根據巿場研究機構IC Insight的統計，2009年由於全球經濟衰退，大陸地區銷售下滑，全球MCU銷售金額衰退19%，預估2010年在景氣回溫下，包括家電下鄉政策、消費性市場與車用電子復甦等因素帶動下，銷售額可成長22%。

MCU由於應用廣泛，因此向來受景氣波動的影響較低，近來除最大宗的家電應用領域外，包括觸控螢幕、觸控按鍵、智慧電網、車用電子等等，均已成為2010年最熱門的應用。以下本文將由中國家電下鄉商機的觀察，針對家電的低功耗MCU巿場應用趨勢做探討。

中國家電下鄉商機與低功耗市場需求分析

家電下鄉是中國政府於2008年12月宣布的財政政策救市方案，以提振因為全球金融海嘯所造成消費性電子產品外銷需求急速衰退，藉以擴大內需市場；以全中國非城鎮户口居民購買彩色電視、冰箱、行動電話與洗衣機等四類產品，按產品售價13%給予補貼。

家電下鄉政策展開以來，對於中國及台灣，甚至亞洲鄰近國家的電子行業，有著立即而巨大的影響，根據拓墣產業研究所的報告顯示，以銷售額來看2009年家電下鄉的巿場銷售額即達人民幣642億元，並將逐年倍數成長。

《圖一　中國農村家電巿場銷售額》

另根據中國研究機構水清木華之最新報告，2009年初，隨著中國政府各項刺激消費政策的頒佈及實施，中國家電産品總銷量開始反轉回升。彩色電視機、家用電冰箱、家用洗衣機等主要家電産品銷量都在2009年初觸底反彈。「家電下鄉」政策刺激了農村消費，極大程度上帶動了家電行業的增長。

除了因應金融海嘯的救巿政策所帶來的需求外；中國社會因為整體經濟水平的改善，對各式的家電需求，本身就有極大的巿場空間。

依據賽迪顧問研究表示：中國小家電市場正步入快速成長期。中國家庭平均擁有小家電數量不到10件，遠低於歐美國家每戶20～30件的水準，市場潛力巨大。當前，中國已成為全球最主要的小家電生產基地，中國小家電産量已經佔有全球70%的份額，近幾年來全球市場的份額呈現穩步提高趨勢。

為了達到刺激民間消費、擴大內需的目的，台灣亦於2008年10月份推動為期半年的節能家電補助計劃。針對消費者購買具有節能標章的冷氣、冰箱及洗衣機等國產家電產品，給予2000元補助；藉由政策帶動消費，預估創造50億至60億元的需求。

然而，在巨大的產能與巿場潛力等有關「量」方面之外，必須思考是「質」的議題，如何改善家電產品的能源效率問題，以符合節能環保的趨勢。

據中國節能認證中心的調查，中國城市家庭的平均待機功耗相當於每個家庭每天都亮著一盞25瓦到50瓦的長明燈。根據估算，家電產品待機能耗已佔到中國家庭電力消耗的20%以上。美國能源部的報告也顯示，超過三分之一的美國發電量被用於家用電器。家電能耗將成為各主要已開發國家及包含中國在內的新興國家，在制定國家能源管理戰略的重要課題。

就產業技術升級的觀點而言，中國在金融海嘯期間所推動「家電下鄉」政策在本質上是解決因金融海嘯引起之內需問題，藉由政策提振內需，改善廣大農民的生活條件。然而其所衍生的是對於家電產業的升級引導。近兩年中國陸續發佈的「以舊換新」、「節能產品惠民工程」等政策，以及各項家電能耗新標準的頒佈已成為家電行業節能工作的重要推手。新的家電能耗標準重新規範了電磁爐，微波爐，電飯煲和電風扇的能源效率指標，小家電的能耗新標準將對電子控制提出更多的要求。作為提供家電產品的核心控制－半導體器件將主導家電能耗的改善空間；電源器件、微控制器、功率驅動器件和大功率器件等將會面臨新的技術要求。

隨著家電下鄉招標限制條件以及各類小家電行業技術標準陸續發佈，中國小家電行業將開始走向質能提升的變化，新能效標準的實施將淘汰技術含量低、耗能高的產品和企業，加快產業升級和結構調整，行業發展環境將得到進一步優化。

而因應中國大力推動節能家電的政策，現今國際微控制器大廠，紛紛將低耗能、智能管理等列為進軍中國巿場的必要產品功能。

適合中國市場的低功耗MCU技術

對MCU產品而言，有很多方法可以調整系統達到低功耗的目標。一般而言，可以從兩個主要指標著手，包括:動態功耗和靜態功耗。對動態功耗的控制，主要是在不影響MCU器件性能的前提下，以較低的系統頻率或運行電壓來操作，以節省功耗。而在靜態功耗方面，則可提供豐富的待機和喚醒模式來達到節約的目的。

《圖二　快速喚醒週期說明》

就是要快 快速喚醒時間

達到低功耗目的所採行的技術不外乎以下幾種：運用處理器的多種供電模式、動態改變系統頻率和運行電壓，盡量將待機模式的電流消耗降至最低，並盡可能提高MCU週邊資源整合度。

一個優良的低功耗技術技術，應該具有超低功耗、快速喚醒、多重時鐘訊號來源及多種工作模式等特點，可大幅降低整體使用功耗，達到綠色環保的需求。應用範圍需必須涵蓋包括各種小家電、量測儀表、工業控制、醫療健康器材等產品。

低功耗MCU時鐘訊號具備快速喚醒的能力，RC/IRC時鐘訊號喚醒後到MCU可以運行的狀態，2 個Clocks是理想的週期。

《圖三　低功耗MCU的多種時鐘源》

就是要靈活 多種時鐘源+多種功耗省電模式

靈活運用省電模式是低功耗設計的關鍵；省電模式的功耗是與處理器在什麼時鐘源下工作有關。低功耗MCU應提供多種Clock Sources，大幅提高家電產品的設計彈性及電源功耗管理。包含External RC、External Crystal、32768Hz Crystal及32KHz IRC等多種時鐘源。

《圖四　多種功耗省電模式》

此外，多種功耗省電模式，可藉由對於不同的時鐘源的運行設定，達到不同靜態與動態功耗的設定管理。包括Normal Mode、Slow Mode、Idle Mode及Sleep Mode等多重工作模式，給設計者提供了更多級別的設計選擇。

而在MCU的週邊資源，亦可藉由軟體設定方式，選擇不同的時鐘訊號，以達到降低功耗的目的。藉由多種靈活操控的模式以及快速喚醒時間，可以讓工作電流和靜態電流比一般MCU要低很多。

《圖五　週邊資源功耗設定參考》

中國綠色電子應用展望

受惠於經濟水平的改善及國家政策的引導，中國巿場在三錶、醫療電子、安防、車用電子及家電方面都具有相當誘人的應用前景，因此相關於前述產品應用對於超低功耗的MCU技術正在受到各大半導體廠商的關注。

以煙霧警示器、可擕式醫療裝置、水錶、紅外線感應器等產品為例，這類電子產品需要長時間工作在休眠狀態，而一旦需要工作時，則需要迅速喚醒。這類應用對MCU的需求則是休眠時需要極低功耗的電流、工作模式下需要動態電壓控制、喚醒時則回應時間要快，同時還能兼顧體積小與低成本的要求。

以安防行業中的煙霧警示器或是家電綠色節能插座為例，即適合採行此類具備超低功耗技術的MCU。在周邊功能方面，以下列出適合應用於家庭、工商樓宇等產品所應具備的元件整合：

 提供6通道12-bit的快速ADC，轉換速率可達125KHz，快速完成類比至數位信號之轉換。

 內建兩組OPA與兩組比較器，其中OPA具有IC內部選擇放大倍率的能力，可藉由軟體設定1~56倍的放大倍數。

 Oscillator模式除支援高頻Crystal與ERC外，亦支援32768Hz Crystal模式，內建5種IRC頻率，頻率精度達到±2%(定溫定壓)。

 LVR 4段與LVD 8段電壓設定功能，可供電源低電壓檢測及防止高雜訊干擾時微控制器當機的情形發生。

 內建SPI/I2C介面與12-bit DAC，可達成產品的語音功能。

《圖六　功耗MCU應用領域》

2011年中國即將啟動第12個5年計畫 (十二五計畫)，十二五最重要的兩大主題分別是區域發展和都市化，以及產業升級及戰略性新興產業的發展。新能源、節能環保成為十二五計劃的重要主軸之一；而其它如物聯網的感測應用，亦對於低功耗MCU有迫切的需求。

低功耗MCU產品的超低功耗、高整合度功能與使用彈性，可使設計者達成產品超低功耗、小體積、低成本、高效能、易生產的設計目標，諸如居家安防、綠色家電、手持產品、工業控制、醫療照護、消費性電子與汽車周邊等應用。因此有關低功耗設計在物聯網、新能源、節能環保、電動車等和台灣電子產業關連度最深的產業領域，都是國內半導體與相關電子行業者必須加以重視與觀注的課題。