作情况有全面掌握，免于因为故障造成停机，影响生产的状况发生。”

这其实是个典型的预测维护应用场景，我们早前采访过BISTel在智慧生产方面的解决方案与此类似。看来瑞萨电子是同类工业4.0方案的底层技术支持者。“再比如，通过AI还能实现物体或生物特征识别。”真冈朋光说。

徐征表示：“我们展区里有个物体识别的展示。美国有一家公司的MCU产品速度是我们的3-4倍，但在运行时需要搭配一个巨大的散热片，因为在较高频率下散热会成为大问题。这颗MCU的物体识别速度远不及我们常规主频速度、常温下达到的效果，而且我们还不需要散热片。”“我们不会一味提升处理器主频，综合考量有取舍、做平衡，给客户带来可持续的发展，而不是给设计增加难度。”

这种能效比的提升，实则也是业界的一个发展方向。而实现能效比提升的主流方案，现在更偏向于专用计算——尤其，如今最先进的制程工艺在设计和制造成本方面呈指数级攀升速度，工业领域无法像消费产品那样通过走量来摊薄成本，所以专用性成为一个很好的探索方向。

上面这张图展示的是瑞萨电子认识中的，DRP、CPU以及其他专用硬件在性能和可编程性（可重构或弹性）方面的差别。原本兼顾可编程性和性能的一个常见方案是软件定义芯片。按照瑞萨电子所说，DPR在性能、设计弹性方面都优于FPGA。

我们通过瑞萨电子的资料大致了解了这种动态可重构处理器，是一种应用于RZ系列MPU的专用硬件，“可动态加速图像处理算法，达到10倍或更快的速度。内部融合了硬件解决方案的高性能，同时又有CPU的弹性和扩展性。”这是个针对AI inferencing的加速单元，当然针对的是嵌入式设备。

“在一个应用中加速多种算法，针对特定的任务减轻主处理器的负载；新的配置可动态加载至DRP内部，仅需1ms。”“DRP编译器输入C语言，针对可编程数据通道（data path）硬件和STC（状态转换控制器）输出配置代码；复杂算法会被分解成更小的‘context’（上下文），在可编程数据通道硬件中执行；在处理过程中，STC将单独的context切换到硬件内，在单个时钟周期（ns级别）内切到下个所需的context。”

这里可动态重构的核心在于，DRP能够在多个数据通路（context）间切换，而且是在单个DRP时钟周期内；context切换则是由STC状态转换控制器管理的，context加载则由集成的DMAC操作；“时间与空间多路复用（time and space-multiplexing）”，在无需硬件区域扩展的情况下，以固定的DRP硬件执行复杂算法。
听起来，这是典型的SDC软件定义芯片结构，通用controller是个完全可编程的有限状态机，能够读取数据流、控制流和配置流context（软件生成的），其state flow chart控制子任务执行；Datapath则是PE处理单元阵列，每个PE可根据软件中的相应操作进行重构。不过我们对DRP所知信息不多，无法做更深入的探讨。

徐征说：“DRP对资源、应用场景进行动态调整，做一个并发处理，帮助在后台做很多场景的匹配和预处理。所以MCU在做一些处理的过程中很快就到下一步，对于应用节省了很多时间。”这些体现的都是解决方案上的智能化和专用化（兼顾弹性的专用化）。

着力于IoT低功耗

除了DRP和e-AI可能作为未来瑞萨电子在工业业务领域发展的重点之外，在瑞萨电子的技术进化部分，我们认为还有一项技术的引进对瑞萨电子也非常关键，即SOTB（Silicon on Thin Buried Oxide，薄氧化埋层上覆硅）。听名字就知道这项技术理应和SOI相关。实际上这就是瑞萨电子版本的FD-SOI，当然它可能加入了更多属于瑞萨电子的特性，并生产出基于SOTB的嵌入式MCU。

去年11月，Soitec宣布瑞萨电子开始采用Soitec FD-SOI晶圆产品线专用版，用于瑞萨电子的65nm超低功耗SOTB工艺生产。瑞萨电子认为，这项技术克服了IoT设备的能源限制，将功耗降到目前市场现有产品的1/10。针对这一点，我们在前不久的FD-SOI论坛报道文章《FD-SOI的低功耗，究竟有什么用》就专门提及过。

真冈朋光就SOTB的具体应用场景举了个例子：“比如房间内可以监测温度、湿度等参数的监测器，这类监测器和空调控制联动就能动态调节工作环境到最舒适的状态。我们的SOTB技术有在跟做监测器的客户做开发推进，实现无电池供应。实现环境能源的获取之后，在SOTB超低功耗的前提下，获取环境能源为系统供电。”

这里的“环境能源获取”是指基于SOTB的嵌入式控制器，比如具体到瑞萨电子的产品R7F0E，对于能源获取应用设计会比较友好，其中包含专用功能管理能源获取特性。

“能源获取的途径可以是多样的，比如室内有光能源、风能源，还有通过振动的方式。产生的电量可能非常微小，可用于供应超低功耗的产品，在微小的电能下就能工作。”瑞萨电子的官网有一些针对超低功耗的使用场景展示，例如把手放到产品上，手的热能就能供应一个小型LCD系统运作。

“今后IoT发展，会有很多的IoT设备。这些设备所在的场地，无法做到经常维护，或是维护起来相对困难。设备可能在大部分时候都处于待机状态，只有在信号进来的时才需要运行。那么有了SOTB技术，待机时就能保持超低功耗，信号进入系统运作也能保证超低功耗。加上能源获取的特性，就能实现免维护的运作。”真冈朋光表示。

这项技术的引进，对于瑞萨电子而言也是具备差异化竞争的重要资源。

以上，我们大致上从业务策略，以及技术创新两方面探讨了瑞萨电子在这个大环境并不是特别友好的时期，努力的大方向。无论是收购后的快速融合动作，还是工业业务在技术层面针对AI、IoT的努力，其实都能看到瑞萨电子期望重新进入营收增速快车道的决心。

当然瑞萨电子的努力不仅局限于这些，包括真冈朋光向我们介绍瑞萨电子在中国的进一步部署——毕竟中国是瑞萨电子在全球范围内除了日本本土市场以外的第二大市场。比如说瑞萨电子北京网点完成了销售、设计、制造的三位一体；在中国面向高校学生举行电子设计竞赛；在物联网领域与百度云、阿里云进行战略合作，为客户提供物联网开发平台；以及在汽车领域与国内汽车厂商的技术合作。

本篇我们借助与真冈朋光先生的对话，大致谈了谈瑞萨电子在工业业务领域的几个着力点勾勒。在未来的文章中，我们还将就瑞萨电子的汽车业务做探讨，实际作为瑞萨电子的头号业务，汽车电子的努力方向也更值得我们花时间和篇幅去讨论。

参考来源：

[1] https://www2.renesas.cn/cn/zh/about/ir/library/pdf/fy2019/2019-q2-earning.pdf
[2] https://www2.renesas.cn/cn/zh/about/ir/library/pdf/fy2018/2018-financial-report.pdf
[3] https://www.renesas.com/us/en/products/microcontrollers-microprocessors/rz/drp.html
[4] https://www.renesas.com/us/en/solutions/key-technology/sotb.html

在11月7日ASPENCORE第二届“全球CEO峰会”上，真冈朋光将以“技术创新实现商业模式创新”为题对人工智能和物联网等创新概念进行探讨。针对这一话题，您也可即可报名与他进行面谈。（点击查看峰会介绍与报名）。

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