占据 82% 市场份额的 5 大 MCU 巨头产品矩阵梳理

mizhongquan

5 大 MCU 巨头市场份额合计高达 82%

根据 IC insight 数据，2021 年全球 MCU 市场，恩智浦、microchip、瑞萨、意法半导体、英飞凌排名 Top5，市场份额合计高达 82%，均为欧美日企业。本文将统计梳理这五家巨头的 MCU 产品矩阵，以期为电子行业人士提供更多参考。


数源 | IC insight

01
恩智浦

恩智浦作为全球 MCU 市场份额排名第一的公司，产品矩阵非常丰富：LPC、I.MX RT、Kinetis、MCX、S32 汽车平台以及其他传统 MCU 系列等，其中 Kinetis 系列是原飞思卡尔旗下，2015 年被恩智浦收购。

LPC
32 位 MCU，采用 Arm 内核，最高工作频率 8-220MHz，从低端的 LPC800 系列，到中高端的 LPC5500 系列，为客户提供了不同的选择。其中 LPC800 系列基于 Arm Cortex-M0+ 架构，低成本，主打低功耗、节省空间和 Low-pin-count 概念，而 LPC5500 系列是高性能产品，基于 Arm Cortex-M33 架构，高级安全功能，并通过 Arm TrustZone-M 保护资产，其 LPC55S6x 家族还扩展了协处理器（采用 Arm Cortex-M33，运行频率高达 100 MHz）。
可应用于：电机控制、楼宇自动化、智能家居、监控、通讯设施、工业控制、汽车电子等。


数源 | 恩智浦官网

I.MX RT
32 位 MCU，采用 Arm Cortex-M 内核，是恩智浦跨界 MCU，具有前所未有的性能、可靠性、高水平的集成度及安全性，推动工业、物联网和汽车应用发展。
恩智浦跨界处理器及 MCU 将一般 MCU 的简单性与应用处理器的复杂性结合到一款混合器件中，其设计目标是满足消费者对智能型、安全型的高性能产品日益增长的需求。
I.MX RT 开创 GHZ MCU 时代,其中 I.MX RT1180 采用 Arm Cortex-M7 @800MHz+Cortex-M33 @240MHz, I.MX RT1170 采用 Arm Cortex-M7 @1G+Cortex-M4 @400MHz。

可应用于：音频子系统、支持语音物联网设备、汽车图形应用和电子控制器、家庭及楼宇自动化、工业计算设计、机器学习的边缘应用、电机控制等。


图源 | 恩智浦官网

Kinetis
原飞思卡尔产品，32 位 MCU，采用 Arm Cortex-M 内核，在 2010 年开始推出，其括家族系列包括：Kinetis K/L/E/V/EA/M/W，最高工作频率 20-240MHz。


数源 | 恩智浦官网

MCX
32 位 MCU。恩智浦凭借 20 多年来业界领先的 Kinetis 和 LPC 产品组合的实力，推出的新一代可扩展、安全且以开发人员为中心的 MCU,于 2022 年 6 月推出。
MCX 产品组合基于 Arm Cortex-M 内核，支持广泛的工业和物联网应用。同时，提供了更强的存储可扩展性，且封装选项广泛。
全新简化系统设计可提供优化的开发支持，提供智能外设，赋能机器学习、无线、语音、电机控制、模拟等智能边缘应用。恩智浦 2022 年 11 月推出 MCX N 系列中的首批产品：MCX N94x 和 MCX N54x。该产品组合首次集成了恩智浦用于加快边缘推理的新型专业神经处理单元(NPU)，与单独的 CPU 内核相比，可提供高达 30 倍的机器学习吞吐量提升。


数源 | 恩智浦官网

S32 汽车平台

32 位 MCU，面向汽车和工业应用，提供可平衡高性能和高功效的架构，旨在应对当前和未来的连接、功能安全和信息安全挑战。S32 Design Studio 是整个解决方案的一部分，其中包含完整的汽车级 SDK，具有底层驱动程序和生态合作体系支持。

01
S32K 系列


基于 Arm Cortex-M 内核的可扩展、低功耗 MCU，具有高级功能安全、信息安全和软件支持，适用于工业和汽车 ASIL B/D 车身、区域控制和电气化应用。
02
S32R 系列




采用 2 个 Power PCZ7 内核、1 个锁步 Power PC Z4 内核， S32R 系列提供安全可靠的雷达处理，集功能安全、硬件安全、高性能实时处理和专用雷达处理加速于一身。恩智浦雷达产品组合提供可扩展的解决方案，适用于角雷达、前雷达和 4D 成像雷达等用例。
值得一提的是，恩智浦还有很多传统经典的 MCU 系列产品，如采用 POWER 内核的 MPC 系列、采用自研内核的 HC05 / HC08 / HC11 / HC12 / HC16 / RS08 系列、Arm 内核的 MAC 系列等。

02
瑞萨电子

瑞萨电子 MCU 产品有 RL78 系列、RA 系列、RX 系列、RH850 系列、Renesas Synergy 平台MCU系列等。其中：
RL78 系列定位低功耗，具有低成本、占用空间小、广泛产品组合等特点；
RX 系列定位性能，具有行业领先性能，主要面向电机控制、工业接口等应用；
RA 系列定位安全，具有顶级安全实施，灵活的软件封装和生态系统以及增强的 Cap Touch 功能；
RH850 系列是专门面向汽车领域的 MCU 产品。


图源 | 瑞萨官网

RL78
8/16 位 MCU，采用 RL78 内核，CISC 指令集，有 4 个产品群(通用/LCD/ASSP/Automotive)，最高工作频率 16-44MHz。RL78 系列具有：
①业界领先的低功耗特性，正常工作期间功耗为 41μA/MHz，时钟功耗为 0.355μA，大幅提高了电源效率。
②内置特性，如高精度（±1%）高速片上振荡器、可重写 100 万次的后台操作数据闪存、温度传感器和用于多个电源的接口端口，有助于降低系统成本和尺寸。可应用于：低功耗蓝牙、SubGHz 无线通信、电机控制、工业通信、基于 LoRa 解决方案、FOTA 解决方案、快速解决方案等。

RA
32 位 MCU，采用 Arm Cortex-M23、M33、M4 内核，有 4 个产品群（RA2/RA4/RA6/计划发布 RA8），最高工作频率 60-240MHz。
RA系列可提供强大的嵌入式安全功能、卓越的 CoreMark 性能和超低的运行功率，相比竞争对手的 Arm Cortex-M MCU 具有重大优势。
PSA 认证可为客户提供信心和保障，帮助其快速部署安全的物联网端点和边缘设备，以及适用于工业 4.0 的智能工厂设备。可应用于：低功耗蓝牙、环境感知、家用电器功能安全、LoRa解决方案、电机控制、物联网安全、工业自动化功能安全。


图源 | 瑞萨官网

RX
32 位 MCU，采用 RXv1、RXv2、RXv3 内核，最高工作频率 32-240MHz。有 4 个子系列：具有最优性能和最强功能的旗舰 RX700 系列；优秀性能和丰富产品阵容的标准主流 RX600 系列；完美兼具电源效率和高性能的 RX200 系列；和具有极低功耗的入门级 RX100 系列。可应用于：电机控制、电容式触摸、工业自动化的功能安全、GUI 解决方案、物联网安全、工业网络、语音识别解决方案、云连接、蓝牙解决方案等。


图源 | 瑞萨官网

RH850
32 位汽车 MCU，采用 RH850、G3M、G3MH、G3KH、G4MH等内核，最高工作频率：80-400MHz，提供一系列 CPU 内核结构（单、多、锁步及其组合），以支持高性能和高可靠性要求。
RH850 系列在各种可扩展的产品中提供高性能和极低的功耗，提供汽车应用所需的丰富的功能安全和嵌入式安全功能。
RH850 系列采用瑞萨电子 40 纳米工艺，这是业界首创，具有强大的功能特性以及经济高效的定价。
可应用于：HEV/EV 电机控制、仪表板、动力总成、车身、底盘。

Renesas Synergy 平台
32 位 MCU,采用 Arm Cortex-M0+、M23、M4，拥有 4 子系列：S1/S3/S5/S7，最高工作频率：32-240MHz。凭借颠覆性的 Synergy 平台，能够从应用程序编程接口(API)层开始开发，方便设计工程师将创造力集中在自身应用程序的差异化上，缩短产品上市时间，降低成本，并消除准入壁垒。

数源 | 瑞萨官网
另外，瑞萨电子基于 RISC-V 架构，还开发了 ASSP EASY MCU 产品 R9A02G020，主要用于电机控制。

03
意法半导体

意法半导体是全球最大的 Arm 架构 MCU 厂商，主要有自研内核的 STM8 系列和 Arm Cortex-M 内核的 STM32 系列，其中 STM32 产品已成为业内经典。

STM32
32 位 MCU，基于 Arm Cortex-M 内核，最高工作频率 32-790MHz, 包括一系列产品，集高性能、实时功能、数字信号处理、低功耗/低电压操作、连接性等特性于一身，同时还保持了集成度高和易于开发的特点，提供了大量工具和软件选项以支持工程开发，使该系列产品成为小型工程或端到端平台的理想选择。
STM32 系列采用行业标准内核，其中 STM32F7 采用 Arm Cortex-M7 高端内核，STM32H7 采用 Arm Cortex-M7、Cortex-M4 双核。

图源 | 意法半导体官网

STM8
8 位 MCU，基于 STM8 自研内核，最高工作频率 24MHz。该平台采用意法半导体专有的 130nm 嵌入式非易失性存储器技术制造而成，增强型堆栈指针操作、高级寻址模式和新指令让用户能够实现快速、安全的开发。
STM8 平台支持产品系列：STM8S、STM8L、STM8AF（车规）、STM8AL（车规）、STM8T。其中 STM8T 利用 ProxSense 电荷转移电容采集原理，支持各种应用，从基本的单点触控（包括接近感应）到能够管理 300 个触点或通道的高级矩阵。接近检测范围最多可至 20cm，并且容性电极可由简单的导电材料制成，例如铜垫或导电 ITO 层。

图源 | 意法半导体官网

04
微芯科技

微芯科技的 8 位 MCU 是其主力特色，如 PIC 系列、AVR 系列。公司 2016 年收购 Atmel 后，补充了 32 位 MCU 实力，如 SAM 系列。根据IC insight数据，2021 年微芯科技的全球 MCU 市场份额高达 17.8%，仅次于恩智浦。

PIC
分为 8/16/32 位，其 中8/16 位基于自研 PIC 内核,32 位基于 MIPS、Arm 内核。
该系列 MCU 出货量处于行业领先地位，具有高速度、低电压、低功耗、大电流 LCD 驱动能力和低价位 OTP 技术。
该系列 MCU 不是单纯的功能堆积，而是以多型号来满足不同层次的需要，具有强大的架构、灵活的存储技术和通信模式，包括 SPI、I2C、ART、CAN、USB、以太网、内部集成图片、触摸传感器和其他电路、AMID 转换器等。
另外，PIC MCU 还具有低功耗睡眠功能、掉电复位锁定、上电复位电路、看门狗电路等功能，而且外围器件少、占用空间小，成本低，保密技术可靠，可最大限度地保护开发者的利益。
主要用于电机、医疗、家电、有线连接、汽车领域、电池管理方案、智能能源等,正在进入智能手机、音频配件、视频游戏外设和先进医疗设备等新应用。

SAM
由 ATMEL 推出，2016 年被微芯科技收购。32 位 MCU，基于 Arm Cortex-M 内核，提供性能、电源效率和设计灵活性的独特组合。SAM 系列提供各种高级外设，使其成为开发各种 32 位嵌入式应用的绝佳选择。这些外设包括增强型外设触摸控制器、低功耗外设、高效事件系统和一组丰富的高性能模拟功能。SAM S7X/E7X/V7X 采用 Arm Cortex-M7 高端内核。

可应用于：汽车、网络通信、功能安全、显示、电机控制等。

AVR
主要为 8 位 MCU，采用自研 AVR 内核，由 ATMEL 推出，2016 年被微芯科技收购。

01
ATtiny 系列
该系列配备高速集成模拟、基于硬件的内核独立外设和低功耗性能，适用于高效的实时控制和传感器节点应用。
02
AT90 系列
该系列通过在单个时钟周期内执行强大的指令，该器件可实现接近 1MIPS/MHz 的吞吐量，从而平衡功耗和处理速度。
03
ATmega 系列
该系列承袭了 AT90 所具有的特点，并在 AT90 的基础上，增加了更多的接口功能，而且在省电性能、稳定性、抗干扰性以及灵活性方面考虑得更加周全和完善，是针对需要加额外外围电路设计的理想选择。
04
ATxmega 系列
该系列是 ATmega 8 位的升级产品，主要在高集成度和低功耗使用。
05
AVR DD 系列
该系列以 AVR 架构的低功耗性能为基础，提供世界一流的内核独立外设和满载智能模拟产品组合，专为多电压模拟应用而设计。该系列具有全面的功能集，包括多电压输入/输出，非常适合复杂应用或作为具有多个电源域的复杂设计的配套 MCU。其灵活性非常适合工业控制、家用电器、汽车、物联网和其他应用中的实时控制功能。
06
AVR DB 系列
该系列信号调理功能的绝佳选择，具有三个片上运算放大器。适用于低延迟控制应用和电容式触摸用户界面。
07
AVB DA 系列
该系列高存储器密度使其非常适合有线和无线通信堆栈密集型功能。
值得一提的是，之前 ATMEL 旗下的 MCU 产品还有 AT89 系列（8 位，80C51/80C51 内核）、AT91 系列（32 位，Arm7 内核）以及 32 位 AVR 内核的相关产品。

CEC
32 位 MCU，基于 Cortex-M4/M4F 内核，最高工作频率 48/96MHz。设计强大、互联和安全的系统，防止软件、硬件、知识产权以及数据和通信服务被盗。家族产品包括 CEC173x、CEC1712 和 CEC1702 系列，可实现先进的底层硬件安全信任机制、不可变身份和实时安全性，以确保系统中的硬件和固件的实时安全。

可应用于：数据中心、5G、通信、网络和工业设备等互联产品。

05
英飞凌
英飞凌的 MCU 产品广泛应用在汽车方向，在 2020 年英飞凌收购了塞普拉斯之后，MCU 产品矩阵新增了 PSOC 和 TRAVEO 等系列，丰富了其在车身控制、网关、信息娱乐、智能家居、可穿戴设备等方面的应用。

AURIX
32 位 MCU，基于 TriCore 架构。1999 年，英飞凌推出了第一代 AUDO（automotive unified processor）系列。这款 TriCore MCU 在单个 MCU 中集成了一个微控制器、一个 RISC 处理器内核和一个 DSP，是一款计算能力强的产品。

目前，该产品系列发展到第六代 TriCore，得益于卓越的实时性能，以及嵌入式安全和安全功能，TriCore 系列适用于各种汽车应用平台，包括内燃机控制、纯电动和混合动力汽车、变速器控制单元、底盘域、制动系统、电动转向系统、安全气囊、联网和高级驾驶辅助系统，并推动着自动化，电动化以及网联化的发展。AURIX 系列还适用于工业应用领域，在优化电机控制应用和信号处理方面非常具有领先性。

01
AURIX TC2xx 系列
该系列基于单核和多核 32 位 TriCore CPU，满足最高安全标准，同时提高性能。使用AURIX平台，汽车开发人员将能够通过一个MCU平台控制动力总成和安全应用。与经典锁步架构相比，使用 AURIX进行开发需要更少的努力来实现 ASIL-D 标准。
02
AURIX TC3xx 系列
该系列将性能与强大的安全架构相结合，使该系列成为汽车应用的理想选择。该系列采用高达六核的高性能架构，具有先进的连接性、安全性和功能安全特性，非常适合广泛的汽车和工业应用领域。除了发动机管理和变速箱控制外，动力总成应用还包括电动和混合动力驱动中的新系统。高性能和强大的安全架构相结合，使该系列非常适合支持更高水平自动驾驶的域控制和数据融合应用。

MOTIX 嵌入式电源 IC
32 位 MCU，基于 Arm Cortex-M0/M3 内核，最高工作频率 40MHz。MOTIX 嵌入式电源 IC 在单芯片上集成了非易失性闪存、模拟和混合信号外设、通信接口以及继电器、半桥或全桥直流和 BLDC 电机应用所需的驱动级，小封装尺寸和外部元件数量少。（器件名以 TLE98 开头）

该系列产品具有电流控制输出级、灵活的充电和放电电流设置以及多种诊断功能的桥式驱动器优化系统。这些高度集成的产品可节省空间和能源，通过先进的诊断功能提高整体系统可靠性，并通过最少的组件数量降低总体成本。非常适合各种电机控制应用，此类应用包括车窗升降、天窗、雨刮器、辅助泵、HVAC 风扇和发动机冷却风扇等。

XMC
32 位 MCU，基于 Arm Cortex-M 内核，应用于：电力转换、工业、楼宇自动化、运输、家电等，有如下子系列：

01
XMC1000 系列
该系列基于Arm Cortex-M0，最高工作频率48MHz，应用于电动工具/电动自行车的电机控制、I/O模块、看门狗、照明电源、无线充电等。
02
XMC4000 系列
该系列基于Arm Cortex-M4，最高工作频率144MHz，应用于电机控制、位置检测、I/O设备、HMI、太阳能逆变器、开关电源、不间断电源、无线充电、感知与控制等。其中XMC4300和XMC4800器件是首款高度集成的基于Arm Cortex-M的MCU，集成了EtherCAT功能，将实时以太网通信提升到无与伦比的水平。
03
XMC7000 系列
该系列基于单核或双核Arm Cortex-M7和Cortex-M0+，最高工作频率350MHz，应用于电机控制、工业驱动、机器人、BMS、PLC、电动汽车充电、电动两轮车等。

PSoC
32 位 MCU，世界上唯一的可编程嵌入式片上系统解决方案，基于 Arm Cortex-M 处理器、高性能可编程模拟单元、基于 PLD 的可编程数字单元、可编程互连和路由功能以及 CapSense。在 Wifi、BlueTooth、BLE等应用场景上做的很出色，毕竟有博通导入的一些 wifi、Bluetooth 的底子（2016 年，Cypress 收购了博通的 Wi-Fi、蓝牙和 Zigbee 无线技术）。

PSOC 作为 SOC 产品在集成方面有很大优势，比如 CapSense、ble、wifi，当然最大的特点在于 Programmable SOC，能基于硬件资源进行类似FPGA的硬件编程，通过UDB技术实现一些自定义的端口。PSoC 家族涵盖 PSoC4 和 PSoC6 两个主流系列。适用于广泛的消费类应用，包括智能家居、可穿戴设备和个人医疗器械。

01
PSOC1 系列
8 位 MCU，采用英飞凌专有的 8 位 M8C 内核，最高工作频率24MHz。世界上首款可编程嵌入式片上系统，在单个芯片上集成了可配置的模拟和数字外设功能、存储器和微控制器。为系统设计人员提供模拟集成、灵活的 IO 路由以及可配置的模拟和数字外设。这使设计人员能够快速设计系统并即时进行更改，同时节省 BOM 成本和开发时间。
02
PSOC3 系列
8 位 MCU，基于 8051 内核，最高工作频率 67MHz。在 PSOC1 基础上集成高精度 20 位分辨率模拟，超低功耗，具有业界最宽的电压范围，采用芯片级封装，允许在空间受限的小型应用（如可穿戴设备、健身产品和移动设备）中进行灵活设计。
03
PSOC4 系列
32 位 MCU，基于 Arm Cortex-M0/MO+ 内核，最高工作频率48MHz。模拟传感器、电容式触控和无线连接等功能都已被集成和优化，可供直接使用。该产品组合中的大多数器件都具备面向电容式感应应用的英飞凌 CapSense 技术。PSoC 4 产品组合其他重要功能包括：通过可编程模拟单元定制的模拟前端，以及  USB、CAN 和低功耗蓝牙等有线和无线连接选项，使得 PSoC4 拥有业界最灵活、可扩展的低功耗混合信号架构。
04
PSOC5 系列
32 位 MCU，基于 Arm Cortex-M3 内核，最高工作频率 80MHz，PSoC5 提供卓越的性价比、降低系统成本并简化系统设计。
05
PSOC6 系列
32 位 MCU，基于 Arm Cortex-M0+/M4F 双核的设计，最高工作频率 150MHz，PSoC6 产品系列基于超低功率架构，MCU 采用低功率设计技术，非常适用电池供电应用。利用其双核，结合可配置内存和外设保护单元，PSoC6 可实现Arm平台安全架构定义的最高级别保护。PSoC6 采用最新一代行业领先的 CAPSENSE 电容性感测技术，可实现稳定且可靠的现代触摸手势界面。PSoC 6 MCU 搭配英飞凌 AIROC Wi-Fi、AIROC 蓝牙或 AIROC 二合一无线模块，是适用于安全、低功耗、特性丰富的物联网产品的完美解决方案。
06
PSoC Analog Coprocessor 系列
32 位 MCU，基于 Arm Cortex-M0+ 内核。通过提供可扩展且可重新配置的架构来简化基于传感器的系统的设计，该架构集成了可编程模拟前端和信号处理引擎（32 位 Arm Cortex-M0+），可在软件中校准和调整 AFE。使设计能够通过串行通信接口将聚合、预处理和格式化的传感器数据发送到主机处理器。为智能烟雾探测器等基于传感器的系统轻松创建小型低成本可编程模拟协处理器。
07
PSoC Automotive Multitouch 系列
分为 Gen6 和 Gen7，利用业界最广泛的电容式触摸 IP 产品组合，为汽车触摸屏提供新的性能标准。

另外，英飞凌的官网上 PSoC 家族中还出现了 PSoC Fingerprint 子系列，基于 Arm Cortex-M0+ 内核，但未呈现更多信息。

TRAVEO

32 位 MCU,基于 Arm Cortex-M 内核，提供高性能、增强型人机界面、高安全性、实时性能和高级网络协议。该系列支持最新的车载网络，提供针对最小内存占用进行优化的高性能图形引擎，并嵌入专用功能以提高汽车中的数据安全性。TRAVEO T1G 系列以成功的 FR81S 和 FCR4 系列为基础。TRAVEO T2G 系列以成功的 TRAVEO T1G 系列为基础。

01
TRAVEO T1G 系列
基于单核和双核操作的Arm Cortex-R5F内核，专为电气化、HVAC、照明、汽车仪表盘显示器等汽车应用量身定制。
02
TRAVEO T2G 系列
基于Arm Cortex-M4（单核）/M7（单核/双核）内核，专为电气化、车身控制模块、电机控制、网关和信息娱乐应用等广泛的汽车应用量身定制。

FM
32  位  MCU，基于  Arm Cortex-M 内核。该产品组合有如下子系列：

01
FM0+ 系列
32 位 MCU，基于 Arm Cortex-M0+，分为 S6E1C、S6E1A 系列，最高工作频率 40.8MHz。专为超低功耗和成本敏感型应用而设计，例如白色家电、传感器、仪表、HMI 系统、电动工具和物联网电池供电或可穿戴设备。
02
FM3 系列
32 位 MCU，基于 Arm Cortex-M3，分为如下 12 个子系列，最高工作频率 144MHz。提供集成外设，如多个电机控制定时器、高速 ADC 和各种通信接口。
03
FM4 系列
32 位 MCU，基于 Arm Cortex-M4，分为 S6E2C、S6E2G、S6E2H、CY9BFx6xM/N/R、CY9BFx6xK/L 系列，最高工作频率 200MHz，支持各种片上外设。该产品组合提供工业 4.0 所需的低延迟、可靠的机器对机器通信，适用于电机控制、工厂自动化和家用电器应用。

英飞凌的产品矩阵非常丰富，除了上述产品之外，还有许多传统 MCU 产品，如 C500，C166-， XC166-，AUDO1 等系列，涉及 8/16/32 位。