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引言
MCU領域的競爭愈發白熱化。根據Omdia最新研究數據，英飛凌在2024年強勢崛起，成為全球最大的MCU供應商，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勢，這一躍升不僅凸顯了英飛凌的強勁增長勢頭，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，掀起了一場技術與市場的激烈角逐。從德州儀器(TI)、恩智浦(NXP)、Microchip，到瑞薩電子(Renesas)、英飛凌(Infineon)、意法半導體(ST)，各家廠商在體積、功耗、存儲技術、AI算力、先進工藝以及架構創新(尤其是RISC-V)等領域展開全方位“內卷”，試圖在快速演變的嵌入式市場中搶占先機。這不僅是一場技術的較量，更是對未來物聯網(IoT)、汽車電子和邊緣智能趨勢的深刻預判。
MCU “卷”的五大維度
1.
體積和功耗:極致微縮下的“續命”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”紀錄。這款芯片僅相當于一片黑胡椒大小，卻能在醫療可穿戴設備和個人電子產品中實現高性能傳感與控制。相比競爭對手，其封裝面積縮小了38%，直接回應了消費電子領域對小型化與功能集成并重的需求。TI通過集成高速模擬功能(如12位ADC)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。
意法半導體則推出了超低功耗的STM32U3系列，憑借“近閾值芯片設計”創新技術，將動態功耗降至10μA/MHz，待機電流低至1.6μA，與上一代產品相比，效率提高了兩倍。所謂的“近閾值技術”可在極低電壓下操作 IC 晶體管，從而節省能源。ST 的實現采用“AI 驅動”的晶圓級自適應電壓縮放來補償代工廠的工藝變化。
該產品的目標市場是無需經常維護的物聯網設備。超低功耗MCU是物聯網普及的關鍵，尤其在智能表計、環境監測等場景中，功耗直接決定了產品生命周期和維護成本。STM32U3系列的價格也很美麗，10000片的量價格為1.93美元/片，
2.
工藝:MCU進入1X nm
MCU作為嵌入式產品，一直都采用成熟工藝制程，大都是40nm。但是，隨著可穿戴設備、物聯網節點和汽車電子的微型化趨勢，設計人員需要在更小的芯片面積內集成更多功能和內存。例如，車規MCU需支持復雜的軟件定義汽車架構，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節點進軍。
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，先進制程的高研發和生產成本可能抬高芯片單價，短期內壓縮利潤率。
MCU工藝一直無法突進，很大的原因是閃存拖了后腿，閃存在40nm以下擴展時會存在問題，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Flash快15倍。汽車行業正向邁電氣化和軟件定義汽車(SDV)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式的安全性。傳統Flash的寫入速度慢、寫入次數有限(如擦寫次數通常在10萬次以下)，已無法滿足ECU(電子控制單元)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 的基本機制是由Stanford Robert Ovshinsky 于20世紀60年代發明的。ST 持有最初開發過程中產生的專利許可，并在此基礎上繼續推進這一開創性的工作。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。
PCM技術架構
TI的MSP430是基于鐵電隨機存取存儲器。F-RAM、FeRAM和FRAM是同義詞。德州儀器選擇使用縮寫“FRAM”。FRAM的優勢在于速度、低功耗、數據可靠性、統一內存。即使在高溫下，FRAM也是一種非常強大且可靠的存儲技術。FRAM在85攝氏度下可保持數據超過10年，在25攝氏度下可保持100年，這遠遠超過了大多數應用的要求，體現了FRAM強大的數據保持能力。不過，TI目前還沒有針對汽車應用推出其嵌入式FRAM產品，但隨著存儲信號的可靠性和穩健性提高，這應該很快就會實現。
MSP430FR57xx系列框圖，其提供20種不同的器件，FRAM存儲器容量高達16 kB
從Flash到MRAM、PCM、FeRAM的轉型不僅是存儲技術的代際躍遷，更是MCU產業順應汽車智能化、物聯網爆發和工藝極限挑戰的必然選擇。恩智浦、ST、TI各展所長，反映了廠商在性能、成本和應用場景間的權衡與博弈。
4.
卷AI和算力
邊緣AI需求的爆發讓MCU從傳統控制芯片正在轉向智能計算平臺，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和汽車場景，而Microchip的低成本AI策略則瞄準消費電子。
不僅是這些廠商，ST的STM32N6具有用于嵌入式推理的神經處理單元 ，這是ST最強大的MCU，可執行分割、分類和識別等任務；TI C2000設備中集成了 NPU，能實現更智能的實時控制。
這些新動向反映了，現在傳統MCU的計算能力已難以應對AI工作負載(如卷積神經網絡)。通過集成專用加速器(如DRP-AI、NPU)或增強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擔，從而留出更多時鐘周期來為嵌入式應用程序提供服務。
5.
架構:RISC-V的“新風口”
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建設。英飛凌現在是第一家發布汽車 RISC-V 微控制器系列的半導體供應商。瑞薩的RZ/V系列則繼續深耕Arm架構，TI和ST也未明確轉向RISC-V。
英飛凌汽車部門總裁 Peter Schiefer 表示:“英飛凌致力于讓 RISC-V 成為汽車行業的開放標準。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雜的要求，同時降低汽車的復雜性并縮短上市時間。”
RISC-V的開源特性降低了授權成本，并提升了軟件可移植性，對軟件定義趨勢下的汽車行業尤為重要。目前，通過合資企業 Quintauris，英飛凌一直與半導體行業其他領先企業合作，加速基于 RISC-V 的產品的工業化。
這場MCU的“內卷”中，各大廠商的戰略清晰可見:TI以成本優化和小型化切入消費電子，MSPM0系列起價僅0.16美元，瞄準高性價比市場；恩智浦聚焦汽車SDV，通過16nm+MRAM+S32K5的高端組合搶占技術制高點；Microchip以PIC32A的豐富外設和低成本AI能力鞏固智能傳感領域；瑞薩:通過DRP-AI和高性能MPU鎖定視覺AI市場，兼顧工業與汽車；英飛凌押注RISC-V，布局汽車未來十年，開辟新賽道；ST:雙線并進，STM32WBA6強化無線物聯網，STM32U3主攻超低功耗場景。
MCU的未來趨勢
MCU新產品的演進背后，折射出市場需求的深刻變革。消費者對小型化、多功能電子設備的期待，正驅使MCU廠商在極限設計上展開激烈角逐。同時，汽車電氣化和物聯網的爆發為高端MCU開辟了新藍海。隨著市場需求的分化，廠商間的產品定位和競爭格局將進一步拉開差距。
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，瑞薩推出業界首款基于RISC-V的通用32位MCU R9A02G021系列。國內的兆易創新、秦恒微電子、全志科技等也在基于RISC-V研發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摩爾定律業務線計算與軟件首席分析師Tom Hackenberg表示:“到2029年底，RISC-V預計會占據整個MCU市場的10%，并且具有巨大的增長潛力?！?/p>
其次，AI算力“卷”到何時？人工智能顯然是 MCU 演進的下一個重大事件。當前15TOPS的算力競賽只是起點。AI時代下的MCU，已經與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的硬件選型邏輯，MCU若能在邊緣智能中占據主導，或將擠壓低端MPU的市場空間。
再者，存儲技術革命的臨界點，MRAM、PCM、FeRAM等新型存儲的突破是否會引發Flash的淘汰？成本下降和工藝成熟將是關鍵變量。未來，若新型存儲技術實現成本突破，Flash或將退守低端市場，而高端MCU將迎來存儲技術的大洗牌。
結語
2025年的MCU大戰不僅是技術的“卷”，更是廠商對未來市場的戰略博弈。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，每一步創新都在重新定義嵌入式系統的可能性。對于工程師和企業而言，選擇合適的MCU不再只是技術決策，而是關乎成本、生態和未來競爭力的綜合考量。然而，MCU的這場“內卷”遠未結束。
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