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PG电子- PG电子官方网站- APP下载试玩半导体热点大家谈丨MCU进入智能化跃迁加速期
PG电子,PG电子官方网站,PG电子试玩,PG电子APP下载Chad Steider:MCU领域的短期热点集中在汽车电子、工业控制和智能家居等领域。汽车的智能化、网联化、电动化和共享化会带来大量的控制需求,从而形成新的MCU市场。在工业控制领域,工业级无线网络和边缘计算正广泛应用于电机、仪表、工业机器人等关键场景,在普及的过程中都会增加MCU用量。此外,在智能家居领域,不仅传统的家居设备/设施在引入物联网和控制,而且诸如可穿戴设备、智能音箱、智能插座、家用机器人和智能医疗等新设备也在大量使用MCU。凭借低功耗、高集成度、低延时、安全可靠等特性,MCU成为负责控制和连接的主芯片。
谢文录:当前,国内MCU市场呈现显著增长态势,家电、通信、新能源、无人机、机器人、电动车等领域的MCU芯片应用增长迅速。从短期来看,两大因素带来明显增量:一是国内本土化进程加速,推动国产MCU在各领域的更新换代;二是新能源汽车市场的快速扩张,直接拉动了车规级MCU的需求增长。而从长期发展动力来看,MCU产业的增长源于多重因素的叠加:首先,全社会智能化需求的持续升级,使得大量终端设备对MCU的依赖度不断提升,为其提供了广阔的应用土壤;其次,MCU自身的技术进步成为关键支撑,向上可提供边缘侧大算力支持,满足复杂场景的计算需求,向下则借助工艺迭代持续渗透到更多应用市场;再次,AI技术的广泛渗透进一步拓展了MCU的应用边界,作为AI在终端落地的核心载体,MCU通过与AI技术的融合不断延伸应用场景;最后,以新能源汽车为代表的新兴应用领域持续扩容,为MCU创造了更大的市场空间。
长期来看,汽车电子电气架构变革是核心驱动力,域控制器的需求将进一步扩增,同时国内主机厂对供应链可控的要求,将加速车规MCU的本土化替代。在边缘计算方面,MCU需要集成部分AI应用(如语音唤醒、数据预测等)。同时,IoT发展要求MCU需要同时支持多种通信协议(Wi-Fi、蓝牙、LoRa等)。此外,RISC-V架构MCU迎来了新机遇,开源的生态红利让RISC-V在MCU市场有强大的潜力,同时RISC-V支持指令集定制可以满足新能源汽车特有的算法需求,如电池SOC估算。
沈清:从长期来看,高端控制设备、工业机器人核心部件、边缘AI节点将成为三大核心推动力。高端控制设备中的精密仪器、半导体设备,要求MCU具备亚微秒级响应能力;工业机器人的力觉反馈系统和谐波减速机振动控制,需要集成12轴编码器接口和专用滤波模块;边缘AI节点作为诊断终端或视觉引导系统,其市场容量已超过云端,视觉质检、故障预测等毫秒级响应场景,要求MCU或MPU集成AI加速器,推动了异构CPU架构MCU的普及,这类产品将MCU与MPU混搭,既满足实时控制需求,又能运行轻量级AI模型。
卢国建:AI与MCU的融合是核心突破方向,但其价值不仅在于算力提升,更在于“精准感知+智能决策”的闭环。例如,消费者已经或多或少地使用了健康检测产品。健康检测看上去简单,但实际上对技术水平有很高的要求。在健康监测场景中,“精准”是一项非常重要的要求,尤其是对于慢性病防控这样的场景而言,“精准”是保证产品有效性的生命线。为了实现精准,芯海科技自研了高精度生物测量芯片及模组(BIA/PPG/ECG等),通过BIA(生物电阻抗分析)、PPG(光电脉搏波)、ECG(心电图)等技术,实现对人体成分、心率、体脂、肌肉量等30余种人体成分的动态采集,使家庭设备精度得以对标诊疗级设备。在这个案例中,端侧MCU发挥的不仅是控制的功能,还能结合感知的数据,在端侧完成边缘计算,从而能够描述出人体的健康指标和人体成分分析。完成这项工作后,MCU再将数据传到云端,结合融合医学知识图谱与多模态时序分析的云端HHM健康大模型,对测量的数据进行准确描述,实现“可解释的AI诊疗”。
熊险峰:AI与MCU的融合不是简单堆砌算力,而是围绕“场景效率”与“安全边界”的重构。其影响体现在:算力需求从单核控制向异构计算跃迁,我们的多核域控MCUAC7870集成专用AI加速引擎;开发模式从裸机运行向软硬协同转变,通过工具链降低AI部署门槛;应用场景从单一控制向“智能感知+决策”扩展,如新能源车的电池健康预测。我们已储备RISC-V的MCU技术,支持指令集定制以适配车规AI算法,同时构建开放生态避免被国外指令集“卡脖子”。
沈清:AI与MCU的融合正在重塑芯片设计逻辑,带来三个层面的变革:一是硬件架构从单一内核向“MCU+MPU+AI加速器”异构架构转型,我们的RA8系列集成Arm Cortex-M85处理器内核、矢量计算单元Helium DSP和Ethos-U55 NPU,实现跨界2.0;二是软件开发模式从“裸机编程”向“模型部署”转变,可通过RealityAI工具生成轻量化模型、e-AI工具一键将主流AI模型转化为可部署在MCU或MPU芯片上可运行的C语言代码;三是应用场景从“被动执行”向“主动决策”扩展,如工业机器人的手眼脑协同控制,要求5毫秒内完成感知-推理-执行闭环。另外,我们还对接Nvidia TAO工具链,使客户可基于来自NVIDIA的海量且成熟的预训练模型进行迁移学习,大幅缩短AI应用落地周期。
Chad Steider:这种融合推动MCU向“智能终端大脑”进化,具体体现在四个方面:算力上,PG28MCU的AI/ML加速器支持本地小模型推理;能效上,该MCU可针对机器学习进行优化,处理机器学习操作的速度提升了高达8倍,而功耗仅为传统嵌入式CPU的1/6;安全上,芯科科技Secure Vault技术和ARM TrustZone技术实现了最佳的安全性;开发上,提供从数据训练到开发软硬件,到产品部署的全流程工具。我们的PG26MCU配备3200KBFlash和512KBRAM,支持复杂AI/ML应用,已在智能音箱的语音唤醒、工业传感器的异常检测中实现量产。第三代无线开发平台将进一步提升处理能力100倍以上,使边缘设备能独立完成图像分类、目标检测等任务。
沈清:技术突破将围绕四大方向展开。一是算力升级,边缘AI推理要求MCU集成0.25TOPS至8TOPS的AI加速引擎,我们的RA8P1作为业界首款AI MCU,通过Ethos-U55 NPU实现了跨界2.0,CPU主频达1GHz并集成DSP和NPU;二是能效优化,六核AI MPU实现每瓦10TOPS算力,无需冷却风扇即可运行;三是安全重构,硬件级安全模块需支持动态升级,如从C级安全标准向更高等级演进;四是多模态感知,支持视觉、听觉、力觉、温度等多传感器接入,单芯片需处理50兆以上的原始数据量。这些趋势推动MCU从单一控制向“感知-决策-执行”闭环演进。
Chad Steider:创新方向可概括为“三化”:低功耗极致化、AI融合深度化、安全集成全面化。我们的PG26和PG28MCU采用硬件AI/ML加速器,使机器学习处理速度提升8倍,功耗降至原来的1/6;通过SecureVault™技术和ARMTrustZone实现PSA3级认证,硬编码客户密钥增强抗攻击能力;第三代平台采用22nm工艺,将电池续航延长数年,同时支持30多种无线协议,实现“一颗芯片连接万物”。这些技术使MCU在智能安防、工业检测等场景实现本地实时推理,摆脱对云端的依赖。
熊险峰:2025年的关键词是“功能安全”“极致性价比”“AI适配”。架构上从单核向多核异构演进,AC7870项目实现车规级多核锁步技术突破;能效管理从静态低功耗升级为动态调节,根据负载智能切换运行模式;AI适配聚焦轻量化场景,如通过均方差运算加速引擎实现能耗优化和故障预测。我们的策略是“以车规可靠性为基底”,将SoC经验迁移到MCU设计,通过模块化IP库实现“零修改替换”与“专用功能扩展”并行,降低客户本土化门槛。
沈清:挑战主要来自三个方面:一是技术碎片化,不同场景对AI算力、安全等级的需求差异巨大,需要企业提供从130nm到14nm的全系列产品;二是生态壁垒,客户迁移成本高,要求厂商提供统一开发平台,我们的RA产品家族实现了从跨界1.0到2.0的平滑升级;三是工艺瓶颈,40nm Flash工艺已走到极限,我们通过22nm MRAM工艺突破这一限制,实现更高性能和更低功耗。未来3~5年,新能源装备、先进机器人、工业边缘计算将成为增长核心,企业需建立“芯片+算法+行业应用”的三层壁垒才能立足。
Chad Steider:最大挑战是市场竞争白热化与技术发展并存,一方面,同质化导致价格压力增大;另一方面,22nm以下制程的研发投入巨大,中小企业难以承受。机遇则来自AIoT的深度渗透,预计边缘智能设备的年复合增长率将超过30%。未来3~5年,MCU将呈现“两极分化”:通用型产品向高集成、低功耗演进,专用型产品则深度绑定细分场景,如医疗设备的低功耗MCU、汽车电子的高安全MCU。我们的策略是通过第三代无线开发平台的“无线+AI+安全”三位一体优势,在物联网细分市场建立技术壁垒。
熊险峰:当前,行业正面临三重挑战。在技术上,EFLASH工艺在28nm已达极限,高性能MCU需要更先进制程;在市场上,国产化发展与全球化博弈加剧,车规级MCU仍依赖国际供应链;在供应链上,先进制程的全本土化成熟度不足。机遇则在于新能源汽车的爆发和RISC-V的崛起,预计2027年本土车规级MCU的市场份额将从目前的5%提升至20%。未来3~5年,车规级MCU将主导市场增长,定制化能力决定市场格局,RISC-V内核在车规应用的落地将成为国内厂商的突围关键。
谢文录:当前最大挑战是同质化竞争导致行业盈利能力下降,进而影响技术研发投入。2025年国内MCU企业的平均研发投入占比不足10%,而国际头部企业超过15%。技术瓶颈集中在新型存储和尖端模拟技术,RRAM、MRAM等新型存储器的本土化仍需突破。机遇来自RISC-V的快速发展,其在MCU市场的份额有望提升。未来5年是行业大洗牌期:资源不足的企业将深耕细分市场,领先企业通过产业整合壮大,汽车、工业等高端领域成为竞争焦点,AI技术的落地形式将决定企业的差异化优势。
Chad Steider:我们的核心优势在于“无线+AI+安全”的深度融合。我们的第三代无线开发平台是唯一覆盖多种射频技术的物联网平台,支持低功耗蓝牙(Bluetooth LE)、Wi-Fi、Wi-SUN、15.4、多协议和专有协议等,通用代码库使开发人员能通过一套工具开发多类设备。硬件AI/ML加速器实现8倍性能提升的同时降低功耗,SecureVault技术提供业界最高级别的安全防护。这种“一站式解决方案”能力,使客户从原型到量产的周期缩短50%,在智能家居、工业物联网等领域建立了竞争壁垒。
沈清:我们的差异化体现在三个方面:一是全产品线nm的MCU/MPU产品,满足从简单控制到边缘AI的全场景需求;二是15年长期供货保障,远超行业10年的平均水平,契合工业领域的长生命周期需求;三是生态系统的完整性,提供从硬件平台到软件工具的全流程支持,100多个行业应用案例降低客户开发门槛。例如,我们的“-T”系列针对电机控制,“-N”系列针对网络通信,“-V”系列针对AI视觉,这种按场景定制的产品矩阵难以被复制。