高性能MCU，邁向18nm_存儲器|意法半導體|ai

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本文由半導體產業(yè)縱橫（ID：ICVIEWS）綜合
意法半導體推出業(yè)界首款18nm高性能微控制器。

微控制器（MCU）的傳統(tǒng)應用場景包括家電、工業(yè)控制等，這些領域一般只對性能有最基礎的要求，更為強調的是穩(wěn)定、功耗與成本。但隨著時代發(fā)展，當今的車用、人工智能、穿戴設備等應用，對MCU的性能提出了更高要求，因此MCU也有了制程提升的動力。
11月19日，意法半導體發(fā)布了新一代高性能微控制器（MCU）STM32V8 。為要求嚴苛的工業(yè)應用專門設計， STM32V8在意法半導體位于法國克羅勒300毫米晶圓廠生產，采用意法半導體18納米先進工藝制造，并集成優(yōu)異的嵌入式相變存儲器(PCM) ，同時該系列產品還在三星晶圓代工廠生產。 STM32產品家族應用廣泛，被全球數(shù)十億臺產品設備采用，涵蓋消費電子產品、家用電器、工業(yè)應用、醫(yī)療設備、通信節(jié)點等領域。
意法半導體微控制器、數(shù)字IC和射頻產品部總裁 Remi El-Ouazzane 表示：“STM32V8 是目前STM32產品家族中處理速度最快的產品，為在惡劣工作環(huán)境下高可靠性運行而專門設計，能夠替代體積大并且功耗更高的應用處理器。 STM32V8 代表了高性能 MCU 的未來發(fā)展方向，能夠為工業(yè)控制、傳感器融合、圖像處理、語音控制等要求較高的嵌入式AI和邊緣 AI 應用領域帶來增益。 ”
得益于Arm Cortex -M85 內核和 18nm 制造工藝， STM32V8 的時鐘頻率高達 800 MHz ，是目前在售STM32微控制器中性能最強的產品。容量更大、速度更快的嵌入式存儲器是實現(xiàn)各種安全互聯(lián)應用的關鍵特性。 FD-SOI制造工藝與嵌入式 PCM相結合，即使在惡劣的工作環(huán)境下，也能為微控制器提供強大的魯棒性和可靠性。
低軌道(LEO)的高輻射環(huán)境就是其中一種嚴苛的工作環(huán)境。 SpaceX公司選用STM32V8芯片設計星鏈微型激光系統(tǒng) ，用于連接在低軌道內高速運行的星鏈衛(wèi)星。
SpaceX星鏈工程部副總裁 Michael Nicolls 表示： “星鏈衛(wèi)星激光系統(tǒng)采用ST的 STM32V8 微控制器，并成功的部署到太空中，標志著星鏈網(wǎng)絡中推進高速連接項目取得了重大進展。 STM32V8 的高性能算力結合大容量嵌入式存儲器和數(shù)字功能，對于滿足我們的嚴苛的實時處理需求至關重要，同時，得益于 18nm FD-SOI制造工藝， STM32V8為低軌道環(huán)境帶來更高的可靠性和魯棒性。期待將 STM32V8 集成到其他產品中，并利用其強大的功能開發(fā)下一代先進應用。 ”
【高性能MCU，邁向18nm】STM32V8目前處于入市早期階段，僅為部分指定客戶供貨，從2026 年第一季度開始向OEM大客戶供貨，隨后逐漸擴大供貨范圍。
目前MCU制造的主流節(jié)點仍是40納米以上的成熟工藝，但新應用已經(jīng)促進MCU采用28nm等更先進的節(jié)點。 40nm及以上是各大廠商MCU制造的主要制程節(jié)點。在傳統(tǒng)應用中， MCU不著重于性能，成熟節(jié)點足夠應用。此外，因eFlash（嵌入式存儲）的經(jīng)濟節(jié)點也局限在40nm及以上的成熟工藝，這一點也限制了MCU的制程提升。
此外，汽車、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化等應用催生性能更強、功耗更低的MCU ，且MRAM、RRAM和PCM等新型嵌入式存儲得到應用，突破了傳統(tǒng)eFlash造成的工藝限制。產業(yè)鏈層面，近年來Foundry擴產多側重于28nm產能，新產品也朝向這一制程發(fā)展。
18nm MCU帶來的不僅是MCU市場巨變，在嵌入式存儲領域三種路線相變存儲器（PCM）、磁RAM（MRAM）和阻變存儲器（RRAM）的競逐中， PCM率先突破20nm門檻，將為其后續(xù)發(fā)展再添籌碼。
眾所周知， MCU的應用非常廣泛，而汽車電子是MCU的第一大應用市場，近些年在電氣化、智能化的驅動下，汽車MCU比重也在持續(xù)攀升。
據(jù)統(tǒng)計，傳統(tǒng)普通燃油車約使用70個ECU ，豪華燃油車約為150個，而智能汽車由于智能座艙和自動駕駛的高算力需求， ECU數(shù)量會激增至約300個，為普通燃油車的4.3倍，而每個ECU單元里至少需要使用一顆MCU 。從市場規(guī)模來看， IC Insights預測， 2028年全球MCU市場規(guī)模將達到380億美元。
隨著汽車智能化、邊緣AI應用快速發(fā)展，性能更高且能耗更低的MCU成為剛性需求，瑞薩、NXP與ST目前都致力于高性能MCU的開發(fā)和推廣，這使得28nm與18nm和16nm工藝的產品正快速增多。
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高性能MCU，邁向18nm

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