隨著終端設(shè)備對于電池續(xù)航能力的要求越來越高，低功耗MCU得到越來越廣泛的應(yīng)用。那么，何為低功耗MCU？哪些品類對低功耗MCU的需求旺盛？低功耗MCU的發(fā)展又呈現(xiàn)何種趨勢？

應(yīng)用場景廣泛

“通常，低功耗MCU采用與通用MCU不同的設(shè)計方法和工藝，以降低MCU的能耗和漏電流，從而使得MCU可以在使用相同能量的前提下工作更長的時間，為以電池或能量采集等方式供電的設(shè)備提供更持久的續(xù)航能力?！焙螢榈凸腗CU，意法半導(dǎo)體有關(guān)負(fù)責(zé)人給出了解讀。

因能提供更持久的續(xù)航能力，低功耗MCU的應(yīng)用場景比較廣泛。

據(jù)意法半導(dǎo)體有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，近年來物聯(lián)網(wǎng)類應(yīng)用逐漸走入工業(yè)和消費領(lǐng)域，尤其是在水氣熱表、可穿戴設(shè)備、醫(yī)療電子、智能家居、遠(yuǎn)程測控、無線傳感等諸多應(yīng)用領(lǐng)域，衍生出大量的低功耗類需求。他進一步舉例說：“連續(xù)血糖監(jiān)測儀要求電池續(xù)航14天以上，物流監(jiān)測定位器要求電池續(xù)航3個月以上，智能水表要求電池續(xù)航6年以上，山體滑坡監(jiān)測器要求環(huán)境自供電永久續(xù)航等，這些設(shè)備采用電池供電或者通過環(huán)境能量采集進行工作，并要求續(xù)航時間長達數(shù)月，甚至數(shù)年。因此，功耗成為這類應(yīng)用最關(guān)鍵的制約因素?！?/p>

應(yīng)用場景多樣使得眾多半導(dǎo)體廠家爭相布局低功耗MCU市場。

國際廠商，如意法半導(dǎo)體（ST）、Microchip、SiliconLab、TI等，都推出了系列低功耗MCU產(chǎn)品。其中，ST是眾多布局者中的領(lǐng)先者。據(jù)介紹，低功耗MCU在ST MCU整體業(yè)務(wù)中的占比很高，而且還在不斷增長。目前，ST的低功耗產(chǎn)品包括STM32L0、STM32L4和STM32U5系列，在功耗和性能之間取得了極佳平衡。“同時，我們還為客戶提供強大的低功耗設(shè)計平臺。ST的低功耗產(chǎn)品支持多個平臺，具有出色的低功耗表現(xiàn)，還有強大的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)加持，是客戶開發(fā)各種應(yīng)用的首選平臺?！睂τ赟T在低功耗MCU方面的優(yōu)勢，意法半導(dǎo)體有關(guān)負(fù)責(zé)人補充說。

面對低功耗MCU市場機會，國內(nèi)廠商也不甘落后。據(jù)《電器》記者了解，兆易創(chuàng)新、復(fù)旦微電子、華大半導(dǎo)體、中科芯蕊等企業(yè)也在積極布局。不過，在某業(yè)內(nèi)人士看來，國內(nèi)MCU廠商進入低功耗MCU 產(chǎn)業(yè)較晚，從產(chǎn)品型號的種類、關(guān)鍵技術(shù)的積累等方面，都還無法跟國外廠商相抗衡，目前只推出了個別產(chǎn)品。

例如，兆易創(chuàng)新于2021年10月推出的首款低功耗MCU GD32L233系列，基于ARMCortex-M23內(nèi)核；復(fù)旦微電子FM33A0xx系列是基于ARM Cortex-M0內(nèi)核的32位低功耗MCU；華大半導(dǎo)體在低功耗32位MCU產(chǎn)品研發(fā)的布局也較早，已相繼推出HC32L110、HC32L130、HC32L136產(chǎn)品系列，基于Cortex-M0+內(nèi)核。中科芯蕊是一家專注于低功耗MCU的國內(nèi)廠商，于2023年5月推出XRM32UL051系列，同樣基于Cortex-M0+內(nèi)核。

兆易創(chuàng)新是國內(nèi)低功耗MCU領(lǐng)域的佼佼者。談及公司在低功耗MCU領(lǐng)域的優(yōu)勢，兆易創(chuàng)新有關(guān)負(fù)責(zé)人總結(jié)為三點。第一，基于超低功耗工藝制程。GD32L233系列MCU采用了業(yè)界領(lǐng)先的40nm超低功耗（ULP）制造技術(shù)，低漏電物理單元從硬件層面降低功耗。第二，專門優(yōu)化的低功耗模擬IP。節(jié)能型終端設(shè)備常處于待機并可隨時喚醒的狀態(tài)，這也決定了芯片的部分模擬電路和外設(shè)處于常開模式，GD32L233系列MCU產(chǎn)品集成了專門優(yōu)化的低功耗模擬IP，有效降低能量損耗。第三，采用低功耗數(shù)字設(shè)計方法學(xué)。GD32L233系列MCU遵循了多種低功耗數(shù)字設(shè)計理念，特別是多電壓域設(shè)計。在多種工作模式下，該MCU能夠控制閑置模塊的通斷電，避免出現(xiàn)不必要的能量流失，從而進一步強化低功耗特性。

總的來說，兆易創(chuàng)新GD32L233系列以低功耗理念貫穿整個芯片設(shè)計過程，在制造工藝的演進、設(shè)計理念的發(fā)展以及芯片架構(gòu)的創(chuàng)新等多個層面，全面且有效地優(yōu)化了系統(tǒng)功耗。

前景令人期待

低功耗MCU功耗指標(biāo)的技術(shù)創(chuàng)新，推動了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速發(fā)展。除此之外，低功耗MCU還衍生出更多新的產(chǎn)品形態(tài)和應(yīng)用場景，比如智能家電等。

據(jù)合泰半導(dǎo)體有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，隨著智能家居的興起，越來越多的設(shè)備被連接至互聯(lián)網(wǎng)，如智能烤箱、智能咖啡機等。這類設(shè)備通常會使用超低功耗MCU進行控制，使得設(shè)備在高效率的運行態(tài)度下迎合高安全防范、高可靠性等需求。

數(shù)據(jù)方面也反映出低功耗MCU的市場前景令人期待。根據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，在物聯(lián)網(wǎng)和智能化應(yīng)用的推動下，超低功耗MCU的市場規(guī)模不斷擴大，預(yù)計未來幾年市場增長率將保持在10%以上，到2025年市場規(guī)模將超過100億美元。

意法半導(dǎo)體有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，ST的低功耗產(chǎn)品研發(fā)團隊將不斷推出采用先進制造技術(shù)的創(chuàng)新產(chǎn)品，解決客戶在平衡功耗和性能以及動態(tài)和靜態(tài)（功耗）方面的設(shè)計挑戰(zhàn)，同時提供越來越強大的生態(tài)系統(tǒng)，使客戶能夠選擇完美的平臺來設(shè)計低功耗產(chǎn)品。同時，他指出，家電和消費電子產(chǎn)品具有巨大的市場潛力，是ST低功耗產(chǎn)品的一個重要應(yīng)用方向。