MCU主要新品梳理 | 2024年上半年

新一代MCU的推出往往伴隨著技術(shù)創(chuàng)新，如更高效的處理器架構(gòu)、更先進的制程技術(shù)、更優(yōu)化的功耗管理等，這些創(chuàng)新無疑為智能終端設(shè)備的發(fā)展注入新的活力，給下游的應(yīng)用場景帶來更多可能。

本文將梳理2024年上半年全球頭部MCU廠商發(fā)布的主要新品各維度的信息，并以此歸納相關(guān)MCU產(chǎn)品呈現(xiàn)出哪些重要特征。

2024年上半年的MCU主要新品梳理信息信息見下表，相關(guān)廠商包括恩智浦、微芯、瑞薩、意法半導(dǎo)體、東芝等海外巨頭，以及新唐科技、兆易創(chuàng)新和中微半導(dǎo)等中國企業(yè)。<2024年上半年還有哪些特色的MCU沒有被統(tǒng)計進來，歡迎在文末留言。>

更高集成度

如今MCU不僅在尺寸上日益精小，更在功能上實現(xiàn)前所未有的集成度。

2024年3月，恩智浦發(fā)布S32N55處理器，作為S32N系列車載超高集成度處理器的首款產(chǎn)品，專注于在軟件定義汽車中實現(xiàn)安全的中央實時控制。S32N55集成了16個Arm? Cortex?-R52實時處理器內(nèi)核，運行頻率為1.2GHz，以及2個鎖步Arm? Cortex?-M7內(nèi)核。其具備高性能、低功耗和高度集成的特點，支持LPDDR4X/5/5X DRAM和NAND/NOR閃存接口進行擴展，并支持內(nèi)存糾錯和內(nèi)聯(lián)加密可幫助滿足功能安全和安全性要求。通過軟件定義的硬件強制隔離，S32N55可以承載數(shù)十種具有不同重要性級別的汽車功能，同時避免不同功能間的干擾。

值得一提的是，S32N55處理器采用臺積電5nm制程工藝。提到工藝制程，不得不提到2024年3月意法半導(dǎo)體宣布其首款采用新技術(shù)的STM32微控制器，采用18nm FD-SOI制造工藝與嵌入式相變存儲器（ePCM）組合，預(yù)計2024年下半年向客戶出樣片?？梢姡瑸榱藢崿F(xiàn)更高的運算速度和更低的能耗，MCU也在采用越來越先進的制程。

定制化

2024年1月，微芯發(fā)布了PIC16F13145微控制器，提供量身定制的硬件解決方案，專為利用定制協(xié)議、任務(wù)排序或I/O控制來管理工業(yè)和汽車領(lǐng)域?qū)崟r控制系統(tǒng)的應(yīng)用而設(shè)計。PIC16F13145微控制器集成了全新的獨立于內(nèi)核的外設(shè)（CIP），即可配置邏輯電路模塊32個，可直接在MCU內(nèi)創(chuàng)建基于硬件的定制組合邏輯功能，滿足嵌入式應(yīng)用日益增長的定制化需求。可配置邏輯單元模塊集成到微芯的MCU中已有十多年歷史，該系列MCU能夠用于通常屬于獨立可編程邏輯器件領(lǐng)域的應(yīng)用。

此外，PIC16F13145微控制器還包括一個具有內(nèi)置計算功能的快速10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、一個8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器、快速比較器、8位和16位定時器以及串行通信模塊（I2C和SPI），從而可以在沒有CPU的情況下執(zhí)行許多系統(tǒng)級任務(wù)。

低功耗

低功耗一直是MCU產(chǎn)品重要的發(fā)展趨勢之一，上半年頭部廠商推出的多款MCU新品，具有超低功耗的特征。

2024年1月29日，恩智浦發(fā)布支持低功耗外設(shè)的微控制器產(chǎn)品MCX A14x/A15x系列，基于Arm??Cortex?-M33內(nèi)核。在深度睡眠模式下，電流為6.5μA，喚醒時間為10μs，SRAM完全保留，3V@25°C；深度斷電模式下，電流小于400nA，喚醒時間為2.78ms；內(nèi)部閃存運行Coremark的工作模式下為59μA/MHz（3V@25°C）。MCX A系列應(yīng)用廣泛，如工業(yè)通信、智能計量、自動化與控制、傳感器、低功耗/電池供電設(shè)備。

2024年3月19日，意法半導(dǎo)體發(fā)布低功耗的微控制器產(chǎn)品STM32U0系列，基于Arm??Cortex?-M0+內(nèi)核，其運行模式下功耗可低至70μA/MHz。該款微控制器具有極佳的靜態(tài)消耗，和多種超低功耗模式，消耗能源比前幾代產(chǎn)品更少。同時，可以擴大電池使用范圍，最多可將電池續(xù)航時間延長兩倍。

2024年3月22日，瑞薩發(fā)布低功耗的微控制產(chǎn)品群RA2A2，基于Arm??Cortex?-M23內(nèi)核。在運行模式下功耗可低至100μA/MHz；在軟件待機模式下，電流低至0.40μA。獨立供電的實時時鐘可延長電池壽命，適用于在極端條件下進行長時間管理的應(yīng)用。該系列微控制器具有24位Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以及創(chuàng)新的雙區(qū)代碼閃存和區(qū)交換功能，可輕松實現(xiàn)固件在線升級（FOTA)，適用于智能能源管理、樓宇自動化、醫(yī)療設(shè)備、消費電子產(chǎn)品和其它物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，這些應(yīng)用都需要固件在線升級功能。

2024年4月9日，瑞薩還推出了更低成本，超低功耗的微控制器產(chǎn)品RA0E1系列，同樣基于Arm??Cortex?-M23內(nèi)核。在工作模式下，電流消耗僅為84.3μA/MHz；睡眠模式下，電路為0.82mA。此外，該款MCU中提供了軟件待機模式，可將功耗進一步降低99%，達(dá)到0.2μA的極小值。配合快速喚醒高速片上振蕩器，該款超低功耗MCU為電池供電的消費電子設(shè)備、小家電、工業(yè)系統(tǒng)控制和樓宇自動化應(yīng)用帶來理想解決方案。

2024年4月18日，兆易創(chuàng)新推出低功耗的微控制器新品GD32L235系列，基于Arm? Cortex?-M23內(nèi)核。該系列產(chǎn)品支持包括深度睡眠、部分睡眠和待機等六種低功耗模式，在深度睡眠模式下，電流降至1.8μA，喚醒時間低于2μS；待機模式下，電流更是低至0.26μA；在最高主頻全速工作模式下，其功耗也僅為66μA/MHz。GD32L235系列產(chǎn)品以更優(yōu)的功耗效率、豐富的接口資源、更高性價比應(yīng)用于工業(yè)表計、智能門鎖、便攜式設(shè)備、IoT、BMS等領(lǐng)域。

安全功能

MCU的安全功能正變得越來越復(fù)雜和全面，以滿足不斷增長的市場需求和安全挑戰(zhàn)。

2024年4月30日，微芯推出PIC32CK SG微控制器，基于Arm? Cortex?-M33內(nèi)核，是市場上首款將HSM的強大安全性與基于硬件的安全權(quán)限環(huán)境TrustZone技術(shù)相結(jié)合的32位器件。內(nèi)置的HSM為身份驗證、安全調(diào)試、安全啟動和安全更新提供了高水平的安全性，而TrustZone技術(shù)則為關(guān)鍵軟件功能提供了額外的保護。HSM可加速各種對稱和非對稱加密標(biāo)準(zhǔn)、真正的隨機數(shù)生成和安全密鑰管理。

上文提到的意法半導(dǎo)體的低功耗微控制器STM32U0系列，是市場上首個通過SESIP 3級和PSA 1級安全認(rèn)證的專注固件代碼保護的Arm? Cortex?-M0+微控制器。產(chǎn)品認(rèn)證為客戶帶來第三方對STM32U0的安全功能保證，產(chǎn)品制造商可以利用安全認(rèn)證達(dá)到即將生效的自愿性的美國網(wǎng)絡(luò)信任標(biāo)志認(rèn)證和強制性的歐盟無線電設(shè)備認(rèn)證指令(RED)的要求。

2024年3月7日，兆易創(chuàng)新推出了GD32F5系列微控制器，基于Arm? Cortex?-M33內(nèi)核。該系列MCU符合系統(tǒng)級IEC61508 SIL2功能安全標(biāo)準(zhǔn)，并且提供完整的軟硬件安全方案，包括Safety Manual、FMEDA及自檢庫等一系列功能安全資料。同時，該系列MCU提供多級代碼、數(shù)據(jù)保護區(qū)及EFUSE區(qū)域，支持安全OTA、安全啟動、安全調(diào)試、安全下載等多種機制。GD32F5系列能夠滿足工業(yè)市場對高可靠性和高安全性的需求，適配于工業(yè)高性能應(yīng)用。

AI

MCU集成AI技術(shù)的趨勢正迅速發(fā)展，MCU廠商正在構(gòu)建AI平臺化的解決方案，提供硬件接口和軟件支持，使開發(fā)人員能夠更容易地將AI功能集成到邊緣設(shè)備中。

2024年3月26日，新唐科技宣布推出基于微控制器的終端AI平臺，使AI生態(tài)系擴展至微控制器領(lǐng)域。此解決方案是基于新唐全新架構(gòu)設(shè)計的微控制器和微處理器，包括NuMicro? MA35D1、NuMicro? M467以及配備Arm? Ethos?-U55 NPU的NuMicro? M55M1系列，新唐科技提供完整的軟件堆棧及開發(fā)工具，有助于快速部署先進的機器學(xué)習(xí)及深度學(xué)習(xí)模型，利用低功耗及經(jīng)濟性等優(yōu)勢，加速AI應(yīng)用的普及，提升生產(chǎn)力及便利人們的生活。

其中，全新的NuMicro M55M1系列微控制器是一個創(chuàng)新的終端人工智能（Endpoint AI）解決方案，完美整合了全方位的微控制器功能，包括控制、連接和安全性，同時提供先進的機器學(xué)習(xí)推論能力。M55M1微控制器搭載200 MHz Arm? Cortex?-M55 CPU和200 MHz Arm? Ethos?-U55 NPU，提供機器學(xué)習(xí)推論能力，支持CNN和RNN運算。

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垂直應(yīng)用

上半年，眾多MCU廠商還發(fā)布了一些面向特定應(yīng)用的MCU產(chǎn)品，如電機控制、航空航天、模擬傳感器等。

電機控制。瑞薩面向電機控制應(yīng)用推出性能卓越的RA8 微控制器，基于Arm??Cortex?-M85處理器的RA8T1 MCU產(chǎn)品群，為工業(yè)、樓宇和家庭自動化應(yīng)用提供低功耗操作和專用模擬功能。RA8T1產(chǎn)品具有先進的PWM定時功能，如三相互補輸出、0%和100%占空比輸出功能、雙緩沖比較匹配寄存器，和五種相位計數(shù)模式。當(dāng)檢測到異常時，RA8T1 MCU提供端口輸出關(guān)斷功能，這對于電機控制來說，是一項重要的安全功能。

東芝在上半年也推出了其適用于電機控制的Arm? Cortex?-M4微控制器M4K，微控制器還提供多種不同的接口和電機控制選項，包括高級可編程電機驅(qū)動器（A-PMD）、高級32位編碼器（A-ENC32）、高級矢量引擎＋（A-VE+）和三個高速、高分辨率12位模／數(shù)轉(zhuǎn)換器單元。因此，M4K組產(chǎn)品有助于擴大物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，并為交流電機、直流無刷電機和變頻器控制帶來高級功能。

航空航天應(yīng)用。微芯為航空航天和防御市場推出SAMD21RT微控制器，基于Arm? Cortex?-M0+內(nèi)核，抗輻射，專為對尺寸和重量要求極高的空間受限應(yīng)用而設(shè)計。

模擬傳感器。NuMicro M091系列微控制器是新唐科技專為模擬傳感器應(yīng)用所設(shè)計的，基于Arm? Cortex?-M0，具有豐富的模擬周邊，多達(dá)四組增益帶寬 8 MHz 與輸入抵補電壓 50 μV 的運算放大器、四組 12 bit DAC、多達(dá) 16 信道 12 位 2 MSPS 采樣率 ADC、內(nèi)建溫度傳感器，目標(biāo)應(yīng)用為光電傳感器、壓力傳感器、位置傳感器等。