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MCU的发展趋势与挑战

随着时代的快速变迁,搭载在嵌入式系统心脏位置的微处理控制单元(MCU)正见证着翻天覆地的技术进步。

事实上,这个行业已经从早期的8位与16位微控制器,跨越到现在这个时代的32位,甚至拥有高于此性能的MCU。这样的技术演变自然也对市场的构成产生了影响。瑞萨这家企业在MCU技术领域快速变换的同时,也在为整个行业的进步作着不懈的贡献。

微控制器技术的潮流展望

技术革新和行业需求的上升,使得32位微控制器因其卓越的计算性能、功能的多样性以及灵活性的增强而日益流行。这个变化对传统8位与16位微控制器的市场份额带来了挑战,特别是在对计算能力和资源的要求较为严苛的领域。针对微控制器市场朝向32位聚焦的趋势,瑞萨也实行了前瞻性的策略部署。

瑞萨深刻理解,技术革新乃推动行业向前的核心力量,因此,他们决定在研发上加大投入,尤其集中于32位微控制器的研发之上。然而,尽管32位的微控制单元逐渐成为大众的选择,8位和16位的产品以其简约性、低成本和节能效率等独到优势,在某些特定应用中仍占有一席之地。瑞萨仍旧承诺将不断革新这些领域的产品性能和特性,以确保客户能够获取最全面、高效和可信赖的MCU解决方案。

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随着AI技术的不断发展,MCU增加AI功能已成为行业趋势。相比于8位/16位MCU,32位MCU能够更好地融合AI技术实现对复杂环境的实时感知、决策和优化,从而提高系统的智能化水平。瑞萨半导体通过收购Reality AI公司,推出了基于非视觉类的先进信号处理算法的全自动AI建模工具Reality AI Tools,为MCU赋予了解决实时性AI的能力。

这款工具可以提供硬件分析服务,同时可将预测过程图像化,并生成一个可解释的AI模型,让客户读懂工业系统推理判断和决策的过程。此外Reality AI占用的资源非常小,是一个轻量级的嵌入式AI系统,这使得用户无需更改原来的系统和硬件平台,即可直接部署AI功能。并且瑞萨推出了专门针对电机预测性维护的RealityCheck Motor扩展模块。

此外瑞萨还提供多种AI软件工具,包括eAI工具和RAI模型训练平台。这些创新使得MCU能够在不更改原有系统和硬件平台的前提下,直接部署AI功能,从而为用户提供了更加灵活和高效的解决方案。

MCU市场的激烈竞争

受益于AIoT、工业控制、汽车电子等应用的蓬勃发展,MCU的需求将持续增长,并且对于高性能、低功耗、高可靠性的MCU需求将更为迫切。据相关机构数据及预测,2021年全球MCU市场规模约196亿美元,预计至2026年将以6.7%的复合增速达到272亿美元。

而其中,主要的驱动市场为汽车、工业以及计算、消费电子和家电、物联网和智能安全等应用领域。在汽车领域,未来随着新能源汽车渗透率进一步提高,智能驾驶级别不断升高,智能座舱体验不断升级,会有愈来愈多的场景需要高性能的MCU来支持复杂的实时控制功能,有望推动车规级MCU量价齐升。在工业领域,机器人、电子元件制造设备和工业网络等领域也存在着巨大的市场潜力,这都将为MCU产品的广泛采用提供助力。

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可以看出MCU市场呈现出多样化的特点,涵盖了从低端到高端的不同产品和应用领域。据统计,瑞萨每年出货超过35亿个MCU,其中约50%用于汽车,而另外50%则用于消费电子、工业、物联网和基础设施等其他关键市场。在汽车领域,瑞萨侧重点在于确保产品的安全性与可靠性,以满足汽车行业对高标准和严格质量控制的要求。同时,也重视MCU的集成度、可扩展性和网络安全,以适应不同车型和应用场景的需求。在工业自动化领域,瑞萨强调MCU的高性能、实时处理能力和可靠性,以在各种复杂环境下实现快速、精确的控制。除此之外,瑞萨也会以MCU为核心加以其它模拟、电源等产品,以“成功产品组合”的方式,加快客户设计。

MCU面临的挑战与机遇

随着技术的发展和应用需求的提升,MCU面临着更高的性能要求、更低的功耗需求以及更强的安全性保障等挑战。为了应对这些挑战,MCU企业需要持续加大在研发领域的投入,推动技术创新和产品升级。同时,随着5G、AI等技术的普及和应用拓展,MCU行业将迎来更加广阔的市场空间和发展机遇。例如,在智能家居、智能制造等领域,MCU将发挥更加重要的作用,推动智能化、网络化、绿色化等趋势的发展。

从过去两年MCU的市场状况可以发现,MCU市场非常竞争激烈,国际巨头和本土企业都在积极寻求市场机会和发展空间。在这样的背景下,企业间的竞争与合作成为推动市场发展的重要力量。一方面,国际巨头通过技术创新、品牌优势和市场渠道等手段巩固和拓展市场份额;另一方面,本土企业则通过技术创新、产品差异化和服务优化等策略提升竞争力。同时,企业间的合作也为市场带来了新的机遇和可能性。例如,产业链上下游企业之间的合作可以优化供应链、降低成本、提高生产效率;而跨界合作则可以推动MCU技术在不同领域的应用拓展和创新发展。

总结

对于MCU来说,更低的功耗、更大的内存、更新的工艺是永恒的主题。功耗方面,随着低功耗场景越来越多,如何在特定应用中兼顾到低功耗和高性能两种模式下的综合效能,是MCU设计和制造的重要命题。内存方面,随着系统复杂度的增加,内存大小必然增加。

随着32位MCU逐渐普及,软件API调用大幅增加,同时内存使用相应提升,需要通过提高硬件性能补偿程序效率的相对损失,对此更大的内存是基础。此外,随着AIoT和汽车电子等的蓬勃发展,例如,MCU+AI、MCU+AFE、MCU+WiFi等MCU+解决方案成为了业内发展的一个重要趋势。这种方案不仅提升了集成度,而且助力客户实现降本增效的目标。

MCU技术与市场正处于快速发展和变革的阶段。面对挑战和机遇并存的局面,MCU企业需要保持敏锐的市场洞察力和创新意识,不断推动技术创新和产品升级;同时,也需要积极应对市场竞争和合作机遇,寻求更加广阔的发展空间和合作机会。相信在各方共同努力下,MCU行业将迎来更加美好的未来。

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作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
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