MCU器件中國市場的發展如何？國產高性能RISC-V MCU介紹
MCU芯片是工控領域的核心部件，能實現數據收集、處理、傳輸及控制功能，下游應用包括自動化控制、電機控制、工業機器人、儀器儀表類應用等。
MCU芯片應用于眾多工業領域，大多數情況下4位MCU應用于計算器、汽車儀表、汽車防盜裝置、呼叫器、無線電話、CD播放器、液晶顯示控制器、液晶游戲機、兒童玩具、磅秤、充電器、胎壓儀、溫濕度計、遙控器和傻瓜照相機等；8位MCU應用于電表、電機控制器、電動玩具機、變頻冷氣機、呼叫器等等。其中，8位、16位單片機主要應用于一般的控制領域，一般不用操作系統。而16位MCU主要應用于行動電話、數碼相機和攝錄機等。
大多數32位MCU應用于Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub.Bridge、Router.工作站、ISDN電話、激光打印機及彩色傳真機；通常使用64位嵌入式操作系統進行網絡操作、多媒體處理等復雜處理的情況。工控的主要應用場景——工業機器人為例，為了實現工業機器人所需的復雜運動，需要對電機的位置、方向、速度和扭矩進行高精度控制，而MCU則可以執行電機控制所需的復雜、高速運算。
工業4.0時代下工業控制市場前景廣闊，催漲MCU需求。
根據Prismark統計，2019年全球工業控制的市場規模為2310億美元，預計至2023年全球工業控制的市場規模將達到2600億美元，年復合增長率約為3%。據悉，2020年中國工業控制市場規模達到2321億元，同比增長13.1%。2021年市場規模達到2600億元。
隨著中國智能制造的穩步推進，MCU規模持續提升，帶來更大的市場增量。截至2021年，工控對MCU產品需求規模達到26億元，預計至2026年，工業控制MCU市場規模達約35億元。
工控MCU芯片的應用場景
工控典型應用場景之一：通用變頻器/伺服驅動通用MCU/DSP可以搭配FPGA、預驅和IGBT，實現伺服電機驅動等功能。根據電機控制精度的不同要求，對MCU資源要求有所不同。通用變頻市場規模近 560 億元，同比增長 7%。
工控典型應用場景之二：伺服控制系統通用MCU/DSP可以搭配FPGA，實現伺服控制功能。通用伺服控制市場規模近233 億元，同比增長 35%。
工控典型應用場景之三：PLC通用MCU可以應用于可編程邏輯控制器（PLC），用于控制生產過程。PLC 市場規模近 158 億元，同比增長 21%；中國工業控制MCU市場體量為26億元，屬利基市場。在消費電子市場調整回落的時間段內，與汽車電子、醫療板塊共同成為MCU市場增長驅動力，這三塊領域也是未來各大MCU廠商爭奪的主陣地之一。
接下來就由我愛方案網為大家分享先楫半導體的幾款高性能工控RISC-V MCU芯片。
HPM6700/6400 系列產品是先楫半導體推出的高性能高實時 RISC-V MCU 旗艦產品，目前已經量產。與國際競品相比，HPM6700系列芯片單核運行主頻即可達到驚人的816MHz，在CoreMark跑分測試中，HPM6700獲得了9220的高分，成功刷新了國際MCU領域的性能記錄。
在具體性能方面，HPM6700/6400系列芯片采用RISC-V 內核，支持雙精度浮點運算及強大的 DSP 擴展，主頻頻率創下了MCU 性能新紀錄，是目前市場上高性能MCU的理想之選。此外，該系列芯片還配置了高效 L1 緩存和本地存儲器，加上 2MB 內置通用SRAM，極大避免了低速外部存儲器引發的性能損失。
HPM6700/6400系列芯片還擁有強大的多媒體支持能力和豐富外設接口，其適配的LCD顯示控制器可支持高達1366x768 60fps的八圖層RGB顯示支持，支持圖形加速功能，可支持雙千兆以太網，IEEE1588，雙目攝像頭。并具有4個獨立的pwm模塊，每個模塊可生成8通道互補PWM，及16通道普通PWM、3 個 12 位高速 ADC 5MSPS、1 個 16 位高精度 ADC 2MSPS、4 個模擬比較器等多個接口。
在安全性方面，HPM6700/6400系列芯片集成了 AES-128/256, SHA-1/256 加速引擎，支持固件軟件簽名認證、加密啟動和加密執行。
先楫半導體推出的HPM6300全系列產品采用晶心Andes D45 RISC-V內核，支持雙精度浮點運算。模擬模塊包括16bit-ADC，12-bit DAC和模擬比較器，配以多組納秒級高分辨率PWM，為馬達控制和數字電源應用提供強大硬件支持；通訊接口包括了實時以太網，支持IEEE1588，內置PHY的高速USB，多路CAN-FD及豐富的UART，SPI，I2C等接口。（已量產）
HPM6300的主頻達到648MHz, 并具有FFA協處理器，能實現FFT/FIR快速計算，具備3個16位的ADC、10/100M以太網等，適合工業自動化、電網等行業應用，如工業自動化領域的伺服驅動器、PLC、工業控制器，電網的DTU、斷路器等產品。
不僅在性能方面表現優異，HPM6300同時也是一款高性價比的產品，其高實時性、互聯性、16位ADC的特性，一經推出就獲得了自動化、電網、新能源客戶的認可。目前已在行業頭部客戶中導入產品設計，在FFT、AI推理性能上超越了傳統的DSP。
在工業領域，電機驅動是整個自動化的基礎應用，如用于CNC機床、機器人的伺服驅動器，用于新能源汽車的主驅、壓縮機驅動等。由于這些行業本身的發展和需求增加，對MCU提出了更高的要求，如高算力、高實時性、16位ADC、單芯片多軸控制等。
另外，HPM6300系列在功耗上進行了深度優化，對于電源管理域進行了更加精細的劃分，實現了低至1.5uA的待機功耗，及低至40mA的運行功耗（全速運行coremark，外設時鐘關閉），皆低于市場上同類國際品牌的功耗。
HPM6200是先楫半導體推出的高性能、高實時、高精度混合信號的通用微控制器系列，為精準控制而生，主要應用領域包括新能源，儲能，電動汽車，工業自動化等。（2023Q1量產）
與國際品牌T公司C2000相比，先楫半導體HPM6200系列CPU性能實現了超越。HPM6200主頻600MHz，而C2000在200MHz以內；
對比國際品牌S公司的G4系列，HPM6200系列在CPU性能、16位ADC、PLA等性能和功能上實現超越。
性能方面，HPM6200系列芯片主頻達到600MHz， 是RISC-V 單雙核處理器，帶有FPU和DSP，內置4 組8通道增強型 PWM 控制器（8ch/組），提升了系統控制精度，可實現單芯片控制多軸電機或者單芯片實現復雜拓撲的數字電源。同時配備了可編程邏輯陣列 PLA， 3 個 2MSPS 16 位高精度 ADC， 16個模擬輸入通道以及4 個模擬比較器和 2 個 1MSPS 12 位 DAC。
此外，HPM6200系列還具備多種通訊接口：1 個內置 PHY 的高速 USB，多達4路CAN-FD， 4 路 LIN 及豐富的 UART、 SPI、I2C 等。
