2023年8月23日，Elexcon深圳国际电子展在深圳会展中心福田馆正式拉开帷幕。国产领先高性能MCU厂商 “先楫半导体”（HPMicro）的微控制器产品，包含最新发布的高性能运动控制MCU HPM5300系列，及其行业解决方案亮相展会，并在展会同期的嵌入式技术大会上做了演讲分享，吸引了众多行业人士和消费者的关注。

作为MCU赛道的“后起之秀”，先楫半导体一直致力于研发高性能微控制器产品，发展势头迅猛，并已经在市场取得了一定的成绩。此次在展会同期的第五届中国嵌入式技术大会上，先楫半导体嵌入式专家“费振东”（费教授），进行了主题为《高性能 RISC-V MCU 在中国市场的发展趋势》的演讲分享。

费教授结合了近些年来工业、能源、汽车行业的发展趋势，指出了市场对高性能MCU需求的要点，并引申出先楫半导体对超高性能MCU的定义，这也是先楫做产品的思路。

先楫半导体先后推出四个系列的高性能MCU产品：HPM6700/6400，HPM6300，HPM6200以及最近新推出的HPM5300系列产品。这些高性能的MCU都具备超强的计算能力、精准的控制能力、卓越的通讯能力和出色的多媒体能力，并同时具有高可靠性和高安全性的保障，产品均通过AEC-Q100质量认证和ISO26262/IEC61508体系认证。

工业自动化、新能源及汽车电子是三个巨量的增长性市场，先楫半导体自成立之初就一直关注这三个主要市场，为其提供高性能的产品和高能效、低功耗的解决方案。

演讲的过程中，费教授也就先楫半导体的应用案例与大家进行了分享，包含伺服驱动器的单芯片驱动4轴伺服、新能源领域的光伏逆变、汽车电子领域的车载仪表等等。最后，费教授还提到了先楫新品“高性能运动控制MCU HPM5300”产品的性能优势及其应用案例——HPM5300精确位置系统脉冲型伺服。

除了现场的演讲分享，大家也可以到展会的以下展位查看先楫半导体的产品及Demo 展示：

瑞凡微，展位：1号馆 1P08

我爱方案网，展位：1号馆 1S57

远大创新，展位：1号馆 1P11

Elexcon深圳国际电子展是亚洲最具规模和影响力的电子元器件、嵌入式系统、物联网技术等领域的专业展览会，吸引了来自全球的众多行业人士和消费者参展。先楫半导体产品和方案的展示，不仅体现了其强大的技术实力和创新能力，也为国产半导体产业的发展注入了一股新的活力。

未来，先楫半导体将继续致力于研发符合市场需求的高性能MCU产品，推动国产半导体产业的发展，为全球电子产业的发展做出更大的贡献。

8月23-25日，ELEXCON 2023深圳国际电子展暨嵌入式系统展在深圳会展中心（福田）举办，此次电子展汇聚AIoT、嵌入式、车规级芯片等诸多领域领先企业及行业专家，展示行业最新技术、新产品和新方案。澎湃微携高性能系列、主流系列、超低功耗系列、超值系列四大类产品亮相此次展会。

澎湃微作为一家以32位MCU为主营方向的集成电路设计公司，拥有优秀的MCU全自主设计能力，主打产品为32位MCU及SoC芯片，市场应用涵盖工业控制、消费电子、物联网、医疗健康、BLDC电机控制、小家电等市场领域。

在本次展会中，澎湃微携PT32L/F007、PT32Y003、PT32L076等多款明星产品及应用，为行业全方位展示了公司的技术进展及研发实力。

实现极低功耗 打造超高性价比

32位MCU主要应用于汽车、工业、计算机以及消费电子等领域，而低功耗是MCU器件的核心指标。在电池供电的电子设备中，续航能力不足会严重影响用户体验。而工业领域的要求更为严苛，如隧道或桥梁上用于检测位移变形的传感器节点，有些仅靠电池供电且要求正常工作长达十年以上。在新兴的AloT领域，传感节点数量众多，主控芯片的功耗和联网设备的续航能力直接影响产品的可用性。针对这一特性要求，澎湃微的超值系列PT32L/F007表现突出，且具有高性价比的优势。具体来看，PT32L/F007具有高主频，最高64MHz主频；极低功耗，深睡眠电流低至0.3µA，行业领先；具有大容量，Flash 64KB，RAM 16KB；具有高可靠性，ESD +/-8KV（HBM），ESD +/-2KV(CDM)。PT32L/F007主要应用在无磁模块、仪表盘、无线充、电子烟、断路器、小家电等。目前，PT32L/F007已经开始大批量供货，客户反馈品质性能突出。

超值系列中，PT32Y003因其1.8~5.5v的宽电压、超高性价比、支持内部EEPROM、低功耗，同样备受关注。其工作温度范围为-40~+85度，主要应用于电动起子、风扇、小水泵、电动牙刷、仪表盘、无线充及TWS充电仓等。

此外，澎湃微在现场还为大家展示了超低功耗系列PT32L076。在同类型产品中，PT32L076居性价比前列。此外该产品具有超低功耗、深度休眠0.9µA；具有大容量，Flash 128KB，RAM 32KB；具有高集成度，集成了LCD、4路比较器、OP 4、AES128/192/256、DAC、乘除法器多外设，UART 6路，SPI 2路，IIC 2路。PT32L076主要面向表计类、无线烟感、BMS、智能家居、家电等应用领域。

除了超值系列与超低功耗系列表现突出外，澎湃微展出的主流系列与高性能系列也同样成为展会上亮点。主流系列产品以PT32S038系列为代表，该系列产品使用高性能、低功耗的Cortex-M0 32位内核，最高184Mhz工作频率可在SRAM中运行程序，最高160Mhz工作频率可在EFLASH中运行程序。内置高速存储器（多达64KB字节的Flash和最大16KB字节的SRAM），多功能复用的I/O端口和连接到APB总线的丰富外设。PT32S038系列产品支持1.8V至5.5V工作电压，包含-40°C至+105°C的温度范围，一系列的省电模式以满足低功耗应用的需求。

高性能系列中特别展示了PT32Z192系列产品。PT32Z192是基于Cortex-M3内核的一款32位高性能MCU，最高主频为160MHz，支持3个UART，2个SPI，1个QSPI，1个I2C，USB1.1，AES，支持开方/坐标旋转/三角函数/卷积(13*13)等。该产品主要应用于离线语音风扇、指纹模块&锁板以及串口屏等。综合来看，四大系列均拥有不同优势特点，面向不同领域应用：超值系列主要优势是高性价比及超低功耗，主要应用在仪表盘、电子烟、无线充、小家电等方面；超低功耗系列主打超低功耗、高抗干扰及高集成度，主要面向医疗电子、表计类、烟感、IoT及智能家居等领域；主流系列的特点是超高主频、高抗干扰及高集成度，应用于电动工具、高速风筒、油烟机、充电桩等；高性能系列的竞争力体现在超高主频、高抗干扰及针对性强，面向指纹模块、串口屏、离线语音识别及家电等领域。
宽领域全覆盖 为国产替代提供更丰富的选择
根据ICInsights数据及预测，2021年全球MCU市场规模约196亿美元，同比增长23.4%，预计至2026年将以6.7%的复合增速达到272亿美元。2022年中国MCU市场规模约为58亿美元，同比增长约7.7%。

而我国MCU市场大部分份额被海外巨头占据。2019年中国前5大MCU生产厂商分别为意法半导体、NXP、微芯科技、瑞萨电子以及英飞凌，CR5约74%，国产化率较低。

按MCU总线或数据处理位数细分来看，根据ICInsights预测，2022年全球MCU市场中32位占比将达到67%。而澎湃微面向32位MCU广阔市场，进行了深入布局并实现了研发技术的不断突破。

从公司成立之初，澎湃微持续不断地在新IP、新工艺方面加大投入，在超低功耗、高主频方面拓深拓强。深度休眠的待机功耗已经达到0.5µA，内部RC全温度全电压频率漂移达到+/-1%，在ESD方面HBM模式达到+/-8Kv，EFT达到+/-4Kv等。

除了技术领域的不断提升，澎湃微还致力于MCU产品的国产化替代，为客户提供更多选择。在本次展会上，我们推出的四大系列产品揽括了目前从16pin到64pin，主频从48MHz到184MHz，Flash从16KB到128KB，深度休眠功耗最低达到0.5µA，实现了产品系列的全覆盖。对客户在国产替代上面，提供更完整的平台性产品选择。

据悉，目前国内MCU厂商主要在消费和中低端工控领域竞争，汽车、高端工控等市场国产化率较低。但全球MCU市场中，汽车电子的规模最大，车规级MCU具有十分严苛的认证标准，因此这一领域也是目前国产替代最难突破的阵地。

展望未来，澎湃微将会在车规、AI及更高性能的MCU，甚至是MPU方面持续发力，推出更高性能的产品。

汽车电子中所使用的半导体即车规级芯片，主要有主控芯片（MCU/SoC），功率芯片（IGBT），传感器芯片(CIS)和存储芯片(Flash)四大类，车规级芯片广泛应用于汽车的动力系统、智能座舱及自动驾驶系统，是汽车电子不可或缺的核心元器件。

一、MCU芯片介绍

MCU即微控制单元（Micro Controller Unit），又称单片机（Single Chip Microcomputer），是将CPU、存储、外围功能都整合在单一芯片上具有控制功能的芯片级计算机，作为高度集成的微型计算机控制系统，单片机具有系统结构简单、可靠性高、处理功能强、低电压和低功耗、环境适应能力强等特点，已广泛应用于汽车电子、工业控制、仪器仪表、家电等领域。

在汽车电子的各个系统当中，往往需要采用车用MCU（车用微控制器）作为运作控制的核心，负责各种信息的运算处理，用于汽车的动力总成、辅助驾驶、网络互联、底盘安全、信息娱乐以及车身电子等方向。

1 ► MCU的基本结构

构成MCU的几个重要组件包括：

（1）中央处理器（CPU）

CPU是单片机的大脑。它由算术逻辑单元(ALU)和控制单元(CU)组成。CPU读取、解码和执行指令以执行算术、逻辑和数据传输操作。

（2）存储单元

任何计算系统都需要两种类型的存储器：程序存储器和数据存储器。程序存储器，顾名思义，包含程序，即要由CPU执行的指令。另一方面，数据存储器需要在执行指令时存储临时数据。通常，程序存储器是只读存储器（ROM），数据存储器是随机存取存储器（RAM）。

（3）输入/输出端口

单片机与外部世界的接口由输入/输出端口（I/O端口）提供。开关、键盘等输入设备以二进制数据的形式从用户向CPU提供信息。CPU在接收到来自输入设备的数据后，执行适当的指令并通过LED、显示器、打印机等输出设备做出响应。

（4）定时器/计数器

单片机的重要组件之一是定时器和计数器。它们提供时间延迟和计数外部事件的操作。此外，定时器和计数器可以提供函数生成、脉宽调制、时钟控制等。

（5）总线

单片机的另一个重要组件，但很少讲到，它就是系统总线。系统总线是一组连接线，将CPU与其他外围设备（如内存、I/O端口和其他支持组件）连接起来。

2 ► MCU的工作原理

MCU的工作原理是逐条执行预存指令的过程，不同类型的单片机有不同的指令系统。为了让一个单片功能自动完成某项具体任务，必须将所要解决的问题编成一系列的指令，并且这些指令必须是由一个单独的函数来识别和执行的，这样一系列指令的集合就变成了程序，这些程序需要预先储存在有存储能力的存储器中，也就是我们常说的内存。

由于程序是按顺序执行的，因此程序中的指令也是一条条地存储，MCU在执行程序时要将这些指令逐个提取并执行，必须拥有能够跟踪指令所在存储单元的功能，这个部分就是程序计数器PC(包括CPU在内)，当程序开始运行时，PC将会被分配到程序中每一条指令的存储单元，并一一执行该项指令，PC中的内容自动增加，增加量由这个指令长度决定，每一条都指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。

内核架构是影响MCU性能的一个关键要素，更优秀的运算单元需要更先进的内核架构。十几年前，各大MCU厂商均采用各自的内核，如瑞萨采用RX内核，飞思卡尔采用PowerPC，微芯采用PIC，Atmel采用AVR。随着ARM推出Cortex-M架构并开展了独特的开创IP授权的模式，以其软件代码的共享和高兼容性、高密度指令集等特点，现已逐步占据主导地位。

3 ► 车规MCU的种类

车规MCU按位数可分为8位、16位和32位。位数即MCU单次处理数据宽度，位数越高，MCU性能越强。

8位MCU成本/功耗低，便于开发，性能可满足大部分场景需要，广泛应用于基础功能如风扇、雨刷、天窗，座椅控制等领域。32位MCU运算能力更强，能满足高速处理的需求，多用于解决复杂场景问题，如汽车智能座舱、车身控制、辅助驾驶，行车安全系统等领域。32位的CPU内核以ARM为主流架构，由于CPU指令集庞大，软件开发难度较高，单价一般数倍于8位MCU，因而也有较高的研发壁垒。

从不同位数MCU规模占比来看，目前全球MCU芯片产品以32位为主。受益于其体积小性能优的特性以及汽车智能化的趋势，32位MCU销售额占比已经从2010年的38.1%提升至2015年的53.7%，进而跃升至2021年65.8%。随着汽车智能化和电动化进一步发展，汽车电子功能将日趋复杂，势必推动车规MCU向更高性能，更小尺寸，更低功耗的方向发展，32位芯片占比有望进一步提高。

二、MCU产业链概况

MCU产业链上游为半导体材料及半导体设备，主要包括硅片、光刻胶、光掩模、电子特种气体、靶材、单晶炉、刻蚀机、光刻机等。中游为MCU制造环节，主要包括芯片设计、单晶硅片制造、晶圆制造、芯片封测。下游应用领域包括汽车电子、工业控制、消费电子、计算机网络等。

三、MCU市场情况

1 ►  市场规模

IC Insights的数据显示，全球MCU市场规模从2015年的159亿美元增长至2021年的221亿美元，CAGR为5.6%；2022年全球MCU市场规模有望达239亿美元，同比增长8.1%。

MCU是汽车从电动化向智能化深度发展的关键元器件之一，汽车也是全球MCU第一大应用市场，占比超过1/3，平均每辆汽车MCU需求量高达上百颗。随着汽车半导体行业技术演进和需求升级，智能化将逐步成为相关厂商竞争的主战场，接力电动化成为重要驱动力，MCU作为核心算力芯片深度受益。

2 ► 竞争格局 

根据Omdia，MCU市场主要由欧美日芯片厂商牢牢把持，前七大厂商占据全球85.4%的市场份额，但各家企业的占比相对较为平均。

国内MCU市场方面，根据CSIA和中国汽车工业协会的数据，2021年国内MCU市场约85%（2019年为94%）由外资把持，MCU国产化率低且多集中于消费级，车规级MCU自给率尚不足5%，仍有很大国产替代空间。

根据富昌电子，2022年4季度的全球车规半导体仍处于供不应求的状态，主要车规MCU大厂如意法半导体，恩智浦和微芯科技都存在不同程度的供货紧张态势，不论是芯片价格还是货期较之前两个季度都有明显的升高。海外大厂的产能扩张尚不能满足市场需求，国内MCU企业有望把握这个供需错配的时间窗口，凭借先前的投入，与国内下游造车新势力合作，加速车规级MCU的国产替代进程。

四、MCU技术发展趋势

1 ►更高算力

随着汽车智能化程度的不断增加，车规级MCU将向多功能集成、高算力及超低功耗方向发展，且使用数量也会随之增加。同时，未来智能汽车中大量使用的车载传感器、车载摄像头，也需要高性能的MCU来做模拟数据的运算处理与驱动控制。因此，在未来更高阶自动驾驶等级的汽车中，加以多传感器融合的大趋势下，总线宽度32位乃至64位高算力车规级MCU将成为主流产品，而8/16位中低端MCU则会被更高制程的SOC所集成，失去增长动力。

2 ►  更高集成度

由于集成更多功能，主控芯片的算力要求会指数上升，部分MCU会和GPU，DSP，NPU和AI处理单元等不同类型芯片共同被集成到SoC(系统级芯片)上。SoC是MCU集成度更高的结果，其功能更复杂，资源利用效率更高，可胜任如无人驾驶和智能座舱等需要高算力的场景。

3 ►  更高开放度

由于ARM内核IP授权费高昂(芯片售价的2%-15%)，很多厂商已开始基于开源的RISC-V内核开发MCU，如瑞萨，英特尔，兆易创新等。RISC-V不仅完全免费开源，还具有低功耗，指令集精简，设计编译简单，支持模块化和可拓展等的特点，这和车规级MCU场景碎片化，功能模块化的特点十分契合。

近几年来，MCU 的产品种类越来越丰富，在功耗、性能、成本、生态、供应链等领域有了更多选择。同时，工业和汽车市场，甚至消费市场数字化、智能化进程的加速，也给通用 MCU 带来新的爆发点。IC Insights 的数据显示，MCU 在 2021 年和 2022 年两年间出货量和平均售价持续增长，超过了 200 亿美元，其中工业和汽车市场增幅最大。

德州仪器的 32 位 Arm®️ Cortex®️ M0+ 通用 MCU MSPM0 正是在此大环境下推出。作为德州仪器首款 Arm®️ Cortex®️ M0+ 的通用 MCU，这款产品是否会给持续火热的 MCU 市场带来新活力呢？

德州仪器 MSP HSM 全球市场经理 Linda Liu 在接受 eeworld 记者采访时，用三句话总结了 MSPM0 的特点：“更多的产品组合，更高性价比以及更简单易用。”

更多的产品组合

Linda 表示，尽管 M0+ 已经诞生了十余年，但凭借其低功耗和高性价比的特点，市场需求依然强大，可涵盖从工业到汽车、从消费到医疗的大部分应用。

在通用嵌入式市场中，最重要的就是产品种类要足够丰富，从而覆盖客户的各类开发或升级需求。预计今年 MSPM0 将推出 100 余种产品，涵盖不同的封装、引脚数、温度范围及模拟、通信等外设，同时保持同封装产品的引脚兼容。“MSPM0 在保留低功耗特性的同时，在数字、模拟等方面都支持更多功能，并以灵活组合的方式进行集成。”Linda 表示。

尤其是在模拟集成方面，MSPM0 充分利用了德州仪器在模拟 IP 上丰富的积累。例如，MSPM0 有些产品集成了两个独立 12 位 ADC，有效位高达 11.2，并支持硬件过采至 14 位；采样时，速率最高可达 4 兆。而一般 MCU集成的 12 位 ADC 很难做到这么高的有效位。MSPM0 内部还集成零漂运算放大器以及跨阻放大器，并且放大器具有分时管脚复用功能，因此可以替代更多的外部运放。

而在接口方面，MSPM0 集成了 CAN-FD 控制，更好满足工业或汽车应用的需求。在计算能力方面，尽管 MSPM0 使用了 Arm®️ Cortex®️ M0+ 内核，但其内部还集成了硬件数学加速器 IP，可直接支持除法，开方，以及反三角函数等计算，以提升 MCU 的算力。另外，计时器方面，MSPM0 除了支持通用定时器，还支持包括死区控制，故障检测等高级定时器多路 PWM，从而更好地支持电机控制等应用。在部分应用中，这种集成硬件加速器的方式比 M4 内核等效算力可能还要更高。

由于工业和汽车领域的要求，MSPM0 也额外加强了安全方面的管理，支持 AES，TRNG，安全启动以及 ECC 存储器，从而增强了产品的安全性能。另外，MSPM0 的工作范围高达 125℃，适合拓展至更严苛的工业和汽车环境应用。

更高的性价比

针对嵌入式应用，BOM 成本往往是需要着重评估的，这不光体现在产品本身，更是要放到系统中进行整体考量。

MSPM0 的集成不光全面，而且性能足够优秀到可以替代外置的分立元件，不但增加了客户的可选择范围，更是极大地优化了客户的 BOM 成本。

更简单易用

对于 MCU 来说，开发工具是工程人员重要的考虑点。德州仪器提供全栈开发工具，配合各类 GUI，以及充足的文档和培训教程，可以减少用户的开发成本。

首先，借助 Arm 丰富的生态系统，MSPM0 可以利用 Arm 丰富的第三方平台。同时，德州仪器也在构建一个开放的生态平台，包括中间件、驱动库、操作系统以及电机控制等多种参考设计和参考代码，且所有代码充分考虑了产品兼容性，保护了开发成本。另外，德州仪器发布了 CCS Theia，Theia 是 Eclipse 的云端和桌面平台，它有着更好的开发体验，可显著提高开发效率。在图形化开发工具方面，德州仪器提供了 SysConfig 以及 Analog Configuration 两款 GUI 工具，可以让用户更友好地进行外设配置。

德州仪器也为工程师提供了 MSP Academy 培训平台，提供了各类模块的培训教程，适合各阶段的开发者学习。

更多选项，无限可能

MSPM0 作为德州仪器嵌入式领域发力的一大重点产品线，旨在通过丰富的产品组合，服务更广阔的大众市场，从而进一步扩大德州仪器在 MCU、嵌入式甚至周边模拟产品的市场。

“借助 MSPM0 全新的产品系列和丰富的资源支持，德州仪器展示了其提供可扩展产品组合的承诺，使工程师能够在几乎任何应用中灵活地进行创新。”Linda Liu 说。