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MCU芯片:人工智能再“点火”,产业格局全梳理.docx
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MCU 芯片:人工智能再“点火”,产业格局全梳理
在物联网时代,MCU 被赋予端侧计算中枢这一高使命,各类物联网设备在连
接交互和安全等方面都离不开 MCU、在汽车领域,MCU 芯片已成为全球汽车
电子第一大市场。如今人工智能掀起新一轮浪潮,MCU 又担起了新的使命。
传统意义上的 AI 芯片的特点是算力强但功率和尺寸较大,针对的更多是对
计算速度、算力较高的应用。如果将 FPGA 或者 GPU 用到边缘端,一是成本
受不了,二是没有办法用电池进行供电。
随着 MCU 的算力进一步提升,高频 MCU 的主频已经提升到 GHz 级别,已经
可以满足边缘端低算力人工智能需求。将人工智能集成在 MCU 上,只用一
颗芯片实现端侧部署,正在成为新的潮流。全球 MCU 市场规模保持稳定增长,
多种因素推动下,未来数年 MCU 发展有望迈入一个新的台阶,IHS 预测至 2026
年,中国 MCU 市场规模或以约 7%的 CAGR 提升至 513 亿元。
01
MCU 芯片行业概览
MCU:MicrocontrollerUnit,即微控制单元,又称单片微型计算机或者单
片机,是把中央处理器(CPU)的频率与规格做适当缩减,并将内存、计数
器、USB、A/D 转换、UART、PLC、DMA 等周边接口,甚至 LCD 驱动电路都整
合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控
制。MCU 处理功能类似于小型 CPU,能够用软件控制来取代复杂的电子线路
控制系统,实现智能化以及轻量化控制。MCU 在信号链中起核心处理作用,
而信号链是连接真实世界和数字世界的桥梁,是电子产品智能化、智慧化
的基础。 资料来源:行行查
MCU 出现的历史并不长,但发展十分迅猛。它的产生与发展和微处理器
的产生与发展大体同步,自 1971 年美国 Intel 公司首先推出 4 位微处理
器以来,其发展到目前为止大致可分为五个阶段。
02
MCU 产品分类介绍
半导体按照结构可以划分为:集成电路,分立器件,光电器件、传感器。
其中,集成电路就是常说的芯片,它又可以分为:数字芯片和模拟芯片。
其中数字芯片又包括:逻辑,存储、MCU。
MCU 产品种类繁多,主要分类依据为应用领域、位数、指令集和存储器结构。
按照位数:可分为 4 位、8 位、16 位、32 位、64 位。位数越高,运算能力
越强。中国通用型 MCU 市场规模中,32 位占比 54%,8 位占比 43%,4 位占
比 2%,16 位占比 1%。32 位和 8 位占据市场主流,且未来 32 位产品占比预
计仍将不断提高。
按照应用领域:可分为通用型和专用型。专用型 MCU 其硬件和指令是按照
某种特定用途设计的,例如用于体温计的单片机、用于洗衣机的单片机等。
通用型 MCU 将可开发的资源(ROM、RAM、I/O、EPROM)等全部提供给用户,
功能相对更全面。在通用型的单片机中,8 位单片机成本低,价格廉,便于
开发,其性能能满足大部分需要。只有在航天、汽车、机器人等高技术领
域,需要高速处理大量数据时,才需要选用 16/32 位。而在一般工业领域,
8 位通用型单片机,仍然是目前应用最广的单片机。按照指令集:可分为 CISC
(复杂指令集架构)和 RISC(精简指令集架构)两类。据统计,2020 年中
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