本文盤點了2024年國內外主流廠商發布的部分MCU產品。總的來看,高算力、低功耗、高性能的MCU產品在2024年發展到了一個新高度。從今年MCU新品動向中可以看出哪些發展趨勢?
過去的一年中,我們見證了MCU技術的多項突破,從集成AI的高性能芯片,到專為汽車市場設計的車規級MCU,再到注重安全性和低功耗的創新產品。這些新品不僅滿足了市場對于高性能、高可靠性的需求,也反映了MCU行業在適應數字化轉型和智能化升級中的積極作為。
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、工業控制、物聯網等多個領域展現了強勁的競爭力。他們不僅在技術上取得了突破,更在市場應用上實現了多元化發展。
本文盤點了2024年國內外主流廠商發布的部分MCU新品。
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新品方案;并通過產品設計進一步降低運行能耗,打造能效比優秀的MCU新品。
總的來看,高算力、低功耗、高性能的MCU新品方案在2024年發展到了一個新高度。
△國外主要MCU廠商新品動向
國內MCU新品方案動向方面,越來越多的國產車規級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新品的發布,增強了國產MCU應用系統的擴展性和靈活性。
△國內主要MCU廠商新品動向
那么,從今年MCU新品方案的動向中可以看出哪些前沿發展趨勢?
01 | 趨勢一:集成AI和機器學習能力
隨著MCU應用場景的拓寬并更多應用到汽車電子、工業控制等領域,MCU需要實時處理大量傳感器數據,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處理器的需求,從而降低系統的整體成本和復雜性。
一些MCU新品開始集成專用的神經網絡處理單元(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行效率,使得MCU能夠處理復雜的神經網絡模型,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新品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,可以實現更智能的實時控制,提高故障檢測的準確率。
02 | 趨勢二:安全性增強
隨著IoT設備的廣泛部署,從智能家居到工業自動化,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的數據需要被保護,以防止未經授權的訪問和潛在的數據泄露。
另外,許多關鍵基礎設施,如電力網、交通系統和醫療設備,都使用MCU來執行關鍵任務。這些系統一旦遭受攻擊,可能會導致嚴重的后果,因此對安全性的需求極高。
今年發布的多款MCU新品就聚焦于安全性能。例如微芯科技今年發布的兩款新品——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,兆易創新今年發布的GD32F5系列MCU內置多種安全功能,還支持系統級IEC61508 SIL2等級功能安全標準,提供強大的安全性保障。
03 | 趨勢三:低功耗
在一些應用場景中,如可穿戴設備、醫療電子、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航需求,確保設備的持續穩定運行。
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,這些數據表明該產品在低功耗方面具有出色的表現,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(wBMS)應用。
國內廠商方面,中微半導今年發布了工業級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應用中實現低功耗運行。
04 | 趨勢四:定制化解決方案
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,能夠承受惡劣環境;而在物聯網應用中,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化,滿足其獨特的需求。
此外,定制化解決方案能夠根據客戶的具體需求進行設計和開發,提供獨特的性能特點和技術優勢,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,實現了傳感器控制參數的軟件化,且做到各種傳感參數的實時動態調整,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車規級SoC系列通過集成MCU、LDO、LIN收發器,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。
05 | 趨勢五:豐富的外設接口和資源
今年越來越多的MCU新品設計了豐富的外設接口和資源。MCU通過集成豐富的外設接口和資源,如通信接口、模擬輸入輸出、數字輸入輸出、定時器和計數器等,可以構成一個完整的微型計算機系統。
這種設計不僅減小了系統的體積和功耗,降低了成本,還提高了系統的擴展性和靈活性。開發者可以根據具體的應用需求,通過選擇合適的外設接口和資源,輕松實現各種功能擴展。
豐富的外設接口還能使得MCU能夠方便地與外部設備進行交互。這種交互能力使得MCU能夠廣泛應用于工業自動化、醫療設備、消費電子等領域,實現各種復雜的控制和管理功能。
兆易創新今年發布的GD32H75E系列超高性能工業互聯MCU,提供一系列豐富外設資源,包含8個USART、4個I2C、6個SPI、4個I2S以及1個八線制OSPI等,可應用于工業自動化市場如伺服電機控制、變頻驅動、工業PLC、通訊模塊以及人型機器人等多樣化應用所需。
中微半導發布的32位車規MCU BAT32A337系列同樣集成了廣泛的外設資源和多種通信接口,使其能夠滿足車載水泵、油泵控制、閥門調節、傳感器、熱管理等應用需求。
06 | 重點瞄準汽車市場,產品應用垂直化趨勢明顯
盤點今年發布的MCU新品應用場景,可以明顯看出:產品應用的垂直化趨勢越來越明顯。這種垂直化程度不僅是從消費電子、汽車電子、工業控制所劃分的領域垂直,更是實際應用上的垂直。
例如多家廠商的MCU新品應用于消費電子中的智能家居、可穿戴設備、辦公設備、家電主控制面板等細分領域;在汽車電子上應用場景細化到車身控制域LIN通訊、車載的高溫執行器場景、小電機控制等;在工業控制上細化到變頻器、伺服、PLC、電機變頻、工控互聯等場景。
由此可見,MCU的應用場景正在從通用型轉向專用型。
另外,從產品布局動向來看,今年汽車電子是國內外各廠商MCU發力的主要賽道。
國外廠商方面,微芯科技發布的PIC64GX MPU和PIC32CK SG微控制器均可應用于汽車領域,特別是實時計算密集型應用需求;
德州儀器發布的TMS320F28P55x 系列C2000TM MCU集成了邊緣AI硬件加速器,適用于智能工控領域和預測性維修,但同樣可應用于汽車電子中的實時控制和故障檢測。F29H85x系列則直接針對電動汽車、機器人等汽車相關領域。
英飛凌發布的AURIX? TC4Dx微控制器明確針對汽車應用,提供功能安全性能和AI嵌入式用例的開發平臺。同時,AIROC? CYW20829低功耗藍牙5.4微控制器也適用于汽車接入和無線電池管理系統(wBMS),顯示了英飛凌在汽車MCU領域的深度布局。
國內廠商方面,兆易創新的GD32A7系列車規級MCU針對如車身域控、車身控制、遠程通信終端等汽車應用場景;中微半導發布的車規級SoC系列BAT32A6700則是面向車身控制域LIN通訊的應用場景。
另外,極海微電子發布G32A1465系列全新汽車通用MCU,采用40nm先進工藝制程,具備高性能、高安全性、高可靠性等特性,可在-40℃~125℃的復雜工作溫度范圍下實現高效穩定運行。
從布局情況可以看出,汽車電子是今年國內外各廠商MCU發力的主要賽道。
07 | 小結
2024年,MCU迎來了顯著的技術進步和創新發展,特別是在集成AI能力、安全性提升、低功耗設計以及定制化解決方案方面。
國內外廠商正在通過技術創新來滿足市場對高性能、高可靠性的需求,并積極適應數字化轉型和智能化升級的趨勢。從集成NPU的高性能芯片,到專為汽車市場設計的車規級MCU,再到注重安全性和低功耗的創新產品,這些新品不僅展現了MCU技術的突破,也反映了行業對特定應用需求的深刻理解。
此外,國產MCU廠商在汽車電子、工業控制、物聯網等多個領域展現了強勁的競爭力,不僅在技術上取得了突破,更在市場應用上實現了多元化發展。
總體來看,2024年MCU行業的發展趨勢表明,市場正從通用型產品轉向更專業化、定制化的解決方案,以滿足特定應用場景的需求。汽車電子成為國內外廠商競爭的熱點,而低功耗、高安全性和集成AI的能力成為推動行業發展的關鍵因素。隨著技術的不斷進步,預計未來MCU將在智能化和數字化領域扮演更加重要的角色。
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審核編輯 黃宇
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