本文盤(pán)點(diǎn)了2024年國(guó)內(nèi)外主流廠商發(fā)布的部分MCU產(chǎn)品?？偟膩?lái)看，高算力、低功耗、高性能的MCU產(chǎn)品在2024年發(fā)展到了一個(gè)新高度。從今年MCU新品動(dòng)向中可以看出哪些發(fā)展趨勢(shì)？

過(guò)去的一年中，我們見(jiàn)證了MCU技術(shù)的多項(xiàng)突破，從集成AI的高性能芯片，到專為汽車市場(chǎng)設(shè)計(jì)的車規(guī)級(jí)MCU，再到注重安全性和低功耗的創(chuàng)新產(chǎn)品。這些新品不僅滿足了市場(chǎng)對(duì)于高性能、高可靠性的需求，也反映了MCU行業(yè)在適應(yīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)中的積極作為。

除技術(shù)革新外，2024年更是國(guó)產(chǎn)MCU廠商嶄露頭角的一年。國(guó)產(chǎn)MCU廠商在汽車電子、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)了強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力。他們不僅在技術(shù)上取得了突破，更在市場(chǎng)應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)了多元化發(fā)展。

本文盤(pán)點(diǎn)了2024年國(guó)內(nèi)外主流廠商發(fā)布的部分MCU新品。

從國(guó)外廠商的產(chǎn)品動(dòng)向來(lái)看，各MCU廠商以NPU、機(jī)器學(xué)習(xí)、邊緣AI等打造高集成化、高性能的MCU新品方案;并通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)一步降低運(yùn)行能耗，打造能效比優(yōu)秀的MCU新品。

總的來(lái)看，高算力、低功耗、高性能的MCU新品方案在2024年發(fā)展到了一個(gè)新高度。

△國(guó)外主要MCU廠商新品動(dòng)向

國(guó)內(nèi)MCU新品方案動(dòng)向方面，越來(lái)越多的國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí)MCU在2024年推出并得到應(yīng)用，汽車電子成為今年眾多國(guó)內(nèi)MCU廠商發(fā)力的重點(diǎn)領(lǐng)域。

另外，今年國(guó)內(nèi)MCU廠商在外設(shè)接口集成方面取得了諸多突破，豐富外設(shè)資源集成的MCU新品的發(fā)布，增強(qiáng)了國(guó)產(chǎn)MCU應(yīng)用系統(tǒng)的擴(kuò)展性和靈活性。

△國(guó)內(nèi)主要MCU廠商新品動(dòng)向

那么，從今年MCU新品方案的動(dòng)向中可以看出哪些前沿發(fā)展趨勢(shì)?

01 | 趨勢(shì)一：集成AI和機(jī)器學(xué)習(xí)能力

隨著MCU應(yīng)用場(chǎng)景的拓寬并更多應(yīng)用到汽車電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域，MCU需要實(shí)時(shí)處理大量傳感器數(shù)據(jù)，并做出快速?zèng)Q策，這需要強(qiáng)大的本地AI處理能力。

在這種背景下，今年許多MCU廠商通過(guò)集成AI，不僅在保持低功耗的同時(shí)提供高M(jìn)CU性能的計(jì)算能力，還能通過(guò)集成AI減少對(duì)外部處理器或協(xié)處理器的需求，從而降低系統(tǒng)的整體成本和復(fù)雜性。

一些MCU新品開(kāi)始集成專用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元(NPU)，如意法半導(dǎo)體的STM32N6系列微控制器集成了自研的Neural-ART Accelerator。NPU可以顯著提高機(jī)器學(xué)習(xí)算法的執(zhí)行效率，使得MCU能夠處理復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，適用于圖像識(shí)別、語(yǔ)音處理等AI應(yīng)用。

部分MCU新品集成了機(jī)器學(xué)習(xí)加速器，這些加速器可以大幅提升機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)的處理速度。例如，恩智浦的i.MX RT700跨界MCU集成了eIQ Neutron NPU，與通用處理器相比，可以實(shí)現(xiàn)172倍的性能提升，同時(shí)每次推理的功耗只有其119分之一。

一些MCU新品提供了硬件級(jí)別的支持，如德州儀器的TMS320F28P55x系列C2000TM MCU集成了邊緣人工智能硬件加速器，可以實(shí)現(xiàn)更智能的實(shí)時(shí)控制，提高故障檢測(cè)的準(zhǔn)確率。

02 | 趨勢(shì)二：安全性增強(qiáng)

隨著IoT設(shè)備的廣泛部署，從智能家居到工業(yè)自動(dòng)化，這些設(shè)備都依賴于MCU來(lái)控制其核心功能。這些設(shè)備收集和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)需要被保護(hù)，以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和潛在的數(shù)據(jù)泄露。

另外，許多關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，如電力網(wǎng)、交通系統(tǒng)和醫(yī)療設(shè)備，都使用MCU來(lái)執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)。這些系統(tǒng)一旦遭受攻擊，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，因此對(duì)安全性的需求極高。

今年發(fā)布的多款MCU新品就聚焦于安全性能。例如微芯科技今年發(fā)布的兩款新品——PIC64GX MPU和PIC32CK SG，將硬件安全模塊(HSM)的強(qiáng)大安全性與基于硬件的安全權(quán)限環(huán)境TrustZone技術(shù)相結(jié)合，提升安全性能。

英飛凌的PSOC? Edge E8x MCU設(shè)計(jì)達(dá)到嵌入式安全框架——平臺(tái)安全架構(gòu)認(rèn)證(PSA Certified)計(jì)劃中的最高認(rèn)證級(jí)別。

國(guó)內(nèi)廠商方面，兆易創(chuàng)新今年發(fā)布的GD32F5系列MCU內(nèi)置多種安全功能，還支持系統(tǒng)級(jí)IEC61508 SIL2等級(jí)功能安全標(biāo)準(zhǔn)，提供強(qiáng)大的安全性保障。

03 | 趨勢(shì)三：低功耗

在一些應(yīng)用場(chǎng)景中，如可穿戴設(shè)備、醫(yī)療電子、智能家居等，設(shè)備需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行且無(wú)法頻繁更換電池。低功耗MCU能夠滿足這些設(shè)備的續(xù)航需求，確保設(shè)備的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

同時(shí)，低功耗MCU能夠減少設(shè)備的能源消耗，從而允許使用更小的電池或能量采集裝置，進(jìn)而降低設(shè)備的重量和體積，提高設(shè)備的便攜性。

盤(pán)點(diǎn)今年發(fā)布的MCU新品中，瑞薩電子 RX261與RX260微控制器(MCU)產(chǎn)品群具有出色的能效比——工作模式下僅為69μA/MHz，待機(jī)模式下為1μA，這些數(shù)據(jù)表明該產(chǎn)品在低功耗方面具有出色的表現(xiàn)，適合于對(duì)功耗有嚴(yán)格要求的應(yīng)用場(chǎng)景。

另外，恩智浦MCX A14x/A15x系列在深度睡眠模式下，電流為6.5μA，喚醒時(shí)間為10μs，SRAM完全保留;深度斷電模式下，電流小于400nA，喚醒時(shí)間為2.78ms。這些特性使其在低功耗領(lǐng)域同樣具有競(jìng)爭(zhēng)力。

英飛凌發(fā)布的AIROC? CYW20829低功耗藍(lán)牙5.4微控制器具有強(qiáng)大的射頻性能、長(zhǎng)距離和最新的藍(lán)牙5.4功能，包括帶響應(yīng)的周期性廣播(PAwR)，適合于低功耗的汽車接入和無(wú)線電池管理系統(tǒng)(wBMS)應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)廠商方面，中微半導(dǎo)今年發(fā)布了工業(yè)級(jí)MCU BAT32G439系列，其運(yùn)行功耗100μA/MHz@128MHz，并支持部分掉電深度睡眠模式下功耗20μA，這些特性使其在工業(yè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)低功耗運(yùn)行。

04 | 趨勢(shì)四：定制化解決方案

MCU在不同領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景差異顯著，對(duì)性能、功耗、接口等要求各不相同。例如，在汽車電子中，MCU需要具備高耐壓、高安全性，能夠承受惡劣環(huán)境;而在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，則更注重低功耗和無(wú)線連接能力。因此，定制化解決方案能夠針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化，滿足其獨(dú)特的需求。

此外，定制化解決方案能夠根據(jù)客戶的具體需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，提供獨(dú)特的性能特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而幫助客戶在市場(chǎng)中脫穎而出。

恩智普的汽車級(jí)S32N55處理器可提供安全、實(shí)時(shí)和應(yīng)用處理的可擴(kuò)展組合，滿足汽車制造商的多樣化中央計(jì)算需求。

航順芯片今年發(fā)布的指紋傳感器專用MCU——HK32S0192，打破了常見(jiàn)的ASIC邏輯芯片設(shè)計(jì)，通過(guò)集成CPU和嵌入式存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了傳感器控制參數(shù)的軟件化，且做到各種傳感參數(shù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而靈活適配各類指紋識(shí)別的應(yīng)用場(chǎng)景。

另外，中微半導(dǎo)的BAT32A6700車規(guī)級(jí)SoC系列通過(guò)集成MCU、LDO、LIN收發(fā)器，并集成CAN控制器，這種集成度較高的解決方案可以簡(jiǎn)化車身控制域LIN通訊的應(yīng)用場(chǎng)景的設(shè)計(jì)。

05 | 趨勢(shì)五：豐富的外設(shè)接口和資源

今年越來(lái)越多的MCU新品設(shè)計(jì)了豐富的外設(shè)接口和資源。MCU通過(guò)集成豐富的外設(shè)接口和資源，如通信接口、模擬輸入輸出、數(shù)字輸入輸出、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等，可以構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

這種設(shè)計(jì)不僅減小了系統(tǒng)的體積和功耗，降低了成本，還提高了系統(tǒng)的擴(kuò)展性和靈活性。開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，通過(guò)選擇合適的外設(shè)接口和資源，輕松實(shí)現(xiàn)各種功能擴(kuò)展。

豐富的外設(shè)接口還能使得MCU能夠方便地與外部設(shè)備進(jìn)行交互。這種交互能力使得MCU能夠廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備、消費(fèi)電子等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制和管理功能。

兆易創(chuàng)新今年發(fā)布的GD32H75E系列超高性能工業(yè)互聯(lián)MCU，提供一系列豐富外設(shè)資源，包含8個(gè)USART、4個(gè)I2C、6個(gè)SPI、4個(gè)I2S以及1個(gè)八線制OSPI等，可應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)如伺服電機(jī)控制、變頻驅(qū)動(dòng)、工業(yè)PLC、通訊模塊以及人型機(jī)器人等多樣化應(yīng)用所需。

中微半導(dǎo)發(fā)布的32位車規(guī)MCU BAT32A337系列同樣集成了廣泛的外設(shè)資源和多種通信接口，使其能夠滿足車載水泵、油泵控制、閥門(mén)調(diào)節(jié)、傳感器、熱管理等應(yīng)用需求。

06 | 重點(diǎn)瞄準(zhǔn)汽車市場(chǎng)，產(chǎn)品應(yīng)用垂直化趨勢(shì)明顯

盤(pán)點(diǎn)今年發(fā)布的MCU新品應(yīng)用場(chǎng)景，可以明顯看出：產(chǎn)品應(yīng)用的垂直化趨勢(shì)越來(lái)越明顯。這種垂直化程度不僅是從消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)控制所劃分的領(lǐng)域垂直，更是實(shí)際應(yīng)用上的垂直。

例如多家廠商的MCU新品應(yīng)用于消費(fèi)電子中的智能家居、可穿戴設(shè)備、辦公設(shè)備、家電主控制面板等細(xì)分領(lǐng)域;在汽車電子上應(yīng)用場(chǎng)景細(xì)化到車身控制域LIN通訊、車載的高溫執(zhí)行器場(chǎng)景、小電機(jī)控制等;在工業(yè)控制上細(xì)化到變頻器、伺服、PLC、電機(jī)變頻、工控互聯(lián)等場(chǎng)景。

由此可見(jiàn)，MCU的應(yīng)用場(chǎng)景正在從通用型轉(zhuǎn)向?qū)Ｓ眯汀?/p>

另外，從產(chǎn)品布局動(dòng)向來(lái)看，今年汽車電子是國(guó)內(nèi)外各廠商MCU發(fā)力的主要賽道。

國(guó)外廠商方面，微芯科技發(fā)布的PIC64GX MPU和PIC32CK SG微控制器均可應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，特別是實(shí)時(shí)計(jì)算密集型應(yīng)用需求;

德州儀器發(fā)布的TMS320F28P55x 系列C2000TM MCU集成了邊緣AI硬件加速器，適用于智能工控領(lǐng)域和預(yù)測(cè)性維修，但同樣可應(yīng)用于汽車電子中的實(shí)時(shí)控制和故障檢測(cè)。F29H85x系列則直接針對(duì)電動(dòng)汽車、機(jī)器人等汽車相關(guān)領(lǐng)域。

英飛凌發(fā)布的AURIX? TC4Dx微控制器明確針對(duì)汽車應(yīng)用，提供功能安全性能和AI嵌入式用例的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。同時(shí)，AIROC? CYW20829低功耗藍(lán)牙5.4微控制器也適用于汽車接入和無(wú)線電池管理系統(tǒng)(wBMS)，顯示了英飛凌在汽車MCU領(lǐng)域的深度布局。

國(guó)內(nèi)廠商方面，兆易創(chuàng)新的GD32A7系列車規(guī)級(jí)MCU針對(duì)如車身域控、車身控制、遠(yuǎn)程通信終端等汽車應(yīng)用場(chǎng)景;中微半導(dǎo)發(fā)布的車規(guī)級(jí)SoC系列BAT32A6700則是面向車身控制域LIN通訊的應(yīng)用場(chǎng)景。

另外，極海微電子發(fā)布G32A1465系列全新汽車通用MCU，采用40nm先進(jìn)工藝制程，具備高性能、高安全性、高可靠性等特性，可在-40℃~125℃的復(fù)雜工作溫度范圍下實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定運(yùn)行。

從布局情況可以看出，汽車電子是今年國(guó)內(nèi)外各廠商MCU發(fā)力的主要賽道。

07 | 小結(jié)

2024年，MCU迎來(lái)了顯著的技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新發(fā)展，特別是在集成AI能力、安全性提升、低功耗設(shè)計(jì)以及定制化解決方案方面。

國(guó)內(nèi)外廠商正在通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新來(lái)滿足市場(chǎng)對(duì)高性能、高可靠性的需求，并積極適應(yīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)的趨勢(shì)。從集成NPU的高性能芯片，到專為汽車市場(chǎng)設(shè)計(jì)的車規(guī)級(jí)MCU，再到注重安全性和低功耗的創(chuàng)新產(chǎn)品，這些新品不僅展現(xiàn)了MCU技術(shù)的突破，也反映了行業(yè)對(duì)特定應(yīng)用需求的深刻理解。

此外，國(guó)產(chǎn)MCU廠商在汽車電子、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)了強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力，不僅在技術(shù)上取得了突破，更在市場(chǎng)應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)了多元化發(fā)展。

總體來(lái)看，2024年MCU行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)表明，市場(chǎng)正從通用型產(chǎn)品轉(zhuǎn)向更專業(yè)化、定制化的解決方案，以滿足特定應(yīng)用場(chǎng)景的需求。汽車電子成為國(guó)內(nèi)外廠商競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)，而低功耗、高安全性和集成AI的能力成為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，預(yù)計(jì)未來(lái)MCU將在智能化和數(shù)字化領(lǐng)域扮演更加重要的角色。

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審核編輯 黃宇