边缘AI快速渗透 重构微控制器产业版图
- 郑茨云／DIGITIMES企划
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随着异质整合、人工智能与物联网技术的快速融合，微控制器（MCU）正迈向更高效能、更智能化的全新阶段。为协助产业掌握市场脉动与技术发展趋势，DIGITIMES于8月8日举办微控制器论坛，以「智控未来，MCU再进化」为主题，邀请来自国内外领先厂商与研究机构的专家，深入探讨MCU在异质整合、AI加速、边缘运算与物联网应用等领域的创新与商机。
MCU大厂加速布局异质整合与AI应用 低功耗、高整合成市场竞逐焦点
进入后摩尔定律时代，异质整合与微型化成为MCU应用发展的关键驱动力。USI环鸿科技技术长暨资深副总方永城指出，透过SiP可将多元元件整合于单一模块，兼顾高效能、空间优化与功能多样化，广泛应用于多种领域。
SiP模块藉由HD-SMT、双面封装、金属／选择性屏蔽与精密封装技术，可有效缩减厚度与面积，并提升可靠度与电磁防护能力。例如车用领域的电池管理系统，已从传统FPC连接方案进化至有线或无线SiP模块，借此提升空间利用与系统稳定性；医疗与穿戴应用则包括胶囊内视镜、智能手表与混合式腕表等，透过模块化设计简化主板装配并延长电池寿命。
SiP平台亦整合Android、Linux、RTOS等软件能力，支持预测试、API定制化、安全性更新与国际认证，加速产品上市时程。
AIoT与智能化应用快速扩展，MCU正朝高效能、低功耗与多元连接能力发展。雅特力科技产品与行销处长黄源旗表示，AT32 MCU系列采用ARM Cortex-M内核，涵盖M0+至M7等多元产品线，时脉最高达288MHz，具备高效能运算与丰富周边界面，并整合USB、CAN、Ethernet等多协定连接能力，适用于工控、自动化、智能家电与车用等领域。
雅特力透过AT32 MCU串联合作夥伴与开发资源，打造从芯片、韧体、驱动程序到应用模块的完整智能生态，并提供丰富开发工具与技术支持，加速专案落地。针对AIoT需求，公司推出高整合度方案，支持实时传感、边缘运算与低功耗管理，提升系统效率与续航力。黄源旗强调，雅特力将持续拓展产品线与应用场景，结合合作夥伴力量，推动智能终端创新应用，实现「芯」未来的愿景。
车用电子与微型智能装置需求持续攀升，市场对低成本、高整合且具功能安全的MCU解决方案愈加重视。TI产品应用工程师周雅淳指出，该公司MSPM0系列以全球最小QFN 2×2mm封装、65nm制程与高度类比整合，为微型化应用装置带来新创可能。
TI产品线依应用分为最低成本的M0C、最低功耗的M0L及高运算性能的M0G，频率自32MHz至80MHz，内建数学加速器、ADC、比较器、DAC等类比功能，并提供CAN/CAN-FD与LIN通讯选项。M0L待机电流低至1µA，适合长效电池装置；M0G支持双CAN-FD与高达512KB快闪存储器，满足高端车用控制需求。
全系列具Pin-to-Pin兼容与多达15种封装，简化升级与供应链管理。开发生态包含MSPM0 SDK、LaunchPad开发板、SysConfig图形化设定与完整第三方IDE支持，模块化子系统涵盖通讯桥接、时间控制及传感应用，协助设计者快速导入低成本、高整合的微控制器解决方案。
边缘AI与物联网装置对低功耗、高整合与智能化的需求急速攀升，NXP推出新时代MCX微处理器，瞄准工业自动化、智能家居、无线联网与安全应用等市场。资深应用工程师陈则理指出，MCX系列产品横跨低成本、超低功耗、主流高效能、无线连结、功能安全与进阶安全等定位，均采Cortex-M33或M0+核心，结合高整合类比、CAN-FD、以太网与多协定无线通讯。
产品内建EdgeLock安全子系统、功能安全支持及多种封装选项，并导入NPU、SmartDMA、MAU与PowerQuad DSP引擎，实现高达42倍的ML推论效能提升与显着节能。MCX亦采用NXP专利的自适应动态电压控制，可将主动功耗降至约20µA/MHz，满足长时间常开、常测应用需求。
开发支持方面，透过MCUXpresso开发环境、FRDM开发板与丰富的软件范例，设计者可快速原型化并量产，推动边缘AI应用在资源受限装置上的创新落地。
边缘AI快速渗透至各领域，市场对低功耗、高安全性且具备实时AI推论能力的MCU需求持续升温。英飞凌业务产品经理许重杰提到，该公司的PSOC Edge E8x系列结合Cortex-M55与Cortex-M33双核心架构，搭配NNLite或Ethos-U55 NPU，实现高效ML推论并支持语音、手势、影像识别与异常检测等应用。
此系列内建高达5MB SRAM、512KB RRAM、丰富类比界面、多协定通讯与PSA L4等级的Secured Enclave，确保数据安全与系统可靠性。PSOC Edge提供超低功耗模式，并支持多种封装与工规／消费级温度范围，适用于智能家电、HMI、工业传感与智能门锁等场景。
开发者可透过ModusToolbox与DEEPCRAFT Studio进行模型训练、部署与优化，或直接使用官方Ready Models快速导入AI功能，加速从原型到量产的时程，推动低功耗AI的普及化应用。
边缘装置智能化需求日益增加，市场对高效能且兼具安全与低功耗的MCU解决方案需求显着攀升。瑞萨电子FAE张齐文表示，瑞萨电子的RA8P1系列为首款采用Cortex-M85核心的MCU，运算效能较M7提升约20%，并支持ARM Helium技术与DSP运算。
该系列最高时脉480MHz，内建最高2MB SRAM与TrustZone安全架构，结合硬件加密引擎、真乱数产生器与安全启动，满足工业与物联网的网安需求。RA8P1具备丰富的高效能周边，包括高速USB、CAN-FD、以太网、I3C与多通道ADC/DAC，并支持外部存储与显示界面，方便开发HMI与多媒体应用。
功耗管理方面，采用动态电压调整与多种低功耗模式，兼顾运算性能与能源效率。开发生态方面，瑞萨提供FSP、e² studio与多种开发板，并与AI夥伴合作提供模型优化与部署支持，可加速边缘AI解决方案从设计到量产的落地，为智能终端开启新时代应用可能。
AI驱动MCU策略转型 边缘智能化与多协定融合成未来竞争核心
AIoT、电动车与低功耗装置等市场需求不断扩张，MCU产品正朝高效能、低功耗与高整合方向加速演进。DIGITIMES研究中心分析师姚嘉洋指出，2025年MCU业者策略聚焦于四大趋势：首先，高效能化驱动AI推论在终端侧的落地，带动更多采用Cortex-M33、M55甚至M85核心的产品，并导入DSP与NPU以提升ML运算效能；其次，低功耗设计持续优化，包括动态电压调整、深度睡眠模式与亚微安级待机，满足长效电池应用需求；第三，功能安全与网安能力强化，尤其在汽车、工控与智能城市应用中，更多产品导入ASIL-B/D与PSA L4等级的安全机制；最后，无线连接与多协定支持成为标配，涵盖Wi-Fi 6/6E、BLE、Zigbee、Thread与Sub-GHz等，以支撑智能家庭与工业物联网场景。
产业竞争面则呈现两极化，大厂透过平台化产品线与完整开发生态抢占市场，中小型厂商则聚焦利基应用与差异化设计。展望未来，MCU市场将持续融合AI、传感与通讯功能，推动智能终端装置在多元场景的创新应用。
各类终端设备快速导入AI技术，具备高算力的MCU成为推动端侧智能化的关键。新唐科技产品经理谢欣志指出，该公司的Endpoint AI可直接在微控制器或传感器等装置上运行AI模型，具备超低延迟、离线运作、高能效与隐私保护等优势，适用于智能家庭、工业设备、医疗照护与互动玩具等场景。
新唐推出的NuMicro AI MCU—M55M1，搭载ARM Cortex-M55 CPU与Ethos-U55 NPU，运行频率皆为220MHz，内建1.5MB SRAM与2MB Flash，并支持ARM TrustZone与多种安全机制。透过NuML工具套件与TensorFlow Lite Micro，可实现人脸识别、物件侦测、手势识别、异常检测等AI应用，并内建智能动态侦测与低功耗管理功能。
配套的NuMaker-M55M1开发板整合CMOS影像传感器、MEMS麦克风、陀螺仪、Ethernet与Wi-Fi等界面，并提供开源模型资源与BSP支持，加速AI应用开发与落地，展现MCU在新时代端侧AI领域的运算与整合优势。
AI与生成式AI持续推进至端侧物联网装置，运算架构正历经从嵌入式、联网到智能化的三阶段演进。ARM首席应用工程师Blade Lin指出，ARM的Cortex-M系列结合Helium矢量扩展与Ethos-U系列NPU，可突破MCU在AI运算的限制。
ARM提供完整AI开发流程，从模型建立、训练、压缩、Vela编译，到在MCU或A-class处理器上以TFLite Micro或LiteRT部署，并透过CMSIS-NN最佳化核心与运算卸载机制提升效能。可针对不同平台，ARM提供Ethos-U驱动与Linux直驱等软件流程，支持TensorFlow、PyTorch、ONNX等框架，加速关键应用如人脸识别、物件侦测、语音关键词触发与异常检测。
搭配Kleidi运算函式库、ML Embedded Evaluation Kit与IoT参考设计平台，ARM能为OEM与生态夥伴建立高效能、低功耗且安全的边缘AI解决方案，推动端侧智能化应用的普及。
智能家庭、工业物联网与智能城市应用快速成长，市场对多协定支持、低功耗AI推论与高安全性设计的需求持续攀升。Silicon Labs Staff FAE林仕文指出，动态与并行多协定技术可让Zigbee、Thread、BLE等协定于单一平台上稳定共存，避免因切换造成的连线中断，并提升系统整体效能。
其搭载的AI/ML硬件加速器，能于端点实时完成语音识别、影像分析、传感数据推论等运算，降低云端依赖，兼顾低延迟与隐私保护。
安全性方面，平台支持安全启动、加密存储与OTA韧体验证，满足智能门锁、能源管理、医疗监测等对网安要求严格的场景。Silicon Labs亦提供完整的软件开发套件与范例专案，协助开发者快速部署跨协定且具智能化的物联网终端。林仕文强调，未来智能边缘将以「多协定融合＋端侧AI」为核心，加速多元装置间的无缝协作，推动物联网进入更高效能、更智能化的新阶段。
在论坛的座谈会环节中，以「边缘AI趋势下，MCU的机会与挑战」为题，由工研院南分院科技产业发展组专案组长黄建智主持，并邀请Skymizer行销长暨执行副总经理魏国章分享前瞻观察。
魏国章指出，当前已进入「软件定义」的时代，从汽车的Software Defined Vehicle、Skymizer专注的Software Defined AI Chip，到军事领域的Software Defined Battlefield，软件定义正全面重塑系统设计思维。随着Agentic AI兴起，MCU在AIoT中有望摆脱过去碎片化应用与标准不一的限制，重新找到定位—作为「神经末梢」负责感知与控制，核心任务是提供稳定、标准化的数据收集与传输能力，确保ground-truth data品质。
透过ZIPP、MQTT等标准通讯协议，MCU可形成模块化的LEGO式架构，快速组合部署。技术上，MCP能协调Agentic AI与MCU间的任务呼叫与数据处理，结合LPU等Edge AI加速元件，构筑分层协同架构。应用面涵盖人形机器人、智能家庭、穿戴装置、工厂制造、能源管理与车用电子，军工产业更因软件定义化而迎来供应链重组契机。
魏国章也强调，网安将是关键门槛，Zero Trust架构与不可伪造的Device ID将成标配。对台湾业者而言，突破点在于建立System-Level系统层级能力，从硬件制造延伸至系统设计与通讯协议优化，并培养system architect人才，积极接轨新型Edge AI平台。整体而言，MCU正从单点控制器跃升为Agentic AI前线节点，软件定义与模块化驱动新商业模式，为台湾在军工、智能制造、人形机器人与车用电子等高成长市场创造领先契机。
