堪稱(chēng)「邊緣裝置大腦」的MCU（Microcontroller Unit）即眾人耳熟能詳?shù)奈⒖刂破鳌涡酒㈦娔X，可以執(zhí)行少量、簡(jiǎn)單的資料運(yùn)算，由中央處理器(CPU)、快閃存儲(chǔ)器、輸入/輸出（I/O）、定時(shí)器/計(jì)算器、數(shù)字/模擬周邊裝置、通訊介面所組成，依等級(jí)可分4位、8位、16位與32位。隨著電子產(chǎn)品走向智能化，車(chē)用、網(wǎng)通、工控等高端需求促使高端32位MCU芯片成為主流。
8位與32位MCU分庭抗禮
從發(fā)展趨勢(shì)觀察，4位與16位MCU芯片使用案例愈來(lái)愈少，目前市場(chǎng)上較活躍的是8位及32位MCU芯片。過(guò)去，在以機(jī)械控制、簡(jiǎn)單指令控制為主流的年代，
8位MCU單芯片曾有過(guò)輝煌時(shí)光，常應(yīng)用于遙控器、電源開(kāi)關(guān)、顯示器及鍵盤(pán)、鼠標(biāo)控制等執(zhí)行工作，產(chǎn)品如馬達(dá)、工具機(jī)、美容儀等。隨著物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展，高端需求促使新設(shè)備向32位MUC單芯片靠攏，如讀卡機(jī)、感應(yīng)器、電子鎖、藍(lán)牙、空拍機(jī)等產(chǎn)品應(yīng)用。
使用者在選擇MCU單芯片時(shí)一般會(huì)將系統(tǒng)規(guī)模、產(chǎn)品大小、成本、可訪問(wèn)性、延遲性、RAM效率、控制及處理能力等因素納入考量。8位MCU單芯片可以執(zhí)行簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算，如加、減、乘、除，相較于32位MCU單芯片，8位儲(chǔ)存空間較小，計(jì)算能力較弱，多應(yīng)用于簡(jiǎn)單、小型的系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是可支援老式程序語(yǔ)言；32位單芯片具有可訪問(wèn)性，可應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)，同時(shí)具有較佳的控制和處理能力，而且能控制較多模組及設(shè)備，支援C++資料庫(kù)的Cortex-M架構(gòu)，開(kāi)發(fā)人員甚至可以輕松地編寫(xiě)韌體。若以效率而言，8位MCU單芯片在處理簡(jiǎn)單的運(yùn)算工作時(shí)效率較高，32位MCU單芯片則是在處理復(fù)雜度高的運(yùn)算工作時(shí)效率較高。
近年來(lái)，洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、爐具、電冰箱、空調(diào)、微波爐等白色家電逐漸朝物聯(lián)網(wǎng)靠攏，智能化需求促使不少產(chǎn)品的內(nèi)部芯片全面升級(jí)，如按鍵式操作鈕轉(zhuǎn)換為內(nèi)建觸控螢?zāi)徊僮髂Ｊ?，這類(lèi)升級(jí)需求加上車(chē)用、網(wǎng)通及工控需求，推升32位MCU單芯片需求，主流地位立于不敗。
邊緣運(yùn)算加速M(fèi)CU高端技術(shù)發(fā)展
隨著邊緣運(yùn)算技術(shù)快速發(fā)展，眾人期待MCU具備更快的處理速度、更多記憶體及安全功能，以及更好的連線能力。另一方面，工業(yè)4.0、IIoT使更多感測(cè)器、儀器設(shè)備或裝置相互連網(wǎng)，以便搜集及分析資料，提高產(chǎn)能與效率，因此，無(wú)縫互連所有裝置、避免通訊延遲、高網(wǎng)路安全性變得愈來(lái)愈重要，這些要求連帶促使嵌入式記憶體和SRAM需求變高。
MCU低延遲、低功耗、高記憶體、高精確度及資料保護(hù)、通訊傳輸能力，可協(xié)助與AIoT及IIoT等邊緣運(yùn)算(Edge Computing)有關(guān)的應(yīng)用設(shè)備發(fā)揮即戰(zhàn)力，其中，低功耗、通訊傳輸及資料保護(hù)特性尤其重要。
雅特力產(chǎn)品與行銷(xiāo)處長(zhǎng)杜立博指出，邊緣設(shè)備多半在短時(shí)間內(nèi)快速執(zhí)行資料搜集與通訊傳輸，需要低功耗MCU，而串連IoT系統(tǒng)有賴(lài)MCU提供穩(wěn)定的通訊傳輸能力，至于連網(wǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的敏感資料則需嚴(yán)加保護(hù)，因此，在資料存儲(chǔ)、保護(hù)及編程規(guī)劃、操作的過(guò)程中，MCU的訪問(wèn)權(quán)限應(yīng)用及管理就變得相當(dāng)重要。
在嵌入式機(jī)器學(xué)習(xí)(Embedded ML)、微型機(jī)器學(xué)習(xí)(Tiny ML)等領(lǐng)域中，MCU低功耗、開(kāi)發(fā)速度快、低成本等優(yōu)勢(shì)有助AI運(yùn)算、數(shù)字訊號(hào)處理器(DSP)等應(yīng)用，也可以應(yīng)用于嵌入式機(jī)器學(xué)習(xí)的感測(cè)、語(yǔ)音等偵測(cè)、分類(lèi)、辨識(shí)、預(yù)測(cè)及推理判斷，高端MCU甚至有能力執(zhí)行電腦視覺(jué)與成像應(yīng)用。
消費(fèi)性電子逆風(fēng)寄望高端MCU
2022年疫情降溫，通膨與升息陰霾隨之而來(lái)，包含智慧手機(jī)、PC、筆電、家電等產(chǎn)品需求量明顯降溫，預(yù)估第四季傳統(tǒng)消費(fèi)電子旺季可能旺季不旺，在消費(fèi)性電子產(chǎn)品逆風(fēng)之際，市場(chǎng)相對(duì)看好高端MCU需求。
研調(diào)機(jī)構(gòu)IC Insights指出，車(chē)用及工控導(dǎo)入32位MCU需求強(qiáng)勁，2022年全年MCU產(chǎn)值約215億美元，年成長(zhǎng)幅度達(dá)10%，2021-2026年MCU平均產(chǎn)品單價(jià)年復(fù)合成長(zhǎng)率（CAGR）上看3.5%，其中，車(chē)用MCU市場(chǎng)成長(zhǎng)動(dòng)能高于其他應(yīng)用。
汽車(chē)MCU銷(xiāo)售額在2021年大增23%，達(dá)76億美元，2022年約成長(zhǎng)14%，2023年約成長(zhǎng)16%，其中，逾75%的汽車(chē)MCU銷(xiāo)售額來(lái)自于32位，約達(dá)58億美元。至于16位及8位等MCU表現(xiàn)則略遜一籌，16位MCU的2021-2026年復(fù)合成長(zhǎng)率約1.6%，8位及4位MCU產(chǎn)值則持平。
研調(diào)機(jī)構(gòu)TrendForce則指出，伴隨汽車(chē)功能復(fù)雜化，驅(qū)使車(chē)載電腦ECU(Electronic Control Unit）中的32位MCU芯片躍升為市場(chǎng)主流規(guī)格，預(yù)估2023年滲透率逾60%，產(chǎn)值達(dá)74億美元，并將朝28nm (含)以下制程發(fā)展。傳統(tǒng)汽車(chē)控制系統(tǒng)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算的是MCU芯片，目前單車(chē)MCU平均用量為50顆，預(yù)計(jì)2025年，單車(chē)MCU平均用量將達(dá)55顆，預(yù)估ADAS、L4-L5自駕車(chē)滲透率逐步提高也將提高M(jìn)CU用量。
整體而言，雖然2022年第四季消費(fèi)性庫(kù)存持續(xù)調(diào)節(jié)，以消費(fèi)性MCU為出貨主力的供應(yīng)鏈業(yè)者不僅出貨動(dòng)能放緩，還有MCU產(chǎn)品單價(jià)降價(jià)的壓力，營(yíng)運(yùn)備受考驗(yàn)，但是32位MCU芯片市場(chǎng)需求仍持續(xù)暢旺，尤其車(chē)用需求長(zhǎng)期趨勢(shì)不變。展望2023年，庫(kù)存修正可能延續(xù)至2023年上半年，庫(kù)存去化等不利因素利空鈍化后，MCU需求仍后市可期。
