越来越卷的MCU大厂

引言

MCU领域的竞争愈发白热化。根据Omdia最新研究数据，英飞凌在2024年强势崛起，成为全球最大的MCU供应商，其市场份额攀升至21.3%，较2023年的17.8%提升了3.5个百分点。2022年，英飞凌、恩智浦和瑞萨还是并列第一的态势，这一跃升不仅凸显了英飞凌的强劲增长势头，也为MCU市场的激烈角逐拉开了新的序幕。

在2025年3月于德国纽伦堡举办的嵌入式世界大会（Embedded World 2025）上，全球MCU大厂集体亮相，掀起了一场技术与市场的激烈角逐。从德州仪器（TI）、恩智浦（NXP）、Microchip，到瑞萨电子（Renesas）、英飞凌（Infineon）、意法半导体（ST），各家厂商在体积、功耗、存储技术、AI算力、先进工艺以及架构创新（尤其是RISC-V）等领域展开全方位“内卷”，试图在快速演变的嵌入式市场中抢占先机。这不仅是一场技术的较量，更是对未来物联网（IoT）、汽车电子和边缘智能趋势的深刻预判。

MCU “卷”的五大维度

1.

体积和功耗：极致微缩下的“续命”之道

德州仪器推出的MSPM0C1104 MCU，以1.38mm²的晶圆芯片级封装（WCSP）刷新了“全球最小MCU”纪录。这款芯片仅相当于一片黑胡椒大小，却能在医疗可穿戴设备和个人电子产品中实现高性能传感与控制。相比竞争对手，其封装面积缩小了38%，直接回应了消费电子领域对小型化与功能集成并重的需求。TI通过集成高速模拟功能（如12位ADC）和低至0.16美元的起价，试图在成本与性能之间找到黄金平衡点。

意法半导体（ST）则推出了超低功耗的STM32U3系列，凭借“近阈值芯片设计”创新技术，将动态功耗降至10µA/MHz，待机电流低至1.6µA，与上一代产品相比，效率提高了两倍。所谓的“近阈值技术”可在极低电压下操作 IC 晶体管，从而节省能源。ST 的实现采用“AI 驱动”的晶圆级自适应电压缩放来补偿代工厂的工艺变化。

该产品的目标市场是无需经常维护的物联网设备。超低功耗MCU是物联网普及的关键，尤其在智能表计、环境监测等场景中，功耗直接决定了产品生命周期和维护成本。STM32U3系列的价格也很美丽，10000片的量价格为1.93美元/片，

当下，体积与功耗的竞争已进入“微缩极限”阶段。TI的WCSP封装和ST的近阈值技术代表了两种路径——前者追求物理尺寸的极致，后者聚焦功耗的极致优化。这反映出终端市场对“更小、更省电”的刚需，尤其是在可穿戴设备和物联网领域。但这种“卷”也带来了挑战：当尺寸和功耗逼近物理极限时，厂商如何在不牺牲功能的情况下维持成本优势，将是下一阶段的博弈焦点。

2.

工艺：MCU进入1X nm

MCU作为嵌入式产品，一直都采用成熟工艺制程，大都是40nm。但是，随着可穿戴设备、物联网节点和汽车电子的微型化趋势，设计人员需要在更小的芯片面积内集成更多功能和内存。例如，车规MCU需支持复杂的软件定义汽车（SDV）架构，要求更高的计算性能和存储容量。40nm工艺已难以满足这些需求，迫使厂商向1X nm节点进军。

此次嵌入式展上，恩智浦S32K5系列率先引入16nm FinFET工艺。而在去年3月份，ST也推出了18nm的FDSOI工艺。

不过，1X nm工艺依赖台积电、三星等顶级代工厂，MCU厂商与代工巨头的绑定将加深。同时，先进制程的高研发和生产成本（如16nm FinFET的掩模费用远超40nm）可能抬高芯片单价，短期内压缩利润率。

MCU工艺一直无法突进，很大的原因是闪存拖了后腿，闪存在40nm以下扩展时会存在问题，部分原因是存储器单元尺寸较大以及用于实现高电压的电荷泵占用了芯片面积。但是这个问题，也被MCU厂商们攻克了。

3.

存储：从Flash到新型存储

他们的办法是选用新型存储，但是各家似乎也有各自的“脾气”，选用了多个种类的新型存储，如MRAM、PCM、FeRAM，主打一个“雨露均沾”，。

恩智浦最新推出的S32K5系列引入16nm FinFET工艺和嵌入式磁性RAM（MRAM），台积电代工，MRAM的写入速度比传统Flash快15倍。汽车行业正向迈电气化和软件定义汽车（SDV）时代，MCU需要支持更密集的OTA更新、更高的实时计算能力和更强式的安全性。传统Flash的写入速度慢、写入次数有限（如擦写次数通常在10万次以下），已无法满足ECU（电子控制单元）的性能需求。NXP指出，高性能MRAM的加入大大加快了ECU编程时间，解决了传统闪存的写入瓶颈，提升了汽车电子的软件定义能力。

ST则是相变存储器（PCM）的拥泵者。PCM 的基本机制是由Stanford Robert Ovshinsky 于20世纪60年代发明的。ST 持有最初开发过程中产生的专利许可，并在此基础上继续推进这一开创性的工作。去年3月份，ST与三星也推出了一款18nm FDSOI带有嵌入式相变存储器 (PCM) 的工艺，ST首款基于该制程的STM32 MCU也将于今年量产。

PCM技术架构（图源：ST）

TI的MSP430是基于铁电随机存取存储器（FRAM）。F-RAM、FeRAM和FRAM是同义词。德州仪器选择使用缩写“FRAM”。FRAM的优势在于速度、低功耗、数据可靠性、统一内存。即使在高温下，FRAM也是一种非常强大且可靠的存储技术。FRAM在85摄氏度下可保持数据超过10年，在25摄氏度下可保持100年，这远远超过了大多数应用的要求，体现了FRAM强大的数据保持能力。不过，TI目前还没有针对汽车应用推出其嵌入式FRAM产品，但随着存储信号的可靠性和稳健性提高，这应该很快就会实现。

MSP430FR57xx系列框图，其提供20种不同的器件，FRAM存储器容量高达16 kB（来源：TI）

从Flash到MRAM、PCM、FeRAM的转型不仅是存储技术的代际跃迁，更是MCU产业顺应汽车智能化、物联网爆发和工艺极限挑战的必然选择。恩智浦、ST、TI各展所长，反映了厂商在性能、成本和应用场景间的权衡与博弈。

4.

卷AI和算力

边缘AI需求的爆发让MCU从传统控制芯片正在转向智能计算平台，因而，掀起了一场边缘AI的“军备竞赛”。瑞萨电子的RZ/V2N MPU集成DRP-AI加速器，提供15 TOPS的AI推理性能，目标是视觉AI市场；恩智浦S32K5的eIQ Neutron NPU则聚焦汽车边缘传感器处理；Microchip的PIC32A系列通过64位FPU支持tinyML部署。瑞萨和恩智浦的高算力方案更适合工业和汽车场景，而Microchip的低成本AI策略则瞄准消费电子。

不仅是这些厂商，ST的STM32N6具有用于嵌入式推理的神经处理单元 (NPU)，这是ST最强大的MCU，可执行分割、分类和识别等任务；TI C2000设备中集成了 NPU，能实现更智能的实时控制。

这些新动向反映了，现在传统MCU的计算能力（通常基于Cortex-M内核，几十至几百MHz）已难以应对AI工作负载（如卷积神经网络）。通过集成专用加速器（如DRP-AI、NPU）或增强FPU，厂商突破了性能瓶颈，将MCU推向更高层次的边缘智能。在 MCU 中使用硬件加速器可以减轻主处理器的推理负担，从而留出更多时钟周期来为嵌入式应用程序提供服务。

5.

架构：RISC-V的“新风口”

英飞凌计划将RISC-V引入汽车MCU市场，推出基于AURIX品牌的新系列，并通过虚拟原型加速生态建设。英飞凌现在是第一家发布汽车 RISC-V 微控制器系列的半导体供应商。瑞萨的RZ/V系列则继续深耕Arm架构，TI和ST也未明确转向RISC-V。

英飞凌汽车部门总裁 Peter Schiefer 表示：“英飞凌致力于让 RISC-V 成为汽车行业的开放标准。在软件定义汽车时代，实时性能、安全可靠的计算以及灵活性、可扩展性和软件可移植性变得比今天更加重要。基于 RISC-V 的微控制器有助于满足这些复杂的要求，同时降低汽车的复杂性并缩短上市时间。”

RISC-V的开源特性降低了授权成本，并提升了软件可移植性，对软件定义趋势下的汽车行业尤为重要。目前，通过合资企业 Quintauris，英飞凌一直与半导体行业其他领先企业合作，加速基于 RISC-V 的产品的工业化。

这场MCU的“内卷”中，各大厂商的战略清晰可见：TI以成本优化和小型化切入消费电子，MSPM0系列起价仅0.16美元，瞄准高性价比市场；恩智浦聚焦汽车SDV，通过16nm+MRAM+S32K5的高端组合抢占技术制高点；Microchip以PIC32A的丰富外设和低成本AI能力巩固智能传感领域；瑞萨：通过DRP-AI和高性能MPU锁定视觉AI市场，兼顾工业与汽车；英飞凌押注RISC-V，布局汽车未来十年，开辟新赛道；ST：双线并进，STM32WBA6强化无线物联网，STM32U3主攻超低功耗场景。

MCU的未来趋势

MCU新产品的演进背后，折射出市场需求的深刻变革。消费者对小型化、多功能电子设备（如电动牙刷、可穿戴医疗设备）的期待，正驱使MCU厂商在极限设计上展开激烈角逐。同时，汽车电气化和物联网的爆发为高端MCU开辟了新蓝海。随着市场需求的分化，厂商间的产品定位和竞争格局将进一步拉开差距。

首先，RISC-V会成为新王者吗？英飞凌的RISC-V布局能否撼动Arm的霸主地位，取决于生态成熟度和汽车厂商的接受度。RISC-V用于MCU，不是新鲜事。去年，瑞萨推出业界首款基于RISC-V的通用32位MCU R9A02G021系列。国内的兆易创新、秦恒微电子、全志科技等也在基于RISC-V研发MCU。随着越来越多的MCU厂商拥RISC-V，MCU将成为MCU的又一个重要市场。Yole Group摩尔定律业务线计算与软件首席分析师Tom Hackenberg表示：“到2029年底，RISC-V预计会占据整个MCU市场的10%，并且具有巨大的增长潜力。”

其次，AI算力“卷”到何时？人工智能显然是 MCU 演进的下一个重大事件。当前15TOPS的算力竞赛只是起点。AI时代下的MCU，已经与MPU的界限越来越模糊了，高算力MCU（如RZ/V2N的15 TOPS）已接近低端MPU的性能，功能上从控制延伸至推理和决策。这可能重塑嵌入式系统的硬件选型逻辑，MCU若能在边缘智能中占据主导，或将挤压低端MPU的市场空间。

再者，存储技术革命的临界点，MRAM、PCM、FeRAM等新型存储的突破是否会引发Flash的淘汰？成本下降和工艺成熟将是关键变量。未来，若新型存储技术实现成本突破，Flash或将退守低端市场，而高端MCU将迎来存储技术的大洗牌。

结语

2025年的MCU大战不仅是技术的“卷”，更是厂商对未来市场的战略博弈。从TI的“黑胡椒”到恩智浦的MRAM，从瑞萨的AI加速器到英飞凌的RISC-V，每一步创新都在重新定义嵌入式系统的可能性。对于工程师和企业而言，选择合适的MCU不再只是技术决策，而是关乎成本、生态和未来竞争力的综合考量。然而，MCU的这场“内卷”远未结束。