MCU行業(yè)“內(nèi)卷”正細(xì)分化 ST、TI、兆易創(chuàng)新等廠商開展技術(shù)與市場(chǎng)激烈角逐

前言：

隨著AI技術(shù)不斷演進(jìn)，智能終端愈發(fā)復(fù)雜。而MCU作為連接感知與執(zhí)行、實(shí)現(xiàn)終端智能化的核心元件，也正“卷”的細(xì)分化。目前，各家廠商在體積、功耗、存儲(chǔ)技術(shù)、AI算力、先進(jìn)工藝以及架構(gòu)創(chuàng)新（尤其是RISC-V）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(chǎng)中搶占先機(jī)，這也是廠商對(duì)未來(lái)技術(shù)與市場(chǎng)的戰(zhàn)略博弈。

1、我國(guó)MCU產(chǎn)業(yè)集群化分布初步顯現(xiàn)，主要集中在華東和華南沿海地區(qū)

微控制單元（MCU）又稱單片微型計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)，是把中央處理器（CPU）的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存（memory）、計(jì)數(shù)器（Timer）、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制。諸如消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)、汽車電子、IC卡、工業(yè)控制等領(lǐng)域都可見到MCU身影。

當(dāng)前，MCU（微控制器）廠商分為IDM廠商與Fabless廠商。對(duì)于IDM廠商）集芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、芯片封裝和測(cè)試等環(huán)節(jié)于一體）來(lái)說(shuō)，其上游為晶圓制造所需原材料與設(shè)備采購(gòu)環(huán)節(jié)；對(duì)于Fabless廠商（只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計(jì)與銷售，將生產(chǎn)、測(cè)試、封裝等環(huán)節(jié)外包）來(lái)說(shuō)，其上游為晶圓制造環(huán)節(jié)。

MCU行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖解

資料來(lái)源：觀研天下整理

從產(chǎn)業(yè)鏈區(qū)域分布情況來(lái)看，我國(guó)MCU產(chǎn)業(yè)集群化分布初步顯現(xiàn)，形成以長(zhǎng)三角、環(huán)渤海、珠三角三大核心區(qū)域聚集發(fā)展的產(chǎn)業(yè)空間格局。從上市企業(yè)分布情況來(lái)看，主要集中在華東和華南沿海地區(qū)，江浙滬地區(qū)最為集中。從具體省市來(lái)看，江蘇、浙江、廣東等地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈布局相對(duì)完善。

我國(guó)國(guó)產(chǎn)MUC企業(yè)區(qū)域分布熱力圖

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2、嵌入式世界大會(huì)舉辦，我國(guó)MCU行業(yè)廠商“內(nèi)卷”即將加速

根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)MCU行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告（2025-2032年）》顯示，目前，我國(guó)MCU行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)者數(shù)量較多，主要分為國(guó)際大型MCU企業(yè)，包括瑞薩電子、飛思卡爾、Microchip、意法半導(dǎo)體、三星電子等；實(shí)力強(qiáng)勁的臺(tái)資MCU企業(yè)，包括盛群半導(dǎo)體、義隆電子、松翰科技、凌陽(yáng)科技等；中國(guó)大陸本土MCU企業(yè)，包括兆易創(chuàng)新、中穎電子、東軟載波、樂(lè)鑫科技、晟矽微電、國(guó)民技術(shù)、上海貝嶺等。

2025年3月于德國(guó)紐倫堡舉辦的嵌入式世界大會(huì)（Embedded World 2025）上，全球MCU大廠集體亮相，掀起了一場(chǎng)技術(shù)與市場(chǎng)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(dǎo)體（ST），各家廠商在體積、功耗、存儲(chǔ)技術(shù)、AI算力、先進(jìn)工藝以及架構(gòu)創(chuàng)新（尤其是RISC-V）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(chǎng)中搶占先機(jī)。這不僅是一場(chǎng)技術(shù)的較量，更是對(duì)未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、汽車電子和邊緣智能趨勢(shì)的深刻預(yù)判，而國(guó)內(nèi)MCU廠商也不得不加入這場(chǎng)“內(nèi)卷”賽中，以穩(wěn)住當(dāng)前所占據(jù)的份額甚至拓寬國(guó)際市場(chǎng)。

具體分析MCU廠商內(nèi)卷維度如下：

3、體積和功耗：微縮下的超低功耗MCU，各大廠商先進(jìn)技術(shù)紛紛登場(chǎng)

傳統(tǒng)的MCU主要承擔(dān)基礎(chǔ)控制功能，但在AI與邊緣計(jì)算深度融合的趨勢(shì)下，新一代MCU成為具備智能決策能力的“神經(jīng)末梢”，其核心驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于對(duì)實(shí)時(shí)性、低功耗和本地化處理的迫切需求，尤其是在可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，功耗直接決定產(chǎn)品生命周期和維護(hù)成本。

超低功耗MCU的主要應(yīng)用概況

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然而，當(dāng)前市面上的超低功耗MCU，功耗低僅是最基本的標(biāo)準(zhǔn)。如何在低功耗的同時(shí)保持高性能、小體積、適配AI功能，才是MCU企業(yè)內(nèi)卷的目標(biāo)。

各廠商超低功耗MCU對(duì)比

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德州儀器推出的MSPM0C1104 MCU，以1.38mm2的晶圓芯片級(jí)封裝（WCSP）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(gè)人電子產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)高性能傳感與控制。相比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，其封裝面積縮小了38%，直接回應(yīng)了消費(fèi)電子領(lǐng)域?qū)π⌒突c功能集成并重的需求。TI通過(guò)集成高速模擬功能（如12位ADC）和低至0.16美元的起價(jià)，試圖在成本與性能之間找到黃金平衡點(diǎn)。

2025年6月，瑞薩電子推出RA2L2系列超低功耗MCU。新品基于Arm Cortex-M23內(nèi)核，支持UCB-C 2.4版新規(guī)范，對(duì)電壓檢測(cè)靈敏度等進(jìn)行了優(yōu)化。配置自帶64KB~128KB閃存、16KB SRAM及4KB數(shù)據(jù)閃存，豐富外設(shè)包括USB-C、CAN、I3C、SPI、低功耗UART、ADC等，支持87.5μA/MHz的活動(dòng)功耗與250nA軟待機(jī)電流。

除了國(guó)外巨頭卷的飛起外，國(guó)內(nèi)的MCU廠商技術(shù)也紛紛登場(chǎng)。

例如，2025年4月，小華半導(dǎo)體發(fā)行HC32L021系列，基于Arm Cortex-M0+內(nèi)核，主頻48MHz，配置64KB Flash與6KB SRAM，并搭載高精度RC48M內(nèi)部時(shí)鐘。兆易創(chuàng)新的GD32L235系列采用Arm Cortex-M23內(nèi)核，最高主頻為64MHz，其采用了超低功耗工藝制程，從硬件層面降低功耗；支持包括深度睡眠（Deep-sleep）、部分睡眠（Sleep）和待機(jī)（Standby）等六種低功耗模式。

4、MCU行業(yè)制程工藝進(jìn)入1X nm，封裝技術(shù)的創(chuàng)新注入新動(dòng)力

MCU作為嵌入式產(chǎn)品，一直都采用成熟工藝制程，基本上是40nm。而在可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和汽車電子的微型化趨勢(shì)下，設(shè)計(jì)人員需要在更小的芯片面積內(nèi)集成更多功能和內(nèi)存，如車規(guī)MCU需支持復(fù)雜的軟件定義汽車（SDV）架構(gòu)要求更高的計(jì)算性能和存儲(chǔ)容量。但40nm工藝逐漸無(wú)法滿足這些需求，倒逼廠商向1X nm制程進(jìn)軍。

此次嵌入式展上，恩智浦S32K5系列率先引入16nm FinFET工藝，不僅顯著提高了運(yùn)算能力，還在功耗管理方面表現(xiàn)出色。相較于傳統(tǒng)28nm制程的MCU，這一系列產(chǎn)品的晶體管密度提升了近一倍，使得單芯片能夠集成更多的功能模塊。

而在2024年3月份，ST也推出18nm的FDSOI工藝。

值得注意的是先進(jìn)制程的高研發(fā)和生產(chǎn)成本（如16nm FinFET的掩模費(fèi)用遠(yuǎn)超40nm）可能抬高芯片單價(jià)，短期內(nèi)壓縮利潤(rùn)率。

除了制程工藝的進(jìn)步，封裝技術(shù)的創(chuàng)新同樣為MCU小型化和高性能發(fā)展注入新動(dòng)力。例如，德州儀器推出的1.38mm2晶圓級(jí)封裝技術(shù)，僅為封裝過(guò)程直接集成在晶圓上，從而顯著縮小了芯片的外形尺寸，是全球超小型的MCU 封裝。這種技術(shù)不僅大幅降低了MCU的體積，還簡(jiǎn)化了后續(xù)的組裝流程，使得產(chǎn)品能夠更快地進(jìn)入市場(chǎng)。同時(shí)，這種封裝方式能更好地適應(yīng)可穿戴設(shè)備等對(duì)空間要求極為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)景，這種“看不見的芯片”，正在重新定義終端產(chǎn)品的形態(tài)邊界。

5、MCU存儲(chǔ)方面從Flash到新型存儲(chǔ)

傳統(tǒng)eFlash在28nm以下制程面臨物理極限，促使廠商加速布局新型存儲(chǔ)器，這讓MCU的性能天花板被重新定義。

恩智浦率先采用MRAM（磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）技術(shù)，大幅提升了汽車ECU（電子控制單元）的編程效率。相比傳統(tǒng)eFlash，MRAM的寫入速度提升15倍，這使得車載應(yīng)用中的固件更新更加高效且可靠，特別是在新能源汽車的OTA（空中下載）升級(jí)場(chǎng)景中，這種高速寫入能力顯著縮短系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間，從而提高了用戶體驗(yàn)。與此同時(shí)，MRAM的非易失性和抗輻射特性使其在極端環(huán)境下表現(xiàn)出色，為航天、軍工等特殊領(lǐng)域的MCU提供了更優(yōu)的選擇。

德州儀器則選擇FRAM（鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）作為其技術(shù)路線的重點(diǎn)方向。FRAM以其高可靠性、低功耗和快速寫入能力著稱，尤其適用于惡劣環(huán)境下的應(yīng)用。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，F(xiàn)RAM能夠承受頻繁的讀寫操作而不損失性能，同時(shí)還具備出色的抗輻射能力，這種特性使得德州儀器的MCU產(chǎn)品在高溫、高壓或強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中表現(xiàn)出優(yōu)異的耐用性。

6、MCU x AI趨勢(shì)勢(shì)不可擋，ST、NXP、英飛凌、國(guó)芯科技、澎湃微等已經(jīng)布局

而在AI芯片領(lǐng)域，曾長(zhǎng)期由GPU和專用ASIC主導(dǎo)，但由于其功耗高昂、靈活性不足，難以適應(yīng)電池供電、尺寸受限的終端設(shè)備。相比之下，MCU則擁有天然的低功耗、可定制性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。再加上邊緣AI需求的爆發(fā)讓MCU從傳統(tǒng)控制芯片逐漸轉(zhuǎn)向智能計(jì)算平臺(tái)，一場(chǎng)邊緣AI的“軍備競(jìng)賽”開啟。

目前，ST、NXP、英飛凌、國(guó)芯科技、澎湃微等企業(yè)已經(jīng)布局，甚至部分企業(yè)已經(jīng)推出可使用的產(chǎn)品。

部分MCU廠商AI技術(shù)產(chǎn)品布局概況

資料來(lái)源：觀研天下整理

整體來(lái)看，MCU上的AI之戰(zhàn)，不僅是技術(shù)創(chuàng)新的前沿，還是產(chǎn)業(yè)模式重塑的風(fēng)口。未來(lái)，隨著越來(lái)越多創(chuàng)新技術(shù)迭代的落地，國(guó)內(nèi)MCU+AI賽道的競(jìng)爭(zhēng)將愈發(fā)激烈。

7、RISC-V成為MCU行業(yè)架構(gòu)“新風(fēng)口”

然而，在架構(gòu)方面，RISC-V成為MCU行業(yè)架構(gòu)“新風(fēng)口”。英飛凌計(jì)劃將RISC-V引入汽車MCU市場(chǎng)，推出基于AURIX品牌的新系列，并通過(guò)虛擬原型加速生態(tài)建設(shè)。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(duì)軟件定義趨勢(shì)下的汽車行業(yè)尤為重要。

兆易創(chuàng)新為全球首個(gè)推出并量產(chǎn)基于RISC-V內(nèi)核的32位通用MCU產(chǎn)品的公司，也是推出國(guó)內(nèi)首款M7內(nèi)核高性能MCU產(chǎn)品的公司。

兆易創(chuàng)新MCU產(chǎn)品

資料來(lái)源：兆易創(chuàng)新官網(wǎng)（WYD）