隨著科技的飛速發(fā)展，微控制器（MCU）作為嵌入式系統(tǒng)的核心組成部分，正在經(jīng)歷著前所未有的變革。從最初的8 位和16 位MCU，到如今的32 位甚至更高性能的MCU，這一領(lǐng)域的技術(shù)和市場格局都在不斷演變。瑞薩在不斷變化的MCU 技術(shù)以及市場中經(jīng)歷著挑戰(zhàn)的同時也助力行業(yè)發(fā)展。

瑞薩電子 嵌入式處理器事業(yè)部 市場總監(jiān) 沈清

1 MCU技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著技術(shù)的進步和應(yīng)用需求的提升，32 位MCU 因其更高的性能、更豐富的功能以及更好的擴展性而逐漸普及。這一趨勢對8 位和16 位MCU 的市場地位構(gòu)成了一定的挑戰(zhàn)，尤其是在對處理能力和資源需求較高的應(yīng)用中。面對當前MCU 市場向32 位轉(zhuǎn)移的趨勢，瑞薩采取積極的應(yīng)對策略。我們深知，技術(shù)的創(chuàng)新是推動行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵動力，因此，我們將持續(xù)加大在研發(fā)領(lǐng)域的投入，特別是在32 位MCU 的開發(fā)上。然而，即便32 位MCU 成為市場主流，8 位和16 位MCU 仍然因其簡單、低成本和低功耗等特點，在許多應(yīng)用中具有不可替代的地位。瑞薩依舊會通過不斷優(yōu)化和提升這些產(chǎn)品的性能與功能，為客戶提供更加全面、高效和可靠的MCU 解決方案。

隨著AI 技術(shù)的不斷發(fā)展，MCU 增加AI 功能已成為行業(yè)趨勢。相比于8 位/16 位MCU，32 位MCU 能夠更好地融合AI 技術(shù)實現(xiàn)對復(fù)雜環(huán)境的實時感知、決策和優(yōu)化，從而提高系統(tǒng)的智能化水平。瑞薩半導(dǎo)體通過收購Reality AI 公司，推出了基于非視覺類的先進信號處理算法的全自動AI 建模工具Reality AI Tools，為MCU 賦予了解決實時性AI 的能力。這款工具可以提供硬件分析服務(wù)，同時可將預(yù)測過程圖像化，并生成一個可解釋的AI 模型，讓客戶讀懂工業(yè)系統(tǒng)推理判斷和決策的過程。此外Reality AI 占用的資源非常小，是一個輕量級的嵌入式AI 系統(tǒng)，這使得用戶無需更改原來的系統(tǒng)和硬件平臺，即可直接部署AI 功能。并且瑞薩推出了專門針對電機預(yù)測性維護的RealityCheck Motor 擴展模塊。

此外瑞薩還提供多種AI 軟件工具，包括eAI 工具和RAI 模型訓(xùn)練平臺。這些創(chuàng)新使得MCU 能夠在不更改原有系統(tǒng)和硬件平臺的前提下，直接部署AI 功能，從而為用戶提供了更加靈活和高效的解決方案。

2 MCU市場的激烈競爭

受益于AIoT、工業(yè)控制、汽車電子等應(yīng)用的蓬勃發(fā)展， MCU 的需求將持續(xù)增長，并且對于高性能、低功耗、高可靠性的MCU 需求將更為迫切。據(jù)相關(guān)機構(gòu)數(shù)據(jù)及預(yù)測，2021 年全球MCU 市場規(guī)模約196 億美元，預(yù)計至2026 年將以6.7% 的復(fù)合增速達到272 億美元。

而其中，主要的驅(qū)動市場為汽車、工業(yè)以及計算、消費電子和家電、物聯(lián)網(wǎng)和智能安全等應(yīng)用領(lǐng)域。在汽車領(lǐng)域，未來隨著新能源汽車滲透率進一步提高，智能駕駛級別不斷升高，智能座艙體驗不斷升級，會有愈來愈多的場景需要高性能的MCU 來支持復(fù)雜的實時控制功能，有望推動車規(guī)級MCU 量價齊升。在工業(yè)領(lǐng)域，機器人、電子元件制造設(shè)備和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域也存在著巨大的市場潛力，這都將為MCU 產(chǎn)品的廣泛采用提供助力。

可以看出MCU 市場呈現(xiàn)出多樣化的特點，涵蓋了從低端到高端的不同產(chǎn)品和應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計，瑞薩每年出貨超過35 億個 MCU，其中約50% 用于汽車，而另外50% 則用于消費電子、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)和基礎(chǔ)設(shè)施等其他關(guān)鍵市場。在汽車領(lǐng)域，瑞薩側(cè)重點在于確保產(chǎn)品的安全性與可靠性，以滿足汽車行業(yè)對高標準和嚴格質(zhì)量控制的要求。同時，也重視MCU 的集成度、可擴展性和網(wǎng)絡(luò)安全，以適應(yīng)不同車型和應(yīng)用場景的需求。在工業(yè)自動化領(lǐng)域，瑞薩強調(diào)MCU 的高性能、實時處理能力和可靠性，以在各種復(fù)雜環(huán)境下實現(xiàn)快速、精確的控制。除此之外，瑞薩也會以MCU 為核心加以其它模擬、電源等產(chǎn)品，以“成功產(chǎn)品組合”的方式，加快客戶設(shè)計。

3 MCU面臨的挑戰(zhàn)與機遇

隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求的提升，MCU 面臨著更高的性能要求、更低的功耗需求以及更強的安全性保障等挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，MCU 企業(yè)需要持續(xù)加大在研發(fā)領(lǐng)域的投入，推動技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級。同時，隨著5G、AI 等技術(shù)的普及和應(yīng)用拓展，MCU 行業(yè)將迎來更加廣闊的市場空間和發(fā)展機遇。例如，在智能家居、智能制造等領(lǐng)域，MCU 將發(fā)揮更加重要的作用，推動智能化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色化等趨勢的發(fā)展。

從過去兩年MCU 的市場狀況可以發(fā)現(xiàn)，MCU 市場非常競爭激烈，國際巨頭和本土企業(yè)都在積極尋求市場機會和發(fā)展空間。在這樣的背景下，企業(yè)間的競爭與合作成為推動市場發(fā)展的重要力量。一方面，國際巨頭通過技術(shù)創(chuàng)新、品牌優(yōu)勢和市場渠道等手段鞏固和拓展市場份額；另一方面，本土企業(yè)則通過技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品差異化和服務(wù)優(yōu)化等策略提升競爭力。同時，企業(yè)間的合作也為市場帶來了新的機遇和可能性。例如，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間的合作可以優(yōu)化供應(yīng)鏈、降低成本、提高生產(chǎn)效率；而跨界合作則可以推動MCU 技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用拓展和創(chuàng)新發(fā)展。

4 總結(jié)

對于MCU來說，更低的功耗、更大的內(nèi)存、更新的工藝是永恒的主題。功耗方面，隨著低功耗場景越來越多，如何在特定應(yīng)用中兼顧到低功耗和高性能兩種模式下的綜合效能，是MCU 設(shè)計和制造的重要命題。內(nèi)存方面，隨著系統(tǒng)復(fù)雜度的增加，內(nèi)存大小必然增加。

隨著32 位MCU 逐漸普及，軟件API 調(diào)用大幅增加，同時內(nèi)存使用相應(yīng)提升，需要通過提高硬件性能補償程序效率的相對損失，對此更大的內(nèi)存是基礎(chǔ)。此外，隨著AIoT 和汽車電子等的蓬勃發(fā)展，例如，MCU+AI、MCU+AFE、MCU+WiFi 等MCU+ 解決方案成為了業(yè)內(nèi)發(fā)展的一個重要趨勢。這種方案不僅提升了集成度，而且助力客戶實現(xiàn)降本增效的目標。

MCU 技術(shù)與市場正處于快速發(fā)展和變革的階段。面對挑戰(zhàn)和機遇并存的局面，MCU 企業(yè)需要保持敏銳的市場洞察力和創(chuàng)新意識，不斷推動技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級；同時，也需要積極應(yīng)對市場競爭和合作機遇，尋求更加廣闊的發(fā)展空間和合作機會。相信在各方共同努力下，MCU 行業(yè)將迎來更加美好的未來。

（本文來源于《EEPW》2024.03）