Aus den Beispielen der "China C2000"-Serie lässt sich die Entwicklung der inländischen chinesischen Chipindustrie erkennen.

Wie schwer ist es für chinesische einheimische Chiphersteller, internationale Marken herauszufordern? Das 1996 gestartete TI University Program beantwortet diese Frage indirekt. Durch das Universitätsprogramm brachte TI DSP in Universitätslabore und Klassenzimmer, sodass viele Ingenieure ganz natürlich die TI-Produkte wählen, mit denen sie bereits während ihrer Studienzeit in Berührung gekommen sind, und vertraute Entwicklungsumgebungen sowie Werkzeuge nutzen.

Diese langfristige Arbeit, die keine kurzfristigen Renditen anstrebt, hat einen Burggraben geschaffen, der heute viele Nachahmer ärgert, die nach dem Marktanteil von TI C2000 streben – das Ökosystem. Neben der Leistung des Chips, der Architektur und der Methodik, die über viele Jahre angesammelt wurden, wird C2000 seit langem in Bereichen wie digitale Stromversorgung und Motorsteuerung eingesetzt, und TI hat eine große Menge an Entwicklungsressourcen im Zusammenhang mit diesen Anwendungen angesammelt.

Doch die Risse weiten sich nach und nach aus. Da die Anforderungen der Kunden unterschiedlich sind, legen einige Wert auf Echtzeitleistung, andere achten auf Kosten und Stromverbrauch, wieder andere legen mehr Wert auf Entwicklungsfreundlichkeit, Lieferfähigkeit und technischen Support. Die Produkte eines Herstellers können nicht alle Anforderungen gleichzeitig erfüllen, sodass eine große Anzahl inländischer Hersteller nacheinander in den Markt eintritt.

„Wenn man die Entwicklung von inländischen Chips anhand von C2000 betrachtet, ist die bemerkenswerteste Veränderung, dass der Markt endlich mehr Auswahlmöglichkeiten bietet. In der Vergangenheit hat TI dank seiner Produktleistung und seines Entwicklungsökosystems tiefe Vorteile im Bereich der Echtzeitsteuerung aufgebaut. Heute drängen inländische Hersteller aus verschiedenen Richtungen in den Markt und versuchen, Durchbrüche in Bezug auf Kompatibilität, Kosten, Architektur und Anwendungsanpassung zu finden“, sagte ein erfahrener Branchenexperte für Chipherstellung gegenüber EEWorld.

„Chinesische C2000“-Produkte

„Die chinesischen einheimischen Chips haben noch einen harten Kampf vor sich, bevor sie wirklich Fuß fassen können“, teilte der Experte EEWorld mit nachdenklichen Worten. Die Bezeichnung „chinesisches C2000“ zeigt bereits die Stellung von TI C2000. Bei dem Eintritt inländischer Hersteller in den C2000-Markt lassen sich grob drei Ansätze beobachten:

Erster Ansatz: Kompatibilitätsroute. Hersteller wie Hunan Jinxin und Guliang Micro versuchen, von den bestehenden Produkten von TI auszugehen, um die Migrationskosten für Kunden so weit wie möglich zu senken. Für Kunden, die C2000 bereits verwenden, ist der Austausch viel einfacher, wenn der neue Chip den ursprünglichen Softwareentwicklungsprozess kompatibel unterstützt und ein Teil des Codes sogar wiederverwendet werden kann.

Die Attraktivität dieser Route ist leicht verständlich. Kunden müssen nicht von Grund auf neu anfangen, und inländische Chips haben die Chance, den Markt mithilfe bestehender Anwendungen zu erschließen. Natürlich bedeutet Kompatibilität nicht, dass ein direkter Austausch möglich ist. Befehlssätze, Peripheriegeräte, Echtzeitleistung und Softwareverhalten müssen alle überprüft werden. Bei der Wiederverwendung von Code oder Binärdateien müssen zudem Fragen des geistigen Eigentums und der Lizenzierung berücksichtigt werden.

Zweiter Ansatz: RISC-V-Route. Zhongke Haixin ist früh in diesen Bereich eingetreten, Hersteller wie Gejian und Jiangxinchuang suchen ebenfalls Chancen auf dem entsprechenden Markt, später sind weitere neue Teilnehmer hinzugekommen.

Die Attraktivität von RISC-V liegt in seiner Offenheit. Hersteller können Kerne nach den Anforderungen der Echtzeitsteuerung entwerfen und haben mehr Spielraum, um Befehlssätze und Prozessorkonfigurationen anzupassen. Der Kern ist jedoch nur der erste Schritt. Ob Compiler, Peripheriegeräte, Algorithmenbibliotheken und Entwicklungswerkzeuge Schritt halten können, bestimmt, ob Kunden die Produkte tatsächlich nutzen können. Nach aktuellem Stand haben einige Hersteller Fortschritte bei spezifischen Kunden und Anwendungen erzielt, es besteht jedoch noch eine Lücke bis zur vollständigen Verbreitung.

Dritter Ansatz: Arm-Route. Hersteller wie Novosense, Yichuangwei, Nations Technologies und GigaDevice verfolgen diese Route. Das Arm-Ökosystem ist relativ ausgereift, Entwickler sind damit gut vertraut und die Software-Ressourcen sind reichlich vorhanden. Für Kunden, die die Entwicklungshürden senken möchten, ist dies eine praktische Wahl.

Obwohl das Arm-Ökosystem ausgereift ist, bedeutet die gute Nutzung von Arm-MCU nicht, dass man direkt die Steuerungsfähigkeiten von C2000 erhält. Echtzeit-Antwortgeschwindigkeit, Peripheriekonfiguration und Effizienz der Algorithmusausführung hängen immer noch vom jeweiligen Produkt ab.

„Die meisten inländischen Hersteller befinden sich derzeit in der Phase von Null zu Eins. Einige haben die Türen zu den Kunden geöffnet, andere haben in bestimmten Bereichen Fuß gefasst“, sagte er. Die drei Routen haben jeweils ihre eigenen Vorteile: Die Kompatibilitätsroute zielt darauf ab, den Wechselzyklus der Kunden zu verkürzen, RISC-V betont die eigenständige Architektur und Flexibilität, während Arm auf das bestehende Ökosystem zurückgreifen kann.

Seiner Meinung nach ist der Markt groß genug und die Kundenanforderungen sind vielfältig genug, sodass verschiedene Hersteller ihren eigenen Entwicklungsraum finden können. Derzeit sind Photovoltaik, Energiespeicher sowie einige Geräte, die für den Überseemarkt ausgerichtet sind, zu den Schwerpunkten inländischer Hersteller geworden. Diese Märkte sind kostensensibel, und einige Kunden sind bereit, neue Chip-Lösungen auszuprobieren.

Inländische Hersteller müssen nicht von Anfang an das gesamte Produktportfolio und das Ökosystem ausländischer Hersteller kopieren, und sie müssen nicht unbedingt in allen Anwendungen direkt mit ausländischen Herstellern konkurrieren. Einen passenden Markt zu finden, zuerst Fuß zu fassen und dann schrittweise das Produkt- und Kundenspektrum zu erweitern, ist ebenfalls ein gangbarer Weg.

Das Essen, das die Kunden anbieten

Ein ausgereiftes industrielles Ökosystem erfordert weder, dass alle Hersteller auf der gleichen Strecke konkurrieren, noch dass es nur wenige Akteure gibt.

Wenn es zu wenige Hersteller gibt, sind die Auswahlmöglichkeiten für Kunden begrenzt und der Markt fehlt leicht an Dynamik. Wenn es zu viele Hersteller gibt, die Produkte weitgehend gleichartig herstellen und keine nachhaltigen Investitionen tätigen, ist es schwierig, langfristig zu überleben. Ein gesunder Markt erfordert die gemeinsame Beteiligung von Herstellern mit unterschiedlichen technischen Routen und unterschiedlichen Produktpositionierungen.

„Für Ingenieure bedeutet die Wahl eines Chips nicht nur, auf Taktfrequenz, Speicherkapazität und Anzahl der Peripheriegeräte zu achten, sondern auch darauf, ob Entwicklung, Debugging und Serienproduktion schnell abgeschlossen werden können. Diese Ressourcen wirken unbedeutend, sparen aber im tatsächlichen Einsatz viel Aufwand.“

Der Technikexperte betonte gegenüber EEWorld, dass Ingenieure insbesondere bei der Leistungssteuerung nicht nur eine einfache Programmieraufgabe lösen. Abtastzeitsequenzen, Steueralgorithmen, Leistungshalbleiter, PCB-Layout und elektromagnetische Störungen können das Endergebnis beeinflussen. Dass die Chipparameter die Anforderungen erfüllen, bedeutet nicht, dass das gesamte System reibungslos läuft.

Für chinesische einheimische Chips besteht das Problem darin, ob sie gleichzeitig die Leistungsanforderungen erfüllen und eine passendere Chip-Architektur und Implementierungsmethode finden können. Kunden achten nicht nur auf den Preis. Ob der Chip langfristig stabil läuft, ob der Lieferant kontinuierlich liefern kann und ob er bei Problemen rechtzeitig technischen Support bietet, sind wichtige Faktoren für die Kaufentscheidung. Selbst wenn ein Chip die ersten Tests besteht, muss er langfristige Prüfungen in praktischen Anwendungen durchlaufen.

Der Lehrer ist immer der Lehrer

Wenn inländische Hersteller bereits Chips entwickeln können, die die Anforderungen erfüllen, warum ist der Marktdurchbruch immer noch nicht einfach? Die Entwicklungsgeschichte von C2000 bietet chinesischen Chipherstellern einen guten Bezugspunkt.

Neben Technik und Ökosystem gibt es einen unvermeidlichen Faktor: Ob das Unternehmen in der Lage ist, nachhaltig zu investieren. Die Chipherstellung selbst erfordert große Geldmittel. Ganz zu schweigen von Luxus wie einem Universitätsprogramm: Nach der Markteinführung des Produkts müssen Softwarewerkzeuge gewartet, Referenzdesigns verbessert, Kundenentwicklung unterstützt und die Verantwortung für die langfristige Lieferung übernommen werden. All diese Arbeiten erfordern Geld.

Aus der aktuellen Marktlage geht hervor, dass einige inländische Hersteller zwar bereits Kundendurchbrüche erzielt haben, das Volumen der betreffenden Geschäfte jedoch noch begrenzt ist. Für Unternehmen, die kontinuierlich in Forschung und Entwicklung investieren müssen, ist ein Umsatz in Millionenhöhe kaum ausreichend, um den gesamten Betrieb unabhängig zu betreiben.

Um mehr Kunden zu gewinnen, müssen Produkte kontinuierlich in Forschung und Entwicklung sowie technischen Support investiert werden. Forschung und Dienstleistungen erfordern jedoch Einnahmen zur Unterstützung. Für inländische Hersteller, die noch keine große Größe erreicht haben, ist diese Rechnung nicht einfach zu berechnen. In diesem Wettbewerb sind sowohl Finanzstärke als auch Betriebsfähigkeit gleichermaßen wichtig. Wenn ein Unternehmen nur kurzfristige Aufträge verfolgt, ohne stabile Forschungsprozesse, Produktverwaltungsmechanismen und Kundenservicekapazitäten aufzubauen, ist es schwierig, die Wettbewerbsfähigkeit langfristig aufrechtzuerhalten.

Gleichzeitig steht die chinesische Halbleiterindustrie unter starkem Wettbewerb. Immer mehr Hersteller treten in den MCU- und Echtzeitsteuerungsmarkt ein, die Unterschiede zwischen den Produkten können sich allmählich verringern, und der Preiswettbewerb verschärft sich entsprechend.

Blickt man zurück auf TI, so liegen seine Vorteile nicht nur darin, dass ein bestimmter Chip gut funktioniert. Von der Produktplanung über Entwicklungswerkzeuge bis hin zu Kundensupport und langfristiger Lieferung haben diese Fähigkeiten sich über Jahre angesammelt, um die heutige Marktposition zu erreichen.

Für inländische Hersteller ist der Weg noch sehr lang. Einige Unternehmen wählen, mithilfe von Kapital die Expansion zu beschleunigen, andere entwickeln sich schrittweise rund um spezifische Kunden und Anwendungen. Verschiedene Modelle haben jeweils Vor- und Nachteile. Der Schlüssel liegt darin, eine passende Betriebsweise für sich selbst zu finden und diese konsequent fortzusetzen.

Die gute Nachricht ist, dass der Markt den inländischen Chipherstellern bereits neue Chancen eröffnet hat. Verschiedene Architekturen können koexistieren, und Produkte mit unterschiedlichen Positionierungen finden ihre Kunden. Die Kundenintegration ist ein Anfang, der langfristige stabile Betrieb ist die eigentliche Prüfung. In den nächsten Jahren werden sich die Abstände zwischen den inländischen Herstellern allmählich vergrößern. Wer kontinuierlich die Anerkennung der Kunden gewinnt und weniger Probleme bei Produktqualität und Lieferfähigkeit hat, hat eine größere Chance, langfristig zu bestehen.

„Jetzt heißt es nur, durchzuhalten – alle warten auf einen günstigen Moment.“

Dieser Artikel stammt aus dem WeChat-Offiziellen Konto „Electronic Engineering World“ (ID: EEworldbbs), Autor: EEWorld, veröffentlicht mit Genehmigung von 36Kr.