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MCU芯片是指微控制單元（MicrocontrollerUnit；MCU），又稱單片微型計算機(jī)或者單片機(jī)，是把中央處理器的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存、計數(shù)器、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機(jī)，為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。
MCU芯片是工控領(lǐng)域的核心部件，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、處理、傳輸及控制功能，下游應(yīng)用包括自動化控制、電機(jī)控制、工業(yè)機(jī)器人、儀器儀表類應(yīng)用等。
MCU芯片應(yīng)用于眾多工業(yè)領(lǐng)域，大多數(shù)情況下4位MCU應(yīng)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(jī)、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(jī)等；8位MCU應(yīng)用于電表、電機(jī)控制器、電動玩具機(jī)、變頻冷氣機(jī)、呼叫器等等。其中，8位、16位單片機(jī)主要應(yīng)用于一般的控制領(lǐng)域，一般不用操作系統(tǒng)。而16位MCU主要應(yīng)用于行動電話、數(shù)碼相機(jī)和攝錄機(jī)等；大多數(shù)32位MCU應(yīng)用于Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub.Bridge、Router.工作站、ISDN電話、激光打印機(jī)及彩色傳真機(jī)；通常使用64位嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作、多媒體處理等復(fù)雜處理的情況。以工控的主要應(yīng)用場景——工業(yè)機(jī)器人為例，為了實現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人所需的復(fù)雜運(yùn)動，需要對電機(jī)的位置、方向、速度和扭矩進(jìn)行高精度控制，而MCU則可以執(zhí)行電機(jī)控制所需的復(fù)雜、高速運(yùn)算。
工控MCU芯片發(fā)展情況
工業(yè)4.0時代下工業(yè)控制市場前景廣闊，催漲MCU需求。
根據(jù)Prismark統(tǒng)計，2019年全球工業(yè)控制的市場規(guī)模為2310億美元，預(yù)計至2023年全球工業(yè)控制的市場規(guī)模將達(dá)到2600億美元，年復(fù)合增長率約為3%。據(jù)悉，2020年中國工業(yè)控制市場規(guī)模達(dá)到2321億元，同比增長13.1%。2021年市場規(guī)模達(dá)到2600億元。
 
隨著中國智能制造的穩(wěn)步推進(jìn)，MCU規(guī)模持續(xù)提升，帶來更大的市場增量。截至2020年，工控對MCU產(chǎn)品需求規(guī)模達(dá)到26億元，預(yù)計至2026年，工業(yè)控制MCU市場規(guī)模達(dá)約35億元。
工控MCU芯片的應(yīng)用場景
工控典型應(yīng)用場景之一：通用變頻器/伺服驅(qū)動通用MCU/DSP可以搭配FPGA、預(yù)驅(qū)和IGBT，實現(xiàn)伺服電機(jī)驅(qū)動等功能。根據(jù)電機(jī)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(guī)模近 560 億元，同比增長 7%。
工控典型應(yīng)用場景之二：伺服控制系統(tǒng)通用MCU/DSP可以搭配FPGA，實現(xiàn)伺服控制功能。通用伺服控制市場規(guī)模近233 億元，同比增長 35%。
工控典型應(yīng)用場景之三：PLC通用MCU可以應(yīng)用于可編程邏輯控制器（PLC），用于控制生產(chǎn)過程。PLC 市場規(guī)模近 158 億元，同比增長 21%；中國工業(yè)控制MCU市場體量為26億元，屬利基市場。在消費(fèi)電子市場調(diào)整回落的時間段內(nèi)，與汽車電子、醫(yī)療板塊共同成為MCU市場增長驅(qū)動力，這三塊領(lǐng)域也是未來各大MCU廠商爭奪的主陣地之一。
MCU芯片的產(chǎn)品設(shè)計
隨著科技的不斷發(fā)展，對使用產(chǎn)品的要求將越來越高，屆時MCU的設(shè)計也將更加復(fù)雜，逐漸從傳統(tǒng)單一功能的微控制器轉(zhuǎn)向集成更多功能特性、計算性能更強(qiáng)的系統(tǒng)級芯片（SoC）。因此MCU芯片設(shè)計的發(fā)展將從1.更加智能2.更強(qiáng)性能3.更低功耗4. 更加安全5.無線連接6.更小尺寸六個方面全面發(fā)展。
MCU的發(fā)展前景不言而喻，各行各業(yè)要發(fā)展智能化，都離不開 MCU芯片的技術(shù)。雖然目前中國所需的核心芯片主要依靠進(jìn)口，但中國芯片包裝企業(yè)的市場份額較高，部分在高端芯片設(shè)備包裝領(lǐng)域也已經(jīng)取得了重大突破，在不斷創(chuàng)新和突破自我下，中國MCU芯片的發(fā)展前景是非常向好的。
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