从边缘AI到CRA网安要求：意法半导体STM32的产品与技术发展
- 陈诗函／台北
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从边缘AI运算、工业设备控制，到图形界面与联网产品网安，微控制器（MCU）及微处理器（MPU）需要兼顾的功能愈来愈多。全球半导体领导厂商意法半导体（STMicroelectronics； ST）的STM32产品线，也持续扩展运算效能、低功耗设计、联网功能及安全防护能力。
ST自2007年推出采用ARM Cortex-M3核心的STM32F1系列以来，已逐步发展出涵盖不同效能与应用需求的MCU与MPU产品。目前，STM32累计出货超过150亿颗，客户超过10万家。
近年ST推出的STM32N6、STM32U3、STM32C5及STM32MP2等系列，分别着重于AI硬件加速、超低功耗、入门级运算效能与工业级应用。同时，开发工具、无线联网模块、图形处理及马达控制软件也陆续更新。随着欧盟《网络韧性法》（Cyber Resilience Act；CRA）的通报义务于2026年9月开始适用，产品网安设计与后续维护也成为开发者必须考量的重要工作。
从边缘AI运算、工业设备控制，到图形界面与联网产品网安，微控制器（MCU）及微处理器（MPU）需要兼顾的功能愈来愈多。全球半导体领导厂商意法半导体（STMicroelectronics； ST）的STM32产品线，也持续扩展运算效能、低功耗设计、联网功能及安全防护能力。
ST自2007年推出采用ARM Cortex-M3核心的STM32F1系列以来，已逐步发展出涵盖不同效能与应用需求的MCU与MPU产品。目前，STM32累计出货超过150亿颗，客户超过10万家。
近年ST推出的STM32N6、STM32U3、STM32C5及STM32MP2等系列，分别着重于AI硬件加速、超低功耗、入门级运算效能与工业级应用。同时，开发工具、无线联网模块、图形处理及马达控制软件也陆续更新。随着欧盟《网络韧性法》（Cyber Resilience Act；CRA）的通报义务于2026年9月开始适用，产品网安设计与后续维护也成为开发者必须考量的重要工作。
边缘 AI：从神经网络加速到低功耗运算
STM32N6是ST高效能STM32 MCU产品系列，搭载时脉最高800MHz的ARM Cortex-M55处理器。其中，STM32N6x7型号内建ST自行开发的Neural-ART神经网络加速器（NPU），运作时脉最高1GHz，运算能力可达600GOPS，主要用于电脑视觉与音讯等应用的实时神经网络推论。
STM32N6也整合影像信号处理器（ISP）及MIPI CSI-2摄影机界面，影像数据经过处理后，可透过直接存储器存取（DMA）传送至NPU，减少主处理器的数据搬移负担。
在低功耗产品方面，STM32U3是首款采用近阈值设计的STM32 MCU，透过降低晶体管运作电压来减少动态功耗。ST公布其运算能源效率最高达117 CoreMark/mW，约为前一代产品的5倍。其中，STM32U3B5/U3C5进一步整合硬件信号处理器（HSP），可加速数码信号处理（DSP）及边缘AI运算。
入门级MCU则由STM32C5带来不同的效能选择。这个系列采用ST的40 nm制程与ARM Cortex-M33核心，内建Flash存储器容量从128 KB起跳，最高达1MB。相较于常见的Cortex-M0/M23入门级产品，STM32C5让成本敏感型应用也能采用效能更高的处理器架构。
工业MPU：运算效能与长期支持
对于需要执行Linux、图形界面或较复杂数据处理的工业设备，ST提供STM32MP2微处理器系列。
STM32MP2采用64位元ARM Cortex-A35架构，最高运作时脉达1.5 GHz，并搭配 Cortex-M33处理实时控制工作。依据系统启动架构，Cortex-M33也可担任可信任网域（Trusted Domain），负责隔离关键资源，以及管理Cortex-A35的启动与重置。
其中，STM32MP25内建最高1.35 TOPS的NPU，可支持物件侦测、影像分类与姿态识别等边缘AI应用。STM32MP23则提供最高0.6 TOPS的神经网络加速能力，并透过部分脚位兼容的封装选择，让开发者能依照运算需求调整产品设计。
长期可靠度也是工业设备选择MPU时的重要条件。STM32MP2支持-40°C至125°C的接面温度范围，ST也公布了与工业应用长期运作相关的可靠度规格。供货部分，相关产品纳入ST的10年长期供货计划。
软件维护同样是工业系统生命周期的重要环节。ST于2025年推出STM32MP23时，宣布将每个OpenSTLinux发行版本的维护支持期间由两年延长至5年，让开发者能在较长时间内取得软件修正与安全性更新。
开发工具与无线联网
STM32的软件开发环境也持续更新。伴随STM32C5推出的新一代硬件抽象层HAL2，针对驱动程序的程序码大小及资源使用进行最佳化。ST同时推出可用于量产专案的范例程序，方便开发者参考、修改及整合至自己的应用。
在AI模型开发，ST Edge AI Developer Cloud提供在线模型分析、最佳化及效能测试功能。开发者可透过 ST的实体开发板资源线上执行测试，取得模型的推论时间及存储器使用量，无须事先准备所有目标硬件。
无线联网的方案，ST67W611M1是ST与Qualcomm Technologies合作开发的Wi-Fi 6与Bluetooth LE 5.4 模块。模块搭载 Qualcomm Technologies的多协定网络协同处理器，可与STM32 MCU搭配使用，减少开发者自行处理无线通讯协定及射频设计的工作。
ST67W611M1已于2025年进入量产，并取得多项无线通讯认证。除了Wi-Fi 6与Bluetooth LE 5.4，目前也已透过X-CUBE-MATTER支持Matter over Wi-Fi；Matter over Thread则依ST公布的规划，预计于2027年第1季透过软件更新支持。
第三方开发工具也持续支持STM32。IAR Embedded Workbench提供经TÜV SÜD认证的功能安全版本，可搭配STM32CubeMX 进行专案开发，并支持VS Code开发环境。其C-STAT静态程序码分析工具可检查MISRA C、CERT C等程序码规范。
图形界面：MCU支持更丰富的视觉效果
ST透过图形硬件加速器与存储器设计，让MCU能支持更多原本常见于高端微处理器系统的图形效果。
STM32U5F9/U5G9搭载NeoChromVG图形处理器，是首批支持硬件加速矢量图形运算的STM32 MCU，可直接处理SVG图形与矢量字型。相较于大量使用点阵图素材，矢量图形有助于减少部分图形资产的存储需求，并支持缩放、旋转等视觉效果。
针对圆形屏幕，ST的Chrom-GRC技术可减少非显示区域占用的画面缓冲存储器，ST表示可节省超过 20%。
另一项进展是STM32H5E5/H5F5所搭载的 Chrom-ART2图形加速器。这些MCU内建1.5 MB SRAM，使用内部存储器时可支持最高VGA（640 × 480）分辨率，搭配外部存储器则可支持最高1024 × 600分辨率。实际可达的分辨率与存储器需求，仍取决于显示设定及系统配置。
上述图形加速功能可搭配ST的TouchGFX开发软件，应用于智能家电、工业控制面板及其他需要图形化操作界面的设备。
马达控制：无位置传感器的零转速全扭矩技术
在马达控制应用中，准确掌握转子位置，是控制启动方向、转速与扭矩的重要条件。传统无传感器控制通常依靠马达运转时产生的电气信号估算位置，因此在静止或极低转速下较难取得准确信息。
这项限制对需要高启动扭矩的产品尤其重要，例如电动工具、家电、电动自行车及园艺设备。
ST推出的STM32 ZeST（Zero Speed Full Torque）演算法，搭配高灵敏度观测器（High-Sensitivity Observer，HSO），可让永磁同步马达在不使用转子位置传感器的条件下，实现零转速全扭矩控制。
这套软件控制技术可在马达运转过程中估算电气参数，并依据运作状态调整控制。根据ST公布的技术数据，相关演算法有助于改善低速控制、降低启动峰值电流与噪音，并减少使用实体位置传感器的需求。
HSO已自STM32马达控制软件开发套件MCSDK 6.2版起获得支持，同一版本也增加STM32G4双马达控制功能。STM32 ZeST则目前仅向特定客户开放。
产品网安：从芯片安全功能到CRA法规责任
欧盟《网络韧性法》（CRA）的通报义务已于2026年9月11日开始适用。依CRA的过渡规定，通报义务适用于落入法规范围的产品，也涵盖在主要产品要求全面适用前已投入市场的相关产品。
当制造商得知产品存在遭主动利用的漏洞，或发生影响产品安全的重大事件时，必须依规定于24小时内提出初步预警，并于72小时内提交通报。此外，还须依事件类型提交最终报告：针对遭主动利用的漏洞，期限为相关矫正或缓解措施可用后14日内；针对重大事件，则为提交通报后一个月内。CRA的主要产品网安要求则将自2027年12月11日起适用。
在芯片安全功能上，STM32N6、STM32U3及STM32H5E5/H5F5等产品已将SESIP Level 3与PSA Certified Level 3列为相关安全认证目标。实际认证状态及适用的软硬件配置，仍须依各产品的官方认证数据确认。
以STM32U3为例，ST采用安全存储器保护秘密金钥，并在芯片出厂前写入装置验证凭证，降低制造过程中处理敏感信息的复杂度。这些设计可作为终端产品制造商因应欧盟无线电设备指令（RED）及CRA网安要求时的技术资源。
不过，芯片具备安全功能或相关认证，并不代表采用该芯片的终端产品已符合CRA。产品风险评估、符合性声明、漏洞处理及上市后安全维护，仍须由终端产品制造商依适用法规承担责任。
