关于ZAKER Skills 合作
钛媒体 54分钟前

慕尼黑展一线观察,MCU 行业正在发生什么?

文 | 半导体产业纵横

2026 年 7 月初的上海,慕尼黑上海电子展的人潮里,嵌入式厂商的展台比以往热闹得多。前来逛展的工程师不再是只问价格和交期,更多人围着人形机器人的灵巧手 Demo、边缘 AI 开发板等驻足。那么,今年的嵌入式行业的风口到底在哪?

AI MCU 的落地如何?

"AI MCU" 的概念已经提出很久了,但落地情况究竟如何?

德州仪器(TI)现场展示了集成 TinyEngine NPU 的边缘 AI 数字识别方案。TinyEngine NPU 是 TI 推出一款专用的硬件加速器,可以提供 2.56GOPS 计算性能,专门为深度学习、推理运算而设计。不过行业人士表示,AI MCU 的算力普遍落在零点几 TOPS 区间,只能跑十几 K 到几十 K 参数的小型神经网络,主要用于 " 分类 ",比如毫米波雷达做姿态分类、电机振动信号的异常检测等。TI 工作人员坦言,这类嵌入式设备本来就不是集中式处理,而是细分场景的 " 小任务 "。他们还配套推出了傻瓜式的 IDE 工具,号称可以 " 手把手 " 完成数据采集、标注、训练到部署,甚至直接输出头文件,把网络权重编译进工程。更值得注意的是,TI 已经把 AI 接入了自家的 CC Studio 集成开发环境,直接对接大模型,实现 " 提需求→自动编码→自动烧录→自动 Debug" 的一条龙服务。用现场工程师的话说," 基本不用你再有编程能力,只要能看懂东西就行。" 实际上,MCU 上的功能本身不算特别复杂,而 AI 辅助编程恰恰在 " 简单场景 " 里最有优势,毕竟任务太复杂的话,MCU 的内存和算力根本装不下,反而限制了发挥。

意法半导体(ST)则带来了 STM32N6 这颗边缘 AI MCU 芯片,拥有 0.6 TOPS 算力,内置自研 NPU,跑标准 CV 模型,可做手势识别和关键点检测等。ST 中国区微控制器产品部陈德勇在同期一场报告里强调,边缘 AI 部署必须满足 " 两小两低 ":小 Flash、小 RAM、低功耗、低延时。他还透露,ST 早在 2015 年就开始做 NPU 测试芯片,如今已有超过 5000 款基于 ARM 平台的 MCU/MPU,并且是全球唯一一家提供 MCU 基准测试在线平台的厂商,73% 的 ML Perf Tiny 开发者选用了 STM32。不过,AI MCU 也存在模型转换中 " 浮点转整型 " 的精度损失问题,ST 给出的建议是:训练阶段先用浮点把模型 " 挤到极致 ",再转成 Integer 8 部署,在 Flash 占用和推理时间上取得平衡。

ARM则在一场技术报告中主推 "Zephyr RTOS",意图打通从 Cortex-M 到 Cortex-A 的迁移路径。ARM 认为,边缘 AI 需要更大的算力扩展,但开发者不想从实时操作系统一跳进入臃肿的 Linux。Zephyr 保留了 RTOS 的轻量与可预测性,又能利用 Cortex-A 的 MMU 和多核 SMP,让嵌入式代码平滑升级。ARM 现场还提到,其 Ethos-U 系列 NPU(U55/U65/U85)已能搭配 Cortex-M 和 Cortex-A 使用,TensorFlow Lite 和 PyTorch 运行时也已就绪。

不过,AI MCU 的落地仍卡在 " 数据采集 " 和 " 法规 " 两头。TI 工作人员提到,AI MCU 数据采集配套的 60 GHz 毫米波雷达在中国尚未明确开放标准," 没说不能用,也没说能用 ",但竞争对手可以借此举报,导致工业客户普遍偏谨慎;而摄像头数据采集方案又有隐私顾虑;激光雷达的话,价格昂贵,一个雷达上千元,而一颗 AI MCU 才几十元。在应用方向上,TI 现场也提到了养老、康养等未来潜在场景,但眼下这类需求尚未真正释放。多家厂商的共同判断是:边缘侧的 AI MCU 目前 " 不温不火 ",真正的爆发还要等应用场景和法规的进一步成熟。

人形机器人 MCU 是新蓝海吗?

如果 AI MCU 还在等风来,人形机器人 MCU 则已经站在了预研到小批量的门槛上。

展会现场最吸睛的 Demo 之一,是ST展台展出的一只六自由度灵巧手,每个手指根部由空心杯无刷电机驱动,手指弯曲带动上方关节联动,能短时抓握十几公斤。ST 工作人员拆解了里面的芯片方案:控制手指用 M4 内核 MCU,统筹整只手用 M33 内核的 MCU,下一版本还会加入 N6 芯片做边缘感知。整套方案中,芯片成本不超过 100 元,但真正的成本大头是电机,一个空心杯电机七八百元,一只手塞进去 6 个,整套机器人全身电机更多,成本远高于 MCU。据了解,ST 的一些用于人形机器人的 MCU 产品已和国内代工厂合作,实现中国本土化生产,甚至出口海外。工作人员表示,目前人形机器人产业链在中国已经非常成熟,国外的成本根本压不下来,特斯拉机器人大部分零部件也从中国采购。

兆易创新的展台展出了人形机器人相关解决方案,其布局之全、落地之深,在本届展会上颇为突出。现场重点展示了 4 款面向高自由度机器人的前沿控制方案:一是基于 GD32H75E 的六轴机械臂方案;二是与智身科技合作的 " 钢镚 L1" 四足机器人,内部深度集成了多颗 GD32 MCU;三是同样基于 GD32H75E 的机器人关节驱动方案;四是基于 GD30AD3642 的六维力检测方案。工作人员透露,机器人不同部位对 MCU 的要求差异很大:下肢关节用行星减速器,强调高功率、耐高温和长寿命,对精度要求反而不高;上肢和灵巧手则要求高精度,未来甚至要支持手术、按摩级别的微操作。一台双足人形机器人全身甚至需要上百颗 MCU,自由度越高,数量越多。

极海半导体则展示了更极致的性价比路线。他们用于机器人电机控制的 APM32M3514 芯片(M0+ 内核,72 MHz)单价仅 3 元左右,更高性能的 APM32F425(M4F 内核,240MHz)用于肩部和腿部,搭配采用专用 MCU(M52 内核,128 MHz)的 G32R430 编码器获取电机角度。极海方面坦言,人形机器人项目目前大多停留在预研,量产还需要时间,但芯片厂必须提前卡位。

英飞凌则展示了另一条技术路径:基于 PSOC Control C3 MCU 的 1kV 氮化镓关节电机驱动方案。该方案将主控、功率与传感集成,利用氮化镓器件的高频特性可以将开关频率推至 100kHz,远高于传统硅基方案,从而在同等功率下降低开关损耗与发热量。这意味着机器人关节可以在更小的体积内实现更高的功率密度,对于下肢等高功率关节尤为重要。英飞凌选择了宽禁带半导体(氮化镓)与专用 MCU 的协同,以换取更高的能效比。

人形机器人的控制不仅取决于单颗 MCU 的算力,更取决于 MCU 网络的通信效率。恩智浦展出的 i.MX RT1180 方案通过 I3C 总线将主控 MCU 与 5 个电机驱动 MCU 相连,2 根信号线实现 12.5Mbps 同步通信,无需外部晶振即可节省从控端的 BOM 和 PCB 空间。该方案从灵巧手本地 I3C 总线接入全身 EtherCAT,意味着当机器人全身部署上百颗 MCU 时,局部控制与全身主控可以通过高带宽、低线束的总线标准化协同,而非依赖点对点异步通信的堆叠。

在机器人灵巧手的运动控制和通信之外,感知层的升级同样关键。ADI展示的多模态触觉感知方案将 32 × 32 高密度触觉阵列与边缘 AI 推理集成,触觉网络可在 kHz 级帧率下同步感知压力分布、微小振动、接触状态及温度。机器人灵巧手不再仅依赖视觉开环控制,而是能通过触觉闭环反馈实现对易碎物体的精准抓握、防滑控制及细小公差装配。

在访谈中,多家厂商形成了一个共识:当前机器人出货量还很小,即便宇树年销几万台,对芯片厂来说也只是 " 几百万颗 ",而他们月出货往往以亿计。因此,眼下做机器人 MCU" 不赚钱 ",纯粹是押注未来。人形机器人真正的成本也不是 MCU,而是减速器——由于规格尚未标准化,各家自研,没有规模效应,价格居高不下。ST 方面甚至表示,机器人业务目前 " 瞄准未来,现在起量很难 ",MCU 走的是 " 量大、利薄 " 的路线。

RISC-V 在嵌入式领域能替代 ARM 架构吗?

在 ARM 生态之外,RISC-V 是今年展会上另一条愈发清晰的 MCU 路线。

沁恒微的 " 青稞 "MCU 是典型代表,主攻接口芯片。他们早在 2018 年就全面转向 RISC-V,自研内核,ARM 产品已极少出货。现场工程师给出的理由很直白,一是安全,不受地缘政治影响;二是便宜,直接给客户省成本;三是性能并不差,用 CH32V203 对标 STM32F 103,在 CoreMark 跑分和功耗上都有优势。

矽力杰也走了 RISC-V 路径。其展出的 SA32D 系列 MCU 基于高性能高可靠性的 RISC-V 核,具有超高运算性能和丰富的外设,主要用于区域控制 ( ZCU ) 、动力电池管理系统的 BMU、主驱电机控制、底盘应用和部分 ADAS 应用等高安全主控边缘计算和控制的场景。产品符合 AEC-Q100 标准和功能安全 ISO 26262 ASIL-D。矽力杰方面表示,RISC-V 的 IP 形态已经丰富,从 M0 级别到 64 位服务器级都有,生态正从消费→工业→汽车传导。对于 "AI MCU" 概念,矽力杰的态度相对冷静:大家都在看,但 MCU 上的 NPU 算力只有 0.3~0.5 TOPS," 这么弱的算力能做什么?关键看场景能不能带来价值。"

MRAM 将成未来嵌入式存储的新方案

嵌入式微系统的演进始终围绕性能、成本与可靠性展开。而边缘 AI 推理、机器人关节实时控制、工业高频采样等场景的持续升级,不仅在重塑微系统的核心—— MCU 本身,也在倒逼整个存储体系同步迭代。传统 Flash 受限于擦写次数、写入速度与块操作模式,已难以同时满足高速度、高擦写、高可靠的多重需求,MRAM 作为新型非易失性存储的代表,正在成为支撑嵌入式微系统性能升级新的技术路径。

本届展会上,本土厂商浙江驰拓科技有限公司携带其 MRAM 相关方案亮相,在杭州临安青山湖布局了 12 英寸 MRAM 产线,是目前国内唯一实现 STT-MRAM 量产制造的厂商。其当前主力产品读写速度几十纳秒,支持按位读写、无需擦除,掉电非易失且擦写次数可达万亿次以上,远超 Flash 的微秒级写入速度与十万次擦写寿命;下一代技术 SOT-MRAM 处于研发阶段,读写速度可提升至纳秒级,相关成果已发表于 IEDM 顶刊。容量方面,目前独立式芯片容量覆盖了 Kb 级到 64Mb,规划向 128Mb 至 Gb 级演进。其另一个重要的业务是嵌入式 MRAM(eMRAM)--- 把 MRAM 直接做到 MCU/SoC 内部,替代传统的嵌入式 Flash 或缓存,驰拓已与国内领先 MCU 企业进行合作。

据了解,落地场景上,与 SRAM+ 电池的掉电保护方案相比,MRAM 无需电池,彻底解决了防爆、偏远场景下的维护难题。更值得关注的是,随着 DRAM 等传统存储价格持续飙升,MRAM 也能够触达 SCM(存储级内存)市场。在可穿戴设备等对功耗极度敏感的场景中,MRAM 凭借非易失性特性,无需像 SRAM 或 DRAM 那样持续供电,天然具备低功耗优势;而相较于同为新型存储的 PCM(相变存储),MRAM 在宽温域方面更胜一筹,这使得它在工业级和车规级应用中更具确定性。在工业领域,其产品已进入工业 PLC/DCS、商业储能等领域,合作客户包括国内领先工业控制企业与储能企业等。其代表产品已通过 AECQ100-Grade1 车规认证,正在向车企及 Tier1/2 供应商推广。

当前驰拓科技的嵌入式 MRAM 产品仍在追赶台积电、三星等国际龙头,但其独立式 MRAM 产品与国外企业能够同台竞技。除自有产品外,其还为高校、科研院所以及初创半导体企业提供流片服务,是国内稀缺的新型存储和微纳制造平台。

驰拓认为,随着存算一体技术的演进,MRAM 未来有望在 AI 芯片中发挥更大价值,当前则先从工业、储能、泛交通等场景切入,逐步向 AI 领域拓展。

回过头看,嵌入式系统的竞争焦点,正在转向参数转向谁更能精准匹配场景、谁更能自主掌控架构、谁更能重构存储底座。AI MCU 的零点几 TOPS 算力不惊艳,但足以撬动细分场景的智能化;人形机器人的上百颗 MCU 用量不夸张,但足以重塑运动控制的芯片需求曲线;RISC-V 的 IP 授权不复杂,但足以打破 ARM 生态的单一依赖;MRAM 的容量还不高,但足以在工业和车规领域建立非易失存储的新标准。这些变化单独看都不剧烈,叠加在一起,却正在重新定义嵌入式的边界。

相关阅读

最新评论

没有更多评论了

觉得文章不错,微信扫描分享好友

扫码分享