產業(yè)觀察 | 2024年MCU新品：國內外廠商如何布局AI集成、低功耗、定制化？

除技術革新外，2024年更是國產MCU廠商嶄露頭角的一年。國產MCU廠商在汽車電子、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)等多個領域展現(xiàn)了強勁的競爭力。他們不僅在技術上取得了突破，更在市場應用上實現(xiàn)了多元化發(fā)展。

本文盤點了2024年國內外主流廠商發(fā)布的部分MCU產品。

從國外廠商的產品動向來看，各MCU廠商以NPU、機器學習、邊緣AI等打造高集成化、高性能的MCU產品方案；并通過產品設計進一步降低運行能耗，打造能效比優(yōu)秀的MCU新品。

總的來看，高算力、低功耗、高性能的MCU產品在2024年發(fā)展到了一個新高度。

▲國外主要MCU廠商新品動向

國內MCU產品動向方面，越來越多的國產車規(guī)級MCU在2024年推出并得到應用，汽車電子成為今年眾多國內MCU廠商發(fā)力的重點領域。

另外，今年國內MCU廠商在外設接口集成方面取得了諸多突破，豐富外設資源集成的MCU產品的發(fā)布，增強了國產MCU應用系統(tǒng)的擴展性和靈活性。

▲國內主要MCU廠商新品動向

那么，從今年MCU新品動向中可以看出哪些前沿發(fā)展趨勢？

隨著MCU應用場景的拓寬并更多應用到汽車電子、工業(yè)控制等領域，MCU需要實時處理大量傳感器數(shù)據(jù)，并做出快速決策，這需要強大的本地AI處理能力。

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

一些MCU新品開始集成專用的神經(jīng)網(wǎng)絡處理單元（NPU），如意法半導體的STM32N6系列微控制器集成了自研的Neural-ART Accelerator。NPU可以顯著提高機器學習算法的執(zhí)行效率，使得MCU能夠處理復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡模型，適用于圖像識別、語音處理等AI應用。

部分MCU新品集成了機器學習加速器，這些加速器可以大幅提升機器學習任務的處理速度。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，可以實現(xiàn)172倍的性能提升，同時每次推理的功耗只有其119分之一。

一些MCU提供了硬件級別的支持，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，可以實現(xiàn)更智能的實時控制，提高故障檢測的準確率。

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

另外，許多關鍵基礎設施，如電力網(wǎng)、交通系統(tǒng)和醫(yī)療設備，都使用MCU來執(zhí)行關鍵任務。這些系統(tǒng)一旦遭受攻擊，可能會導致嚴重的后果，因此對安全性的需求極高。

今年發(fā)布的多款MCU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）的強大安全性與基于硬件的安全權限環(huán)境TrustZone技術相結合，提升安全性能。

英飛凌的PSOC™ Edge E8x MCU設計達到嵌入式安全框架——平臺安全架構認證（PSA Certified）計劃中的最高認證級別。

國內廠商方面，兆易創(chuàng)新今年發(fā)布的GD32F5系列MCU內置多種安全功能，還支持系統(tǒng)級IEC61508 SIL2等級功能安全標準，提供強大的安全性保障。

在一些應用場景中，如可穿戴設備、醫(yī)療電子、智能家居等，設備需要長時間運行且無法頻繁更換電池。低功耗MCU能夠滿足這些設備的續(xù)航需求，確保設備的持續(xù)穩(wěn)定運行。

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

盤點今年發(fā)布的MCU新品中，瑞薩電子 RX261與RX260微控制器（MCU）產品群具有出色的能效比——工作模式下僅為69μA/MHz，待機模式下為1μA，這些數(shù)據(jù)表明該產品在低功耗方面具有出色的表現(xiàn)，適合于對功耗有嚴格要求的應用場景。

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

英飛凌發(fā)布的AIROC™ CYW20829低功耗藍牙5.4微控制器具有強大的射頻性能、長距離和最新的藍牙5.4功能，包括帶響應的周期性廣播（PAwR），適合于低功耗的汽車接入和無線電池管理系統(tǒng)（wBMS）應用。

國內廠商方面，中微半導今年發(fā)布了工業(yè)級MCU BAT32G439系列，其運行功耗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)應用中實現(xiàn)低功耗運行。

MCU在不同領域的應用場景差異顯著，對性能、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)應用中，則更注重低功耗和無線連接能力。因此，定制化解決方案能夠針對特定應用場景進行優(yōu)化，滿足其獨特的需求。

此外，定制化解決方案能夠根據(jù)客戶的具體需求進行設計和開發(fā)，提供獨特的性能特點和技術優(yōu)勢，從而幫助客戶在市場中脫穎而出。

恩智普的汽車級S32N55處理器可提供安全、實時和應用處理的可擴展組合，滿足汽車制造商的多樣化中央計算需求。

航順芯片今年發(fā)布的指紋傳感器專用MCU——HK32S0192，打破了常見的ASIC邏輯芯片設計，通過集成CPU和嵌入式存儲，實現(xiàn)了傳感器控制參數(shù)的軟件化，且做到各種傳感參數(shù)的實時動態(tài)調整，從而靈活適配各類指紋識別的應用場景。

另外，中微半導的BAT32A6700車規(guī)級SoC系列通過集成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化車身控制域LIN通訊的應用場景的設計。