MCU是集成电路中最激发创意和设计灵感的核心元器件。它拥有完整的运算、存储、感知、通信、人机交互等组件，基于具体应用完成功能的配置和调用，即可满足各种各样需求场景的差异化需要。我们现实生活中遇到的每款电子产品里面，都或多或少有MCU身影。

MCU，麻雀虽小五脏俱全

MCU（Micro control unit）即微控制器，国内形象的称之为单片机，是伴随着集成电路同步发展起来的一个产品分支。自20世纪70年代中期，由Intel公司首先推出4bit微处理器以来，已历经8bit、16bit、32bit等多个发展代次，至今已有采用多核架构的32bit MCU产品，拥有强悍的整数和浮点运算能力，具备640KB的eFlash和320KB的SRAM，高达300MHz的主频以及600MHz的DSP工作频率。现在小小一片芯片的运算能力远超当年超大型机的运算能力！

MCU从诞生之初就是以一个完整系统的面貌出现，以丰富的外设见长。随着几十年的发展，不断丰富和拓展自己的外设。

MCU内部的外设一般包括：串口控制模块、SPI模块、I2C模块、A/D模块、PWM模块、CAN模块、SRAM、eNVM、比较器模块等，它们集成在MCU内部，有对应的内部控制寄存器，可通过指令直接控制。

随着MCU在各个应用领域的广泛应用，外设也不断丰富， 现已包含了各类高速通信接口如USB1.1/2.0/3.0接口、MIPI接口等，面向有线网络的以太网接口，还有包含LCD屏的驱动和控制接口，Touch pad/panel的接口，一些传感器的专用接口，面向无线应用的蓝牙，Sub-GHz等射频外设等。

在内核方面，除了8051、6502等内核外，32bit的MCU主要采用ARM的cortex-M系列。也有大量的MCU采用RISC内核。同时由于计算量不断增加以及功能不断强化，市场上也出现了多核MCU，集成有多个内核，包含DSP等内核可以对浮点运算提供更快的速度。随着AI的发展和普及，未来的MCU中也会集成一定规模的AI硬件加速模块，面向边缘计算，提供强大的硬件支持。

随着物联网的发展和广泛应用，用户对数据安全也越来越关注，使得MCU中也集成了硬件加密模块，支持各类加密算法。同时，MCU性能和外设不断强化，已经可以运行复杂的片上操作系统。

MCU的主要应用市场

作为嵌入式电子应用领域不可或缺的核心部件，MCU开发的各种嵌入式应用也不断拓展，PC、网络通信、工业控制、汽车电子、消费电子、金融电子、政府身份认证都离不开MCU。

市场研究公司IHS表示，针对连网汽车、可穿戴电子设备、建筑物自动化以及其他有关物联网（IoT）应用的全球微控制器（MCU）市场预计将以11%的复合年成长率（CAGR）成长，从2014年的17亿美元增加到2019年时28亿美元的市场规模。

2017年，国内MCU市场已达403.2亿元，同比增长达12%。据预测，随着中国大陆汽车电子和物联网领域的快速发展，对MCU的需求将越来越大，国内MCU市场将保持12%左右的增速高速增长。

由于国内MCU产品主要面向中低端应用，技术和市场竞争力都不高，与国外厂商差距明显。

目前MCU的应用大致包括：

家电类，如电视机、空调、电冰箱、洗衣机等；办公自动化设备，如打印机、复印机、传真机、考勤机、电话等；商业营销设备，如扫码枪、电子称、收款机、条形码阅读器、IC卡刷卡机、出租车计价器以及仓储安全监测系统等；工业自动化控制，如各种测控系统、过程控制、程序控制、机电一体化、PIC等；智能化仪表，如数据处理和存储、故障诊断、联网集控等；智能化通信产品；计量表计，如水、电、燃气表计；集中器和抄表终端等；市政控制，如路灯等公共设施控制；航空航天和国防军工。

芯机遇，新挑战

随着物联网时代的到来，MCU的应用将更加广阔。一些传统的产品将被加入智慧的功能，一些全新的应用场景也将横空出世。这给了MCU应用以极大的想象空间，也不断的改变着MCU的产品形态。

一是物联网。据IDC预测数据，到2020年全球IoT总连接数将达到300亿，市场空间达到1.7万亿美元。物联网将是碎片化的市场，不同场景需要不同的功能外设，这使得ASIC难以兼顾各类场景的需要。MCU拥有良好的通用性，同时具备多种工作模式，其超低功耗模式可以满足300nA以下的待机功耗要求，完全适用于IoT的场景需要。

二是汽车电子。由于电动汽车、混合汽车以及自动驾驶的发展，汽车电子将会成为MCU最大的市场之一。包括车载信息娱乐产品，雨刷、车窗、电动座椅，发动机和车身控制领域，安全监控和自动驾驶等方方面面都会大量采用MCU控制，乐观估计未来MCU在单辆汽车内的用量将有望超过200个。（成都锐成芯微科技股份有限公司CEO向建军）