追求更持久续航能力，低功耗MCU趁势而起

随着终端设备对于电池续航能力的要求越来越高，低功耗MCU得到越来越广泛的应用。那么，何为低功耗MCU？哪些品类对低功耗MCU的需求旺盛？低功耗MCU的发展又呈现何种趋势？

应用场景广泛

“通常，低功耗MCU采用与通用MCU不同的设计方法和工艺，以降低MCU的能耗和漏电流，从而使得MCU可以在使用相同能量的前提下工作更长的时间，为以电池或能量采集等方式供电的设备提供更持久的续航能力。”何为低功耗MCU，意法半导体有关负责人给出了解读。

因能提供更持久的续航能力，低功耗MCU的应用场景比较广泛。

据意法半导体有关负责人介绍，近年来物联网类应用逐渐走入工业和消费领域，尤其是在水气热表、可穿戴设备、医疗电子、智能家居、远程测控、无线传感等诸多应用领域，衍生出大量的低功耗类需求。他进一步举例说：“连续血糖监测仪要求电池续航14天以上，物流监测定位器要求电池续航3个月以上，智能水表要求电池续航6年以上，山体滑坡监测器要求环境自供电永久续航等，这些设备采用电池供电或者通过环境能量采集进行工作，并要求续航时间长达数月，甚至数年。因此，功耗成为这类应用最关键的制约因素。”

应用场景多样使得众多半导体厂家争相布局低功耗MCU市场。

国际厂商，如意法半导体（ST）、Microchip、SiliconLab、TI等，都推出了系列低功耗MCU产品。其中，ST是众多布局者中的领先者。据介绍，低功耗MCU在ST MCU整体业务中的占比很高，而且还在不断增长。目前，ST的低功耗产品包括STM32L0、STM32L4和STM32U5系列，在功耗和性能之间取得了极佳平衡。“同时，我们还为客户提供强大的低功耗设计平台。ST的低功耗产品支持多个平台，具有出色的低功耗表现，还有强大的开发生态系统加持，是客户开发各种应用的首选平台。”对于ST在低功耗MCU方面的优势，意法半导体有关负责人补充说。

面对低功耗MCU市场机会，国内厂商也不甘落后。据《电器》记者了解，兆易创新、复旦微电子、华大半导体、中科芯蕊等企业也在积极布局。不过，在某业内人士看来，国内MCU厂商进入低功耗MCU 产业较晚，从产品型号的种类、关键技术的积累等方面，都还无法跟国外厂商相抗衡，目前只推出了个别产品。

例如，兆易创新于2021年10月推出的首款低功耗MCU GD32L233系列，基于ARMCortex-M23内核；复旦微电子FM33A0xx系列是基于ARM Cortex-M0内核的32位低功耗MCU；华大半导体在低功耗32位MCU产品研发的布局也较早，已相继推出HC32L110、HC32L130、HC32L136产品系列，基于Cortex-M0+内核。中科芯蕊是一家专注于低功耗MCU的国内厂商，于2023年5月推出XRM32UL051系列，同样基于Cortex-M0+内核。

兆易创新是国内低功耗MCU领域的佼佼者。谈及公司在低功耗MCU领域的优势，兆易创新有关负责人总结为三点。第一，基于超低功耗工艺制程。GD32L233系列MCU采用了业界领先的40nm超低功耗（ULP）制造技术，低漏电物理单元从硬件层面降低功耗。第二，专门优化的低功耗模拟IP。节能型终端设备常处于待机并可随时唤醒的状态，这也决定了芯片的部分模拟电路和外设处于常开模式，GD32L233系列MCU产品集成了专门优化的低功耗模拟IP，有效降低能量损耗。第三，采用低功耗数字设计方法学。GD32L233系列MCU遵循了多种低功耗数字设计理念，特别是多电压域设计。在多种工作模式下，该MCU能够控制闲置模块的通断电，避免出现不必要的能量流失，从而进一步强化低功耗特性。

总的来说，兆易创新GD32L233系列以低功耗理念贯穿整个芯片设计过程，在制造工艺的演进、设计理念的发展以及芯片架构的创新等多个层面，全面且有效地优化了系统功耗。

前景令人期待

低功耗MCU功耗指标的技术创新，推动了物联网应用的快速发展。除此之外，低功耗MCU还衍生出更多新的产品形态和应用场景，比如智能家电等。

据合泰半导体有关负责人介绍，随着智能家居的兴起，越来越多的设备被连接至互联网，如智能烤箱、智能咖啡机等。这类设备通常会使用超低功耗MCU进行控制，使得设备在高效率的运行态度下迎合高安全防范、高可靠性等需求。

数据方面也反映出低功耗MCU的市场前景令人期待。根据QYResearch数据，在物联网和智能化应用的推动下，超低功耗MCU的市场规模不断扩大，预计未来几年市场增长率将保持在10%以上，到2025年市场规模将超过100亿美元。

意法半导体有关负责人表示，ST的低功耗产品研发团队将不断推出采用先进制造技术的创新产品，解决客户在平衡功耗和性能以及动态和静态（功耗）方面的设计挑战，同时提供越来越强大的生态系统，使客户能够选择完美的平台来设计低功耗产品。同时，他指出，家电和消费电子产品具有巨大的市场潜力，是ST低功耗产品的一个重要应用方向。