堪称「边缘装置大脑」的MCU（Microcontroller Unit）即众人耳熟能详的微控制器、单晶片微电脑，可以执行少量、简单的资料运算，由中央处理器(CPU)、快闪存储器、输入/输出（I/O）、定时器/计算器、数位/类比周边装置、通讯介面所组成，依等级可分4位元、8位元、16位元与32位元。随着电子产品走向智能化，车用、网通、工控等高阶需求促使高阶32位元MCU晶片成为主流。

8位元与32位元MCU分庭抗礼

从发展趋势观察，4位元与16位元MCU晶片使用案例愈来愈少，目前市场上较活跃的是8位元及32位元MCU晶片。过去，在以机械控制、简单指令控制为主流的年代，8位元MCU单晶片曾有过辉煌时光，常应用於遥控器、电源开关、显示器及键盘、滑鼠控制等执行工作，产品如马达、工具机、美容仪等。随着物联网蓬勃发展，高阶需求促使新设备向32位元MUC单晶片靠拢，如读卡机、感应器、电子锁、蓝牙、空拍机等产品应用。

使用者在选择MCU单晶片时一般会将系统规模、产品大小、成本、可访问性、延迟性、RAM效率、控制及处理能力等因素纳入考量。8位元MCU单晶片可以执行简单的逻辑运算，如加、减、乘、除，相较於32位元MCU单晶片，8位元储存空间较小，计算能力较弱，多应用於简单、小型的系统，优点是可支援老式程式语言；32位元单晶片具有可访问性，可应用於复杂系统，同时具有较隹的控制和处理能力，而且能控制较多模组及设备，支援C++资料库的Cortex-M架构，开发人员甚至可以轻松地编写韧体。若以效率而言，8位元MCU单晶片在处理简单的运算工作时效率较高，32位元MCU单晶片则是在处理复杂度高的运算工作时效率较高。

近年来，洗衣机、洗碗机、炉具、电冰箱、空调、微波炉等白色家电逐渐朝物联网靠拢，智能化需求促使不少产品的内部晶片全面升级，如按键式操作钮转换为内建触控萤幕操作模式，这类升级需求加上车用、网通及工控需求，推升32位元MCU单晶片需求，主流地位立於不败。

MCU龙头企业与台湾供应链业者

研调机构IC Insights指出，2021年MCU市场产值年成长达21%，市场规模为200.2亿美元。台厂新唐挤进前十大MCU供应商中，也是台湾唯一进入全球前十大的MCU厂。由於嵌入式车用及各式感测器需求提升，带动MCU市场需求，其中，2021年前五大厂荷兰恩智浦（NXP）、美国微芯（Microchip）、日本瑞萨(Renesas)、瑞士意法半导体（STM）及德国英飞凌（Infineon）的MCU合并营收年成长幅度都逾20%，五大厂个别市占率逾10%，占比最高的恩智浦市占率达18.8%。排名6-10名的业者分别为美国德州仪器（TI）、台湾新唐、日本罗姆(Rohm)、韩国三星(Samsung)及日本东芝(Toshiba)。6-10名MCU大厂销售额达23亿美元，市占率合计达11.4%，至於非全球前十大MCU供应商市占率达6.5%。

看好MCU後续商机，国内代表性MCU业者如新唐、盛群、笙泉、雅特力等各有布局，如32位元MCU营收比重达整体MCU业绩50%的新唐布局医疗、工控、车用及消费性供应链；盛群32位元MCU已打入美系通讯大厂光纤收发模组供应链，可应用於32G云端储存设备；笙泉32位元MCU主要应用於电池管理系统、工业仪表、感测器及会议系统等，今年推出程式码生成器；雅特力近年布局人工智慧物联网（AIoT）及工业物联网（IIoT）等边缘运算(Edge Computing)应用领域，顺利打进车用、工控、5G基地台等市场。

边缘运算加速MCU高阶技术发展

随着边缘运算技术快速发展，众人期待MCU具备更快的处理速度、更多记忆体及安全功能，以及更好的连线能力。另一方面，工业4.0、IIoT使更多感测器、仪器设备或装置相互连网，以便搜集及分析资料，提高产能与效率，因此，无缝互连所有装置、避免通讯延迟、高网路安全性变得愈来愈重要，这些要求连带促使嵌入式记忆体和SRAM需求变高。

MCU低延迟、低功耗、高记忆体、高精确度及资料保护、通讯传输能力，可协助与AIoT及IIoT等边缘运算(Edge Computing)有关的应用设备发挥即战力，其中，低功耗、通讯传输及资料保护特性尤其重要。

雅特力产品与行销处长杜立博指出，边缘设备多半在短时间内快速执行资料搜集与通讯传输，需要低功耗MCU，而串连IoT系统有赖MCU提供稳定的通讯传输能力，至於连网过程中产生的敏感资料则需严加保护，因此，在资料存储、保护及编程规划、操作的过程中，MCU的访问权限应用及管理就变得相当重要。

在嵌入式机器学习(Embedded ML)、微型机器学习(Tiny ML)等领域中，MCU低功耗、开发速度快、低成本等优势有助AI运算、数位讯号处理器(DSP)等应用，也可以应用於嵌入式机器学习的感测、语音等侦测、分类、辨识、预测及推理判断，高阶MCU甚至有能力执行电脑视觉与成像应用。

全球IDM厂相互竞争，推出高阶MCU。如针对安全与效率需求，美国微芯(Microchip)今年推出业界首款单一封装中整合安全子系统和Arm TrustZone技术的PIC32CM LS60 MCU。

这款MCU整合Microchip的可信平台（Trust Platform）安全子系统，可以保护产品和终端使用者的智慧、可?式医疗、穿戴、互联电器、工业机器人等设备免受远端骇客攻击，具有提高资料安全性、易用性以及低功耗特性。此外，随着防水穿戴设备和电器触控功能逐渐成为设备标配，PIC32CM LS60搭配Driven Shield Plus功能，可防止潮湿造成的误触率，还能提高抗噪能力。

PIC32CM LS60配备独立於核心的SleepWalking周边和事件系统，可使MCU核心长时间处於睡眠模式，减少功耗；内建运算放大器（op amps）、数位类比转换器（DAC）和类比数位转换器（ADC）可以在睡眠模式下与各种感测器连接。由於PIC32CM LS60和MPLAB Data Visualizer、Power Debugger工具相容，可用於即时监测、分析及微调功耗资料，有助使用者更容易开发低功耗应用，以及快速推出具有更长电池续航力的产品。

微芯(Microchip) MCU8业务部医疗产品资深经理Steve Kennelly认为，新的MCU将重新定义周边装置以改变CPU核心与周边装置间的关系，如此就能在比CPU运算速度更短的时间内做出反应。微芯AVR DA系列MCU就是改变IIoT应用成本的新型MCU，结合8位元AVR MCU核心，以及独立於核心的周边装置，连接软体就能自主执行。AVR DA系列MCU也是微芯第一款具备功能安全性、带有周边装置触控控制器（PTC）的系列，可以执行即时控制、连接和人机介面(HMI)的应用。

图一 : Microchip AVR DA系列MCU。(Source：Microchip)

意法半导体(ST)的超低功耗STM32L5x2 MCU则配备Arm TrustZone技术的专有安全性，能满足物联网高性能与高安全性需求，同时搭载安全启动、完全硬体隔离和加密加速器。STM32L5 MCU以110MHz时脉频率运行，设计人员可将快闪记忆体或SRAM的每个I/O、周边装置/区域纳入(或排除)TrustZone保护范围，最大程度地保有安全性。

STM32L5结合多种技术，如电压调节、即时加速、电源闸控和多种低功耗工作模式，可以长时间执行，并维持高性能，还可以即时接电或断电，提高低功耗性能。此外，STM32L5x2 MCU搭载512KB双区快闪记忆体，允许读写操作，同时搭载256KB SRAM，支援高速外接记忆体。

图二 : 意法半导体STM32L562QE MCU配备Arm TrustZone技术。(Source：STM官网)

看好AIoT及IIoT等边缘运算商机，台厂雅特力今年推出多款整合低功耗、通讯传输、资料保护功能的32位元MCU晶片。以入门级低功耗MCU AT32L021为例，CPU主频最高达72MHz，支援64KB Flash及9KB SRAM，可以快速进入/唤醒低功耗模式与低待机功耗，还可以延长电池寿命；雅特力自行开发的sLib安全库（Security Library）可支持密码保护指定范围程序区，强化产品安全性、可靠性，以及二次开发的使用便利性。

图三 : 雅特力AT32 MCU。(Source：雅特力)

研调机构TrendForce指出，相较於2022年消费性电子需求急遽下滑，车用晶片缺货造成部分订单与需求递延至2023年，预估2023年全球汽车销量约达8,390万辆，2025年约9,100万辆。传统燃油车约需70颗MCU，电动车却需要超过100颗，如控制雨刷使用8位元MCU，ADAS讯号控制、感测器应用等需要使用32位元MCU。由於32位元MCU效能较高，需求持续增加，2022年车用MCU产值达85.8亿美元，其中，32位元MCU占比达80.1%。

除了车用市场，智慧制造、智慧医疗、智慧生活等领域中出现愈来愈多电子系统需要在边缘执行即时控制、资料分析与通讯传输等应用殷切。随着系统互联程度提升，未来的MCU必须具备更好的处理效能、沟通频宽、即时控制及资安保护能力。

使用端期??获得最隹效能的嵌入式处理解决方案，而且更具成本效益、更能与系统额外需求的架构相互搭配，进而让工程师在解决设计难题时，有更多弹性选择，如美国德州仪器(TI)2021年推出Sitara AM2x MCU，搭载高效能Arm MCU核心，包含运行速度1 GHz的单核心及多核心装置，可缩小MCU与CPU之间的差异，协助设计人员突破工厂自动化、机器人、汽车系统与永续能源管理等应用极限，让电子系统具备额外能力，因应成长2-3倍的处理需求。如果搭载四个Arm Cortex-R5F核心，能以800MHz运作，快速运算与MCU内部记忆体相结合，可提升机器人动作精密度和移动速度。

图四 : Sitara AM2xMCU结合传统MCU与微处理器的基本架构基础。(Source：TI)

消费性电子逆风 寄??高阶MCU

2022年疫情降温，通膨与升息阴霾随之而来，包含智慧手机、PC、笔电、家电等产品需求量明显降温，预估第四季传统消费电子旺季可能旺季不旺，在消费性电子产品逆风之际，市场相对看好高阶MCU需求。

研调机构IC Insights指出，车用及工控导入32位元MCU需求强劲，2022年全年MCU产值约215亿美元，年成长幅度达10%，2021-2026年MCU平均产品单价年复合成长率（CAGR）上看3.5%，其中，车用MCU市场成长动能高於其他应用。

汽车MCU销售额在2021年大增23%，达76亿美元，2022年约成长14%，2023年约成长16%，其中，逾75%的汽车MCU销售额来自於32位元，约达58亿美元。至於16位元及8位元等MCU表现则略逊一筹，16位元MCU的2021-2026年复合成长率约1.6%，8位元及4位元MCU产值则持平。

研调机构TrendForce则指出，伴随汽车功能复杂化，驱使车载电脑ECU(Electronic Control Unit）中的32位元MCU晶片跃升为市场主流规格，预估2023年渗透率逾60%，产值达74亿美元，并将朝28nm (含)以下制程发展。传统汽车控制系统中负责数据处理及运算的是MCU晶片，目前单车MCU平均用量为50颗，预计2025年，单车MCU平均用量将达55颗，预估ADAS、L4-L5自驾车渗透率逐步提高也将提高MCU用量。

整体而言，虽然2022年第四季消费性库存持续调节，以消费性MCU为出货主力的供应链业者不仅出货动能放缓，还有MCU产品单价降价的压力，营运备受考验，但是32位元MCU晶片市场需求仍持续畅旺，尤其车用需求长期趋势不变。展??2023年，库存修正可能延续至2023年上半年，库存去化等不利因素利空钝化後，MCU需求仍後市可期。