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Leurs applications se multiplient

Guide réalisé par Marie-Catherine Mérat
Leurs applications se multiplient

Les microcontrôleurs intègrent de plus en plus de produits (ci-contre un composant de Freescale).

© D.R.

La tendance est à la migration vers des puces 16 et surtout 32 bits. Mais les petits 8 bits, plus économes, n'ont pas dit leur dernier mot...

Une machine à laver, un GPS mobile, des rétroviseurs électriques... Tous ces systèmes très divers font appel à un microcontrôleur pour fonctionner. Ce composant rassemble, sur une même puce de silicium, un microprocesseur, divers dispositifs d'entrées-sorties et de contrôle d'interruptions ainsi que de la mémoire.

Trois grandes catégories de microcontrôleurs, qui diffèrent par leur coeur de processeur en 8, 16 ou 32 bits, se partagent actuellement le marché avec, respectivement, 39 %, 29 % et 30 % des ventes en 2007, selon la société d'études IC Insights. Le reste, soit 2 %, revient aux microcontrôleurs 4 bits, en voie de disparition.

Un marché porté par les applications embarquées

Si l'on ne saurait catégoriser les microcontrôleurs 8, 16 et 32 bits selon un secteur de marché, on peut néanmoins faire le constat suivant. Les 8 bits, peu coûteux, intègrent souvent des produits de grande consommation : brosses à dents électriques, jouets et, plus généralement, toutes sortes d'applications électromécaniques simples. Les microcontrôleurs 16 et 32 bits, de leur côté, se destinent généralement aux applications plus évoluées comme les produits audio, vidéo, les technologies de l'automobile, de l'aviation...

À chaque fabricant, sa stratégie et son interprétation des chiffres du marché. Ainsi, pour Microchip, leader incontesté du 8 bits, l'heure est à la migration vers le bas : « Aujourd'hui, les processeurs plus gros investissent le marché inférieur. Mais les 8 bits aussi attaquent de nouveaux marchés. » En effet, leur prix ayant fortement diminué (il se situe souvent à moins de 1 dollar/pièce), ils pénètrent aujourd'hui des segments de marché inatteignables auparavant en termes de coûts. Bref, il est désormais possible de mettre de l'électronique là où ce n'était pas envisageable il y a encore deux ou trois ans. Dans le petit électroménager notamment, mais aussi dans les produits jetables qui représentent des volumes phénoménaux.

« Actuellement, en termes de part de marché, il y a de la place pour les trois types de microcontrôleurs, selon les applications auxquelles on s'adresse », résume Vincent Giometti, de Microchip. Sous-entendu, non, le coeur de marché des 8 bits n'est absolument pas menacé par les 16 et 32 bits, comme certains le prétendent. Il n'empêche, l'entreprise s'est tout de même engagée dans le secteur des 16 bits il y a quatre ans et vient de lancer une toute nouvelle famille de... 32 bits.

Il faut en effet se rendre à l'évidence, la société d'études IC Insights prévoit que les 16 et 32 bits représenteront, en 2011, presque deux tiers des ventes de microcontrôleurs. Pour preuve, on ne peut que constater que certains fabricants se sont clairement désengagés du secteur du 8 bits. C'est le cas de Renesas, premier fournisseur de microcontrôleurs - toutes catégories confondues - dans le monde en 2006, selon IC Insights. « À présent, on passe aux étapes supérieures. Les 8 bits, on n'en parle déjà plus. Du moins nous ne faisons plus d'innovations dans cette catégorie », confirme Talentino Martins, spécialiste application système chez Renesas Technology Europe. C'est que les 16 et 32 bits profitent aujourd'hui pleinement de l'explosion des applications de contrôle embarqué, dans les domaines industriels et de l'automobile notamment, ainsi que de la diminution globale du coût des microcontrôleurs. « À moyen terme, c'est-à-dire d'ici à 2008, nous ne ferons plus du tout de coeurs 8 bits, sauf peut-être en Chine », ajoute Talentino Martins.

À culture différente, marché différent : comme le Japon, la Chine est en effet très tournée vers le marché du "consumer", qui intègre de très petits 8 bits.

Coût et consommation préservent les 8 bits

Yves Huber, ancien de chez Freescale, aujourd'hui ingénieur d'application chez le distributeur Avnet Memec, fait le même constat : « On quittera le monde des 8 bits comme on a abandonné celui des 4 bits, affirme-t-il. C'est, certes, loin d'être le cas aujourd'hui, mais on disait la même chose des 4 bits il y a une vingtaine d'années, et ils ont bien fini par péricliter. » Et de préciser : « Pour l'heure, le marché du low cost est phénoménal, mais on pourra très bien migrer vers du 16 bits pour ce type d'applications. »

C'est peut-être aller vite en besogne. Car il ne faut pas négliger un paramètre important, celui du coût, encore et toujours lui. Bien entendu, les prix des 16 et 32 bits se rapprochent de celui des 8 bits, mais « il ne l'atteindra jamais », affirme de son côté Yvan Sarda, strategic account manager chez Fujitsu Microelectronics Europe. « Tant que le 8 bits aura un coût inférieur aux 16 et 32 bits, il n'aura aucune raison de disparaître », renchérit Talentino Martins.

Un autre facteur joue en faveur des 8 bits : la consommation. Un critère qui a pris une importance croissante ces cinq dernières années. « Les 8 bits sont moins complexes, avec une surface de la puce plus petite, moins d'électronique activée, bref, ils consomment bien moins qu'un 32 bits », explique Philippe Faure, directeur de marketing chez Atmel.

Côté technique, la mémoire Flash, qui présente l'avantage d'être reprogrammable, a désormais conquis toutes les catégories de microcontrôleurs. Dans le secteur des 32 bits, on note aussi l'engouement de nombreux fabricants pour les coeurs Arm. S'agissant de coeurs licenciables, disposant d'un software standard, ils offrent en effet une certaine flexibilité.

« L'avantage est de pouvoir migrer facilement au niveau du software, car certains clients aiment travailler avec des fournisseurs différents », explique Philippe Faure.

L'ESSENTIEL

- Le coût de certaines versions 16, voire 32 bits, est comparable à celui d'un 8 bits. - La consommation a, d'une manière générale, tendance à diminuer. - Les fabricants se spécialisent souvent par secteur de marché : grand public, industriel, militaire-spatial, automobile.

FAMILLES NOMBREUSES

Les microcontrôleurs sont classés par familles. Chacune définit une technologie, donc une architecture de processeur, laquelle établit une puissance de calcul, un jeu d'instructions et une consommation, mais aussi un environnement de développement et une gamme de prix. Pour un fabricant, une famille représente donc une orientation stratégique (domaine de l'automobile, de l'industriel ou du grand public, par exemple). Chaque famille est composée de séries, lesquelles sont caractérisées par un habillage interne spécifique en termes de ressources. Les produits d'une même série diffèrent, quant à eux, uniquement par leur taille mémoire. Cette compatibilité ascendante assure au client une grande flexibilité, en lui donnant la possibilité d'augmenter la taille mémoire (selon les exigences de son application) sans toucher au périmètre des spécifications.

MARCHÉ17,5 milliards de dollars

Ce sont les ventes mondiales de microcontrôleurs prévues en 2011, contre 14 milliards en 2007. - La croissance des ventes est pourtant estimée à 6 % seulement en 2011 contre 12 % en 2007. ventes mondiales des microcontrôleurs en 2007 par catégorie - En 2006, Renesas était le leader incontesté du domaine, avec 24 % du marché mondial des microcontrôleurs, suivi d'Intel (16 %), Freescale (14 %), NEC (11 %) et Infineon (8 %). Source : IC Insights

PRATIQUELES CRITÈRES DE CHOIX D'UN MICROCONTRÔLEUR

1. Le rapport coût/performance. Lors du choix de la famille, il s'agit de sélectionner le composant qui minimisera le coût global du système tout en répondant au mieux aux spécifications, en termes de puissance de calcul notamment.2. L'environnement de développement. Les ingénieurs, qui sont amenés à programmer les microcontrôleurs, ont besoin d'outils de développement, de débogage, mais aussi de périphériques efficaces, faciles d'utilisation. Sont à considérer également les problèmes de compatibilité au niveau des outils de développement.3. La consommation. Quasiment inexistant il y a encore cinq ans, le critère de la consommation en énergie prend de plus en plus d'importance, notamment dans le domaine de l'automobile qui embarque de plus en plus d'électronique.

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