超低功耗MCU，八仙过海

　　随着AI技术的演进，智能终端正在变得越来越复杂。而MCU作为连接感知与执行、实现终端智能化的核心元件，也正在“卷”地越来越细分。

　　超低功耗MCU，就是其中一个细分市场。这种MCU功耗非常低，通常在微安级别以下，采用特殊的设计和技术，以最大程度地减少功耗并延长电池寿命。此外，超低功耗MCU还具有高度集成的特点，可以在小型封装中实现多种功能，从而降低系统成本和复杂度。

　　近年来，超低功耗MCU市场发展迅速。其规模将从2024年的51.2亿美元增长至2025年的56.6亿美元，复合年增长率达10.6%。这得益于各种应用对节能解决方案日益增长的需求，尤其是在物联网、可穿戴设备和智能家居技术领域。此外，边缘计算的兴起正在推动制造商采用超低功耗微控制器在本地处理数据，从而降低延迟和带宽要求。

　　既然海在低处，各大MCU厂商便闻风而动，通过不同的技术路线与产品，力图成为在这新兴市场第一家“上岸”的公司。

　　首先，超低功耗MCU如何实现，是一个值得探究的问题。

　　简单来说，要想降低MCU的功耗，可以在以下五个部分下功夫：

　　：MCU的芯片面积，晶体管的数量，片上集成和使用的模拟功能/外设数量。

　　：CMOS逻辑电路中消耗的电流与电源电压的平方成正比。

　　：在不要求进行高速处理的应用中，降低时钟频率可以降低功耗。

　　：激活的外设数目越多，或使用的MCU功能数目越多，则功耗越大。

　　：功耗会随着应用所处的不同功耗模式而改变。

　　为了从这些方面降低功耗，各种先进技术纷纷登场。

　　Ambi的专利 允许其Apollo MCU在0.5V电压下运行，而其他尖端 MCU 则需要 1.8V 电压。其SPOT技术的核心原理，在于将芯片中的CMOS电路工作电压降低至亚阈值电压区域，在这个电压下，CMOS处于没有出现导电沟道的一种工作状态，即是Vgs≤VT 、表面势ψs ≈ 费米势ψb的状态。这时还是有一股较小的电流通过器件微弱导通，这个电流叫做亚阈电流。亚阈电流虽然较小，但其驱动的逻辑门仍可进行逻辑运算，只是速度变慢。同时它仍能很好地够受到栅极电压的控制。Ambiq就是利用这个区域的特性，极大地降低功耗。

　　台积电的

　　The Business Research Compeny预测，超低功耗微控制器市场在未来几年将继续保持强劲增长势头。 预计到2029年，超低功耗微控制器市场规模将增长至83.7亿美元，复合年增长率为10.3%。

　　超低功耗MCU的应用范围非常广泛，包括汽车电子、智能家居、医疗设备、可穿戴设备等。

　　，超低功耗MCU可以应用于包括车内电机、电容式触摸屏、信息娱乐系统、转向系统和前大灯等，因为它能够提高燃油效率并延长电池寿命。此外，这种灵活的器件旨在降低标准电池的漏电功率域，并具有高安全性、低噪音、低延迟以及多种通信功能，从而提升产品质量标准。随着支持智能便携式电池供电设备使用的研发投入不断增加，超低功耗微控制器的市场份额将在未来几年大幅增长。

　　超低功耗MCU是实现节能的关键技术。它在传感器节点、智能照明和智能安防三大领域发挥着重要作用。在传感器节点中，超低功耗MCU确保设备长时间运行，有效收集环境数据。智能照明系统利用其低功耗特性，在控制灯光的同时显著降低能耗，并支持定时、场景联动等智能化功能。在智能安防方面，超低功耗MCU应用于门磁、烟雾探测器等设备，提供持久的家庭安全保障。

　　对MCU的要求极高，其中低功耗是重要因素。超低功耗的MCU芯片适用于便携式医疗设备，“便携式”通常意味着设备由电池供电。通常情况下，新增加的功能会产生更多的功耗，但是开发人员在设计便携式医疗设备时不能要求终端用户使用又大又重的电池，也不能要求他们频繁更换电池。超低功耗的MCU芯片能确保设备长时间运行，不断提供稳定的健康监测服务。

　　总的来看，随着智能终端的日益复杂化这一趋势，超低功耗MCU市场正在加速技术迭代与场景落地。国内外的厂商们不仅卷功耗，还在卷性能、体积和价格。在这个过程中，研发实力、商业嗅觉以及大环境催动等等因素，缺一不可。

　　然而，风一旦吹起，就不会停止。新的市场已经在生长，可以期待的是，更低的功耗，将带我们渡过更远的海。