慕尼黑展一線觀察,MCU行業正在發生什麼?

2026年7月初的上海,慕尼黑上海電子展的人潮裡,嵌入式廠商的展台比以往熱鬧得多。前來逛展的工程師不再是只問價格和交期,更多人圍著人形機器人的靈巧手Demo、邊緣AI開發板等駐足。那麼,今年的嵌入式行業的風口到底在哪?

AI MCU的落地如何?

「AI MCU」的概念已經提出很久了,但落地情況究竟如何?

**德州儀器(TI)**現場展示了集成TinyEngine NPU的邊緣AI數字識別方案。TinyEngine NPU是TI推出一款專用的硬體加速器,可以提供2.56GOPS計算性能,專門為深度學習、推理運算而設計。不過行業人士表示,AI MCU的算力普遍落在零點幾TOPS區間,只能跑十幾K到幾十K參數的小型神經網路,主要用於「分類」,比如毫米波雷達做姿態分類、電機振動信號的異常檢測等。TI工作人員坦言,這類嵌入式設備本來就不是集中式處理,而是細分場景的「小任務」。他們還配套推出了傻瓜式的IDE工具,號稱可以「手把手」完成數據採集、標註、訓練到部署,甚至直接輸出頭文件,把網路權重編譯進工程。更值得注意的是,TI已經把AI接入了自家的CC Studio集成開發環境,直接對接大模型,實現「提需求→自動編碼→自動燒錄→自動Debug」的一條龍服務。用現場工程師的話說,「基本不用你再有編程能力,只要能看懂東西就行。」實際上,MCU上的功能本身不算特別複雜,而AI輔助編程恰恰在「簡單場景」裡最有優勢,畢竟任務太複雜的話,MCU的記憶體和算力根本裝不下,反而限制了發揮。

**意法半導體(ST)**則帶來了STM32N6這顆邊緣AI MCU晶片,擁有0.6 TOPS算力,內置自研NPU,跑標準CV模型,可做手勢識別和關鍵點檢測等。ST中國區微控制器產品部陳德勇在同期一場報告裡強調,邊緣AI部署必須滿足「兩小兩低」:小Flash、小RAM、低功耗、低延時。他還透露,ST早在2015年就開始做NPU測試晶片,如今已有超過5000款基於ARM平台的MCU/MPU,並且是全球唯一一家提供MCU基準測試線上平台的廠商,73%的ML Perf Tiny開發者選用了STM32。不過,AI MCU也存在模型轉換中「浮點轉整型」的精度損失問題,ST給出的建議是:訓練階段先用浮點把模型「擠到極致」,再轉成Integer 8部署,在Flash佔用和推理時間上取得平衡。

ARM則在一場技術報告中主推「Zephyr RTOS」,意圖打通從Cortex-M到Cortex-A的遷移路徑。ARM認為,邊緣AI需要更大的算力擴展,但開發者不想從實時操作系統一跳進入臃腫的Linux。Zephyr保留了RTOS的輕量與可預測性,又能利用Cortex-A的MMU和多核SMP,讓嵌入式代碼平滑升級。ARM現場還提到,其Ethos-U系列NPU(U55/U65/U85)已能搭配Cortex-M和Cortex-A使用,TensorFlow Lite和PyTorch運行時也已就緒。

不過,AI MCU的落地仍卡在「數據採集」和「法規」兩頭。TI工作人員提到,AI MCU數據採集配套的60 GHz毫米波雷達在中國尚未明確開放標準,「沒說不能用,也沒說能用」,但競爭對手可以藉此舉報,導致工業客戶普遍偏謹慎;而攝像頭數據採集方案又有隱私顧慮;激光雷達的話,價格昂貴,一個雷達上千元,而一顆AI MCU才幾十元。在應用方向上,TI現場也提到了養老、康養等未來潛在場景,但眼下這類需求尚未真正釋放。多家廠商的共同判斷是:邊緣側的AI MCU目前「不溫不火」,真正的爆發還要等應用場景和法規的進一步成熟。

人形機器人MCU是新藍海嗎?

如果AI MCU還在等風來,人形機器人MCU則已經站在了預研到小批量的門檻上。

展會現場最吸睛的Demo之一,是ST展台展出的一隻六自由度靈巧手,每個手指根部由空心杯無刷電機驅動,手指彎曲帶動上方關節聯動,能短時抓握十幾公斤。ST工作人員拆解了裡面的晶片方案:控制手指用M4內核MCU,統籌整隻手用M33內核的MCU,下一版本還會加入N6晶片做邊緣感知。整套方案中,晶片成本不超過100元,但真正的成本大頭是電機,一個空心杯電機七八百元,一隻手塞進去6個,整套機器人全身電機更多,成本遠高於MCU。據了解,ST的一些用於人形機器人的MCU產品已和國內代工廠合作,實現中國本土化生產,甚至出口海外。工作人員表示,目前人形機器人產業鏈在中國已經非常成熟,國外的成本根本壓不下來,特斯拉機器人大部分零部件也從中國採購。

兆易創新的展台展出了人形機器人相關解決方案,其佈局之全、落地之深,在本屆展會上頗為突出。現場重點展示了4款面向高自由度機器人的前沿控制方案:一是基於GD32H75E的六軸機械臂方案;二是與智身科技合作的「鋼鏰L1」四足機器人,內部深度集成了多顆GD32 MCU;三是同樣基於GD32H75E的機器人關節驅動方案;四是基於GD30AD3642的六維力檢測方案。工作人員透露,機器人不同部位對MCU的要求差異很大:下肢關節用行星減速器,強調高功率、耐高溫和長壽命,對精度要求反而不高;上肢和靈巧手則要求高精度,未來甚至要支持手術、按摩級別的微操作。一台雙足人形機器人全身甚至需要上百顆MCU,自由度越高,數量越多。

極海半導體則展示了更極致的性價比路線。他們用於機器人電機控制的APM32M3514晶片(M0+內核,72 MHz)單價僅3元左右,更高性能的APM32F425(M4F內核,240MHz)用於肩部和腿部,搭配採用專用MCU(M52內核,128 MHz)的G32R430編碼器獲取電機角度。極海方面坦言,人形機器人項目目前大多停留在預研,量產還需要時間,但晶片廠必須提前卡位。

英飛凌則展示了另一條技術路徑:基於PSOC Control C3 MCU的1kV氮化鎵關節電機驅動方案。該方案將主控、功率與傳感集成,利用氮化鎵器件的高頻特性可以將開關頻率推至100kHz,遠高於傳統矽基方案,從而在同等功率下降低開關損耗與發熱量。這意味著機器人關節可以在更小的體積內實現更高的功率密度,對於下肢等高功率關節尤為重要。英飛凌選擇了寬禁帶半導體(氮化鎵)與專用MCU的協同,以換取更高的能效比。

人形機器人的控制不僅取決於單顆MCU的算力,更取決於MCU網絡的通訊效率。恩智浦展出的i.MX RT1180方案通過I3C總線將主控MCU與5個電機驅動MCU相連,2根信號線實現12.5Mbps同步通信,無需外部晶振即可節省從控端的BOM和PCB空間。該方案從靈巧手本地I3C總線接入全身EtherCAT,意味著當機器人全身部署上百顆MCU時,局部控制與全身主控可以通過高頻寬、低線束的總線標準化協同,而非依賴點對點異步通信的堆疊。

在機器人靈巧手的運動控制和通信之外,感知層的升級同樣關鍵。ADI展示的多模態觸覺感知方案將32×32高密度觸覺陣列與邊緣AI推理集成,觸覺網絡可在kHz級幀率下同步感知壓力分佈、微小振動、接觸狀態及溫度。機器人靈巧手不再僅依賴視覺開環控制,而是能通過觸覺閉環反饋實現對易碎物體的精準抓握、防滑控制及細小公差裝配。

在採訪中,多家廠商形成了一個共識:當前機器人出貨量還很小,即便宇樹年銷幾萬台,對晶片廠來說也只是「幾百萬顆」,而他們月出貨往往以億計。因此,眼下做機器人MCU「不賺錢」,純粹是押注未來。人形機器人真正的成本也不是MCU,而是減速器——由於規格尚未標準化,各家自研,沒有規模效應,價格居高不下。ST方面甚至表示,機器人業務目前「瞄準未來,現在起量很難」,MCU走的是「量大、利薄」的路線。

RISC-V在嵌入式領域能替代ARM架構嗎?

在ARM生態之外,RISC-V是今年展會上另一條愈發清晰的MCU路線。

沁恆微的「青稞」MCU是典型代表,主攻接口晶片。他們早在2018年就全面轉向RISC-V,自研內核,ARM產品已極少出貨。現場工程師給出的理由很直白,一是安全,不受地緣政治影響;二是便宜,直接給客戶省成本;三是性能並不差,用CH32V203對標STM32F 103,在CoreMark跑分和功耗上都有優勢。

矽力杰也走了RISC-V路徑。其展出的SA32D系列MCU基於高性能高可靠性的RISC-V核,具有超高運算性能和豐富的外設,主要用於區域控制(ZCU)、動力電池管理系統的BMU、主驅電機控制、底盤應用和部分ADAS應用等高安全主控邊緣計算和控制的場景。產品符合AEC-Q100標準和功能安全ISO 26262 ASIL-D。矽力杰方面表示,RISC-V的IP形態已經豐富,從M0級別到64位服務器級都有,生態正從消費→工業→汽車傳導。對於「AI MCU」概念,矽力杰的態度相對冷靜:大家都在看,但MCU上的NPU算力只有0.3~0.5 TOPS,「這麼弱的算力能做什麼?關鍵看場景能不能帶來價值。」

MRAM將成未來嵌入式存儲的新方案

嵌入式微系統的演進始終圍繞性能、成本與可靠性展開。而邊緣AI推理、機器人關節實時控制、工業高頻採樣等場景的持續升級,不僅在重塑微系統的核心——MCU本身,也在倒逼整個存儲體系同步疊代。傳統Flash受限於擦寫次數、寫入速度與塊操作模式,已難以同時滿足高速度、高擦寫、高可靠的多重需求,MRAM作為新型非易失性存儲的代表,正在成為支撐嵌入式微系統性能升級新的技術路徑。

本屆展會上,本土廠商浙江馳拓科技有限公司攜帶其MRAM相關方案亮相,在杭州臨安青山湖佈局了12英寸MRAM產線,是目前國內唯一實現STT-MRAM量產製造的廠商。其當前主力產品讀寫速度幾十納秒,支持按位讀寫、無需擦除,掉電非易失且擦寫次數可達萬億次以上,遠超Flash的微秒級寫入速度與十萬次擦寫壽命;下一代技術SOT-MRAM處於研發階段,讀寫速度可提升至納秒級,相關成果已發表於IEDM頂刊。容量方面,目前獨立式晶片容量覆蓋了Kb級到64Mb,規劃向128Mb至Gb級演進。其另一個重要的業務是嵌入式MRAM(eMRAM)---把MRAM直接做到MCU/SoC內部,替代傳統的嵌入式Flash或緩存,馳拓已與國內領先MCU企業進行合作。

據了解,落地場景上,與SRAM+電池的掉電保護方案相比,MRAM無需電池,徹底解決了防爆、偏遠場景下的維護難題。更值得關注的是,隨著DRAM等傳統存儲價格持續飆升,MRAM也能夠觸達SCM(存儲級內存)市場。在可穿戴設備等對功耗極度敏感的場景中,MRAM憑藉非易失性特性,無需像SRAM或DRAM那樣持續供電,天然具備低功耗優勢;而相較於同為新型存儲的PCM(相變存儲),MRAM在寬溫域方面更勝一籌,這使得它在工業級和車規級應用中更具確定性。在工業領域,其產品已進入工業PLC/DCS、商業儲能等領域,合作客戶包括國內領先工業控制企業與儲能企業等。其代表產品已通過AECQ100-Grade1車規認證,正在向車企及Tier1/2供應商推廣。

當前馳拓科技的嵌入式MRAM產品仍在追趕台積電、三星等國際龍頭,但其獨立式MRAM產品與國外企業能夠同台競技。除自有產品外,其還為高校、科研院所以及初創半導體企業提供流片服務,是國內稀缺的新型存儲和微納製造平台。

馳拓認為,隨著存算一體技術的演進,MRAM未來有望在AI晶片中發揮更大價值,當前則先從工業、儲能、泛交通等場景切入,逐步向AI領域拓展。

回過頭看,嵌入式系統的競爭焦點,正在轉向參數轉向誰更能精準匹配場景、誰更能自主掌控架構、誰更能重構存儲底座。AI MCU的零點幾TOPS算力不驚艷,但足以撬動細分場景的智能化;人形機器人的上百顆MCU用量不誇張,但足以重塑運動控制的晶片需求曲線;RISC-V的IP授權不複雜,但足以打破ARM生態的單一依賴;MRAM的容量還不高,但足以在工業和車規領域建立非易失存儲的新標準。這些變化單獨看都不劇烈,疊加在一起,卻正在重新定義嵌入式的邊界。

本文來源:半導體產業縱橫

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