2026年7月初的上海,慕尼黑上海电子展的人潮里,嵌入式厂商的展台比以往热闹得多。前来逛展的工程师不再是只问价格和交期,更多人围着人形机器人的灵巧手Demo、边缘AI开发板等驻足。那么,今年的嵌入式行业的风口到底在哪?
AI MCU的落地如何?
“AI MCU”的概念已经提出很久了,但落地情况究竟如何?
德州仪器(TI)现场展示了集成TinyEngine NPU的边缘AI数字识别方案。TinyEngine NPU是TI推出一款专用的硬件加速器,可以提供2.56GOPS计算性能,专门为深度学习、推理运算而设计。不过行业人士表示,AI MCU的算力普遍落在零点几TOPS区间,只能跑十几K到几十K参数的小型神经网络,主要用于“分类”,比如毫米波雷达做姿态分类、电机振动信号的异常检测等。TI工作人员坦言,这类嵌入式设备本来就不是集中式处理,而是细分场景的“小任务”。他们还配套推出了傻瓜式的IDE工具,号称可以“手把手”完成数据采集、标注、训练到部署,甚至直接输出头文件,把网络权重编译进工程。更值得注意的是,TI已经把AI接入了自家的CC Studio集成开发环境,直接对接大模型,实现“提需求→自动编码→自动烧录→自动Debug”的一条龙服务。用现场工程师的话说,“基本不用你再有编程能力,只要能看懂东西就行。”实际上,MCU上的功能本身不算特别复杂,而AI辅助编程恰恰在“简单场景”里最有优势,毕竟任务太复杂的话,MCU的内存和算力根本装不下,反而限制了发挥。
意法半导体(ST)则带来了STM32N6这颗边缘AI MCU芯片,拥有0.6 TOPS算力,内置自研NPU,跑标准CV模型,可做手势识别和关键点检测等。ST中国区微控制器产品部陈德勇在同期一场报告里强调,边缘AI部署必须满足“两小两低”:小Flash、小RAM、低功耗、低延时。他还透露,ST早在2015年就开始做NPU测试芯片,如今已有超过5000款基于ARM平台的MCU/MPU,并且是全球唯一一家提供MCU基准测试在线平台的厂商,73%的ML Perf Tiny开发者选用了STM32。不过,AI MCU也存在模型转换中“浮点转整型”的精度损失问题,ST给出的建议是:训练阶段先用浮点把模型“挤到极致”,再转成Integer 8部署,在Flash占用和推理时间上取得平衡。
ARM则在一场技术报告中主推“Zephyr RTOS”,意图打通从Cortex-M到Cortex-A的迁移路径。ARM认为,边缘AI需要更大的算力扩展,但开发者不想从实时操作系统一跳进入臃肿的Linux。Zephyr保留了RTOS的轻量与可预测性,又能利用Cortex-A的MMU和多核SMP,让嵌入式代码平滑升级。ARM现场还提到,其Ethos-U系列NPU(U55/U65/U85)已能搭配Cortex-M和Cortex-A使用,TensorFlow Lite和PyTorch运行时也已就绪。
不过,AI MCU的落地仍卡在“数据采集”和“法规”两头。TI工作人员提到,AI MCU数据采集配套的60 GHz毫米波雷达在中国尚未明确开放标准,“没说不能用,也没说能用”,但竞争对手可以借此举报,导致工业客户普遍偏谨慎;而摄像头数据采集方案又有隐私顾虑;激光雷达的话,价格昂贵,一个雷达上千元,而一颗AI MCU才几十元。在应用方向上,TI现场也提到了养老、康养等未来潜在场景,但眼下这类需求尚未真正释放。多家厂商的共同判断是:边缘侧的AI MCU目前“不温不火”,真正的爆发还要等应用场景和法规的进一步成熟。
人形机器人MCU是新蓝海吗?
如果AI MCU还在等风来,人形机器人MCU则已经站在了预研到小批量的门槛上。
展会现场最吸睛的Demo之一,是ST展台展出的一只六自由度灵巧手,每个手指根部由空心杯无刷电机驱动,手指弯曲带动上方关节联动,能短时抓握十几公斤。ST工作人员拆解了里面的芯片方案:控制手指用M4内核MCU,统筹整只手用M33内核的MCU,下一版本还会加入N6芯片做边缘感知。整套方案中,芯片成本不超过100元,但真正的成本大头是电机,一个空心杯电机七八百元,一只手塞进去6个,整套机器人全身电机更多,成本远高于MCU。据了解,ST的一些用于人形机器人的MCU产品已和国内代工厂合作,实现中国本土化生产,甚至出口海外。工作人员表示,目前人形机器人产业链在中国已经非常成熟,国外的成本根本压不下来,特斯拉机器人大部分零部件也从中国采购。
兆易创新的展台展出了人形机器人相关解决方案,其布局之全、落地之深,在本届展会上颇为突出。现场重点展示了4款面向高自由度机器人的前沿控制方案:一是基于GD32H75E的六轴机械臂方案;二是与智身科技合作的“钢镚L1”四足机器人,内部深度集成了多颗GD32 MCU;三是同样基于GD32H75E的机器人关节驱动方案;四是基于GD30AD3642的六维力检测方案。工作人员透露,机器人不同部位对MCU的要求差异很大:下肢关节用行星减速器,强调高功率、耐高温和长寿命,对精度要求反而不高;上肢和灵巧手则要求高精度,未来甚至要支持手术、按摩级别的微操作。一台双足人形机器人全身甚至需要上百颗MCU,自由度越高,数量越多。
极海半导体则展示了更极致的性价比路线。他们用于机器人电机控制的APM32M3514芯片(M0+内核,72 MHz)单价仅3元左右,更高性能的APM32F425(M4F内核,240MHz)用于肩部和腿部,搭配采用专用MCU(M52内核,128 MHz)的G32R430编码器获取电机角度。极海方面坦言,人形机器人项目目前大多停留在预研,量产还需要时间,但芯片厂必须提前卡位。
英飞凌则展示了另一条技术路径:基于PSOC Control C3 MCU的1kV氮化镓关节电机驱动方案。该方案将主控、功率与传感集成,利用氮化镓器件的高频特性可以将开关频率推至100kHz,远高于传统硅基方案,从而在同等功率下降低开关损耗与发热量。这意味着机器人关节可以在更小的体积内实现更高的功率密度,对于下肢等高功率关节尤为重要。英飞凌选择了宽禁带半导体(氮化镓)与专用MCU的协同,以换取更高的能效比。
人形机器人的控制不仅取决于单颗MCU的算力,更取决于MCU网络的通信效率。恩智浦展出的i.MX RT1180方案通过I3C总线将主控MCU与5个电机驱动MCU相连,2根信号线实现12.5Mbps同步通信,无需外部晶振即可节省从控端的BOM和PCB空间。该方案从灵巧手本地I3C总线接入全身EtherCAT,意味着当机器人全身部署上百颗MCU时,局部控制与全身主控可以通过高带宽、低线束的总线标准化协同,而非依赖点对点异步通信的堆叠。
在机器人灵巧手的运动控制和通信之外,感知层的升级同样关键。ADI展示的多模态触觉感知方案将32×32高密度触觉阵列与边缘AI推理集成,触觉网络可在kHz级帧率下同步感知压力分布、微小振动、接触状态及温度。机器人灵巧手不再仅依赖视觉开环控制,而是能通过触觉闭环反馈实现对易碎物体的精准抓握、防滑控制及细小公差装配。
在采访中,多家厂商形成了一个共识:当前机器人出货量还很小,即便宇树年销几万台,对芯片厂来说也只是“几百万颗”,而他们月出货往往以亿计。因此,眼下做机器人MCU“不赚钱”,纯粹是押注未来。人形机器人真正的成本也不是MCU,而是减速器——由于规格尚未标准化,各家自研,没有规模效应,价格居高不下。ST方面甚至表示,机器人业务目前“瞄准未来,现在起量很难”,MCU走的是“量大、利薄”的路线。
RISC-V在嵌入式领域能替代ARM架构吗?
在ARM生态之外,RISC-V是今年展会上另一条愈发清晰的MCU路线。
沁恒微的“青稞”MCU是典型代表,主攻接口芯片。他们早在2018年就全面转向RISC-V,自研内核,ARM产品已极少出货。现场工程师给出的理由很直白,一是安全,不受地缘政治影响;二是便宜,直接给客户省成本;三是性能并不差,用CH32V203对标STM32F 103,在CoreMark跑分和功耗上都有优势。
矽力杰也走了RISC-V路径。其展出的SA32D系列MCU基于高性能高可靠性的RISC-V核,具有超高运算性能和丰富的外设,主要用于区域控制(ZCU)、动力电池管理系统的BMU、主驱电机控制、底盘应用和部分ADAS应用等高安全主控边缘计算和控制的场景。产品符合AEC-Q100标准和功能安全ISO 26262 ASIL-D。矽力杰方面表示,RISC-V的IP形态已经丰富,从M0级别到64位服务器级都有,生态正从消费→工业→汽车传导。对于“AI MCU”概念,矽力杰的态度相对冷静:大家都在看,但MCU上的NPU算力只有0.3~0.5 TOPS,“这么弱的算力能做什么?关键看场景能不能带来价值。”
MRAM将成未来嵌入式存储的新方案
嵌入式微系统的演进始终围绕性能、成本与可靠性展开。而边缘AI推理、机器人关节实时控制、工业高频采样等场景的持续升级,不仅在重塑微系统的核心——MCU本身,也在倒逼整个存储体系同步迭代。传统Flash受限于擦写次数、写入速度与块操作模式,已难以同时满足高速度、高擦写、高可靠的多重需求,MRAM作为新型非易失性存储的代表,正在成为支撑嵌入式微系统性能升级新的技术路径。
本届展会上,本土厂商浙江驰拓科技有限公司携带其MRAM相关方案亮相,在杭州临安青山湖布局了12英寸MRAM产线,是目前国内唯一实现STT-MRAM量产制造的厂商。其当前主力产品读写速度几十纳秒,支持按位读写、无需擦除,掉电非易失且擦写次数可达万亿次以上,远超Flash的微秒级写入速度与十万次擦写寿命;下一代技术SOT-MRAM处于研发阶段,读写速度可提升至纳秒级,相关成果已发表于IEDM顶刊。容量方面,目前独立式芯片容量覆盖了Kb级到64Mb,规划向128Mb至Gb级演进。其另一个重要的业务是嵌入式MRAM(eMRAM)---把MRAM直接做到MCU/SoC内部,替代传统的嵌入式Flash或缓存,驰拓已与国内领先MCU企业进行合作。
据了解,落地场景上,与SRAM+电池的掉电保护方案相比,MRAM无需电池,彻底解决了防爆、偏远场景下的维护难题。更值得关注的是,随着DRAM等传统存储价格持续飙升,MRAM也能够触达SCM(存储级内存)市场。在可穿戴设备等对功耗极度敏感的场景中,MRAM凭借非易失性特性,无需像SRAM或DRAM那样持续供电,天然具备低功耗优势;而相较于同为新型存储的PCM(相变存储),MRAM在宽温域方面更胜一筹,这使得它在工业级和车规级应用中更具确定性。在工业领域,其产品已进入工业PLC/DCS、商业储能等领域,合作客户包括国内领先工业控制企业与储能企业等。其代表产品已通过AECQ100-Grade1车规认证,正在向车企及Tier1/2供应商推广。
当前驰拓科技的嵌入式MRAM产品仍在追赶台积电、三星等国际龙头,但其独立式MRAM产品与国外企业能够同台竞技。除自有产品外,其还为高校、科研院所以及初创半导体企业提供流片服务,是国内稀缺的新型存储和微纳制造平台。
驰拓认为,随着存算一体技术的演进,MRAM未来有望在AI芯片中发挥更大价值,当前则先从工业、储能、泛交通等场景切入,逐步向AI领域拓展。
回过头看,嵌入式系统的竞争焦点,正在转向参数转向谁更能精准匹配场景、谁更能自主掌控架构、谁更能重构存储底座。AI MCU的零点几TOPS算力不惊艳,但足以撬动细分场景的智能化;人形机器人的上百颗MCU用量不夸张,但足以重塑运动控制的芯片需求曲线;RISC-V的IP授权不复杂,但足以打破ARM生态的单一依赖;MRAM的容量还不高,但足以在工业和车规领域建立非易失存储的新标准。这些变化单独看都不剧烈,叠加在一起,却正在重新定义嵌入式的边界。
本文来源:半导体产业纵横
风险提示及免责条款 市场有风险,投资需谨慎。本文不构成个人投资建议,也未考虑到个别用户特殊的投资目标、财务状况或需要。用户应考虑本文中的任何意见、观点或结论是否符合其特定状况。据此投资,责任自负。