style="text-indent: 2em;">MCU 領(lǐng)域的競爭愈發(fā)白熱化。根據(jù) Omdia 最新研究數(shù)據(jù)，英飛凌在 2024 年強(qiáng)勢崛起，成為全球最大的 MCU 供應(yīng)商，其市場份額攀升至 21.3%，較 2023 年的 17.8% 提升了 3.5 個百分點。2022 年，英飛凌、恩智浦和瑞薩還是并列第一的態(tài)勢，這一躍升不僅凸顯了英飛凌的強(qiáng)勁增長勢頭，也為 MCU 市場的激烈角逐拉開了新的序幕。

在 2025 年 3 月于德國紐倫堡舉辦的嵌入式世界大會上，全球 MCU 大廠集體亮相，掀起了一場技術(shù)與市場的激烈角逐。從德州儀器、恩智浦、Microchip，到瑞薩電子、英飛凌、意法半導(dǎo)體，各家廠商在體積、功耗、存儲技術(shù)、AI 算力、先進(jìn)工藝以及架構(gòu)創(chuàng)新等領(lǐng)域展開全方位 " 內(nèi)卷 "，試圖在快速演變的嵌入式市場中搶占先機(jī)。這不僅是一場技術(shù)的較量，更是對未來物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子和邊緣智能趨勢的深刻預(yù)判。

一、MCU" 卷 " 的五大維度

1. 體積和功耗：極致微縮下的 " 續(xù)命 " 之道

德州儀器推出的 MSPM0C1104 MCU，以 1.38mm2 的晶圓芯片級封裝刷新了 " 全球最小 MCU" 紀(jì)錄。這款芯片僅相當(dāng)于一片黑胡椒大小，卻能在醫(yī)療可穿戴設(shè)備和個人電子產(chǎn)品中實現(xiàn)高性能傳感與控制。相比競爭對手，其封裝面積縮小了 38%，直接回應(yīng)了消費電子領(lǐng)域?qū)π⌒突c功能集成并重的需求。TI 通過集成高速模擬功能和低至 0.16 美元的起價，試圖在成本與性能之間找到黃金平衡點。

意法半導(dǎo)體則推出了超低功耗的 STM32U3 系列，憑借 " 近閾值芯片設(shè)計 " 創(chuàng)新技術(shù)，將動態(tài)功耗降至 10μA/MHz，待機(jī)電流低至 1.6μA，與上一代產(chǎn)品相比，效率提高了兩倍。所謂的 " 近閾值技術(shù) " 可在極低電壓下操作 IC 晶體管，從而節(jié)省能源。ST 的實現(xiàn)采用 "AI 驅(qū)動 " 的晶圓級自適應(yīng)電壓縮放來補(bǔ)償代工廠的工藝變化。

該產(chǎn)品的目標(biāo)市場是無需經(jīng)常維護(hù)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。超低功耗 MCU 是物聯(lián)網(wǎng)普及的關(guān)鍵，尤其在智能表計、環(huán)境監(jiān)測等場景中，功耗直接決定了產(chǎn)品生命周期和維護(hù)成本。STM32U3 系列的價格也很美麗，10000 片的量價格為 1.93 美元 / 片，

當(dāng)下，體積與功耗的競爭已進(jìn)入 " 微縮極限 " 階段。TI 的 WCSP 封裝和 ST 的近閾值技術(shù)代表了兩種路徑——前者追求物理尺寸的極致，后者聚焦功耗的極致優(yōu)化。這反映出終端市場對 " 更小、更省電 " 的剛需，尤其是在可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。但這種 " 卷 " 也帶來了挑戰(zhàn)：當(dāng)尺寸和功耗逼近物理極限時，廠商如何在不犧牲功能的情況下維持成本優(yōu)勢，將是下一階段的博弈焦點。

2. 工藝：MCU 進(jìn)入 1X nm

MCU 作為嵌入式產(chǎn)品，一直都采用成熟工藝制程，大都是 40nm。但是，隨著可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點和汽車電子的微型化趨勢，設(shè)計人員需要在更小的芯片面積內(nèi)集成更多功能和內(nèi)存。例如，車規(guī) MCU 需支持復(fù)雜的軟件定義汽車架構(gòu)，要求更高的計算性能和存儲容量。40nm 工藝已難以滿足這些需求，迫使廠商向 1X nm 節(jié)點進(jìn)軍。

此次嵌入式展上，恩智浦 S32K5 系列率先引入 16nm FinFET 工藝。而在去年 3 月份，ST 也推出了 18nm 的 FDSOI 工藝。

不過，1X nm 工藝依賴臺積電、三星等頂級代工廠，MCU 廠商與代工巨頭的綁定將加深。同時，先進(jìn)制程的高研發(fā)和生產(chǎn)成本可能抬高芯片單價，短期內(nèi)壓縮利潤率。

MCU 工藝一直無法突進(jìn)，很大的原因是閃存拖了后腿，閃存在 40nm 以下擴(kuò)展時會存在問題，部分原因是存儲器單元尺寸較大以及用于實現(xiàn)高電壓的電荷泵占用了芯片面積。但是這個問題，也被 MCU 廠商們攻克了。

3. 存儲：從 Flash 到新型存儲

他們的辦法是選用新型存儲，但是各家似乎也有各自的 " 脾氣 "，選用了多個種類的新型存儲，如 MRAM、PCM、FeRAM，主打一個 " 雨露均沾 "。

恩智浦最新推出的 S32K5 系列引入 16nm FinFET 工藝和嵌入式磁性 RAM，臺積電代工，MRAM 的寫入速度比傳統(tǒng) Flash 快 15 倍。汽車行業(yè)正向邁電氣化和軟件定義汽車時代，MCU 需要支持更密集的 OTA 更新、更高的實時計算能力和更強(qiáng)式的安全性。傳統(tǒng) Flash 的寫入速度慢、寫入次數(shù)有限，已無法滿足 ECU 的性能需求。NXP 指出，高性能 MRAM 的加入大大加快了 ECU 編程時間，解決了傳統(tǒng)閃存的寫入瓶頸，提升了汽車電子的軟件定義能力。

ST 則是相變存儲器的擁泵者。PCM 的基本機(jī)制是由 Stanford Robert Ovshinsky 于 20 世紀(jì) 60 年代發(fā)明的。ST 持有最初開發(fā)過程中產(chǎn)生的專利許可，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)推進(jìn)這一開創(chuàng)性的工作。去年 3 月份，ST 與三星也推出了一款 18nm FDSOI 帶有嵌入式相變存儲器的工藝，ST 首款基于該制程的 STM32 MCU 也將于今年量產(chǎn)。

PCM 技術(shù)架構(gòu)（圖源：ST）

TI 的 MSP430 是基于鐵電隨機(jī)存取存儲器。F-RAM、FeRAM 和 FRAM 是同義詞。德州儀器選擇使用縮寫 "FRAM"。FRAM 的優(yōu)勢在于速度、低功耗、數(shù)據(jù)可靠性、統(tǒng)一內(nèi)存。即使在高溫下，F(xiàn)RAM 也是一種非常強(qiáng)大且可靠的存儲技術(shù)。FRAM 在 85 攝氏度下可保持?jǐn)?shù)據(jù)超過 10 年，在 25 攝氏度下可保持 100 年，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了大多數(shù)應(yīng)用的要求，體現(xiàn)了 FRAM 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)保持能力。不過，TI 目前還沒有針對汽車應(yīng)用推出其嵌入式 FRAM 產(chǎn)品，但隨著存儲信號的可靠性和穩(wěn)健性提高，這應(yīng)該很快就會實現(xiàn)。

MSP430FR57xx 系列框圖，其提供 20 種不同的器件，F(xiàn)RAM 存儲器容量高達(dá) 16 kB（來源：TI）

從 Flash 到 MRAM、PCM、FeRAM 的轉(zhuǎn)型不僅是存儲技術(shù)的代際躍遷，更是 MCU 產(chǎn)業(yè)順應(yīng)汽車智能化、物聯(lián)網(wǎng)爆發(fā)和工藝極限挑戰(zhàn)的必然選擇。恩智浦、ST、TI 各展所長，反映了廠商在性能、成本和應(yīng)用場景間的權(quán)衡與博弈。

4. 卷 AI 和算力

邊緣 AI 需求的爆發(fā)讓 MCU 從傳統(tǒng)控制芯片正在轉(zhuǎn)向智能計算平臺，因而，掀起了一場邊緣 AI 的 " 軍備競賽 "。瑞薩電子的 RZ/V2N MPU 集成 DRP-AI 加速器，提供 15 TOPS 的 AI 推理性能，目標(biāo)是視覺 AI 市場；恩智浦 S32K5 的 eIQ Neutron NPU 則聚焦汽車邊緣傳感器處理；Microchip 的 PIC32A 系列通過 64 位 FPU 支持 tinyML 部署。瑞薩和恩智浦的高算力方案更適合工業(yè)和汽車場景，而 Microchip 的低成本 AI 策略則瞄準(zhǔn)消費電子。

不僅是這些廠商，ST 的 STM32N6 具有用于嵌入式推理的神經(jīng)處理單元，這是 ST 最強(qiáng)大的 MCU，可執(zhí)行分割、分類和識別等任務(wù)；TI C2000 設(shè)備中集成了 NPU，能實現(xiàn)更智能的實時控制。

這些新動向反映了，現(xiàn)在傳統(tǒng) MCU 的計算能力已難以應(yīng)對 AI 工作負(fù)載。通過集成專用加速器或增強(qiáng) FPU，廠商突破了性能瓶頸，將 MCU 推向更高層次的邊緣智能。在 MCU 中使用硬件加速器可以減輕主處理器的推理負(fù)擔(dān)，從而留出更多時鐘周期來為嵌入式應(yīng)用程序提供服務(wù)。

5. 架構(gòu)：RISC-V 的 " 新風(fēng)口 "

英飛凌計劃將 RISC-V 引入汽車 MCU 市場，推出基于 AURIX 品牌的新系列，并通過虛擬原型加速生態(tài)建設(shè)。英飛凌現(xiàn)在是第一家發(fā)布汽車 RISC-V 微控制器系列的半導(dǎo)體供應(yīng)商。瑞薩的 RZ/V 系列則繼續(xù)深耕 Arm 架構(gòu)，TI 和 ST 也未明確轉(zhuǎn)向 RISC-V。

英飛凌汽車部門總裁 Peter Schiefer 表示：" 英飛凌致力于讓 RISC-V 成為汽車行業(yè)的開放標(biāo)準(zhǔn)。在軟件定義汽車時代，實時性能、安全可靠的計算以及靈活性、可擴(kuò)展性和軟件可移植性變得比今天更加重要?；?RISC-V 的微控制器有助于滿足這些復(fù)雜的要求，同時降低汽車的復(fù)雜性并縮短上市時間。"

RISC-V 的開源特性降低了授權(quán)成本，并提升了軟件可移植性，對軟件定義趨勢下的汽車行業(yè)尤為重要。目前，通過合資企業(yè) Quintauris，英飛凌一直與半導(dǎo)體行業(yè)其他領(lǐng)先企業(yè)合作，加速基于 RISC-V 的產(chǎn)品的工業(yè)化。

這場 MCU 的 " 內(nèi)卷 " 中，各大廠商的戰(zhàn)略清晰可見：

二、MCU 的未來趨勢

MCU 新產(chǎn)品的演進(jìn)背后，折射出市場需求的深刻變革。消費者對小型化、多功能電子設(shè)備的期待，正驅(qū)使 MCU 廠商在極限設(shè)計上展開激烈角逐。同時，汽車電氣化和物聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)為高端 MCU 開辟了新藍(lán)海。隨著市場需求的分化，廠商間的產(chǎn)品定位和競爭格局將進(jìn)一步拉開差距。

首先，RISC-V 會成為新王者嗎？英飛凌的 RISC-V 布局能否撼動 Arm 的霸主地位，取決于生態(tài)成熟度和汽車廠商的接受度。RISC-V 用于 MCU，不是新鮮事。去年，瑞薩推出業(yè)界首款基于 RISC-V 的通用 32 位 MCU R9A02G021 系列。國內(nèi)的兆易創(chuàng)新、秦恒微電子、全志科技等也在基于 RISC-V 研發(fā) MCU。隨著越來越多的 MCU 廠商擁 RISC-V，MCU 將成為 MCU 的又一個重要市場。Yole Group 摩爾定律業(yè)務(wù)線計算與軟件首席分析師 Tom Hackenberg 表示：" 到 2029 年底，RISC-V 預(yù)計會占據(jù)整個 MCU 市場的 10%，并且具有巨大的增長潛力。"

其次，AI 算力 " 卷 " 到何時？人工智能顯然是 MCU 演進(jìn)的下一個重大事件。當(dāng)前 15TOPS 的算力競賽只是起點。AI 時代下的 MCU，已經(jīng)與 MPU 的界限越來越模糊了，高算力 MCU 已接近低端 MPU 的性能，功能上從控制延伸至推理和決策。這可能重塑嵌入式系統(tǒng)的硬件選型邏輯，MCU 若能在邊緣智能中占據(jù)主導(dǎo)，或?qū)D壓低端 MPU 的市場空間。

再者，存儲技術(shù)革命的臨界點，MRAM、PCM、FeRAM 等新型存儲的突破是否會引發(fā) Flash 的淘汰？成本下降和工藝成熟將是關(guān)鍵變量。未來，若新型存儲技術(shù)實現(xiàn)成本突破，F(xiàn)lash 或?qū)⑼耸氐投耸袌觯叨?MCU 將迎來存儲技術(shù)的大洗牌。

三、結(jié)語

2025 年的 MCU 大戰(zhàn)不僅是技術(shù)的 " 卷 "，更是廠商對未來市場的戰(zhàn)略博弈。從 TI 的 " 黑胡椒 " 到恩智浦的 MRAM，從瑞薩的 AI 加速器到英飛凌的 RISC-V，每一步創(chuàng)新都在重新定義嵌入式系統(tǒng)的可能性。對于工程師和企業(yè)而言，選擇合適的 MCU 不再只是技術(shù)決策，而是關(guān)乎成本、生態(tài)和未來競爭力的綜合考量。然而，MCU 的這場 " 內(nèi)卷 " 遠(yuǎn)未結(jié)束。