意法MCU，打的什么算盘？

自2007年发布STM32F103系列以来，意法半导体STM32系列已经走过了近二十年的历程，其MCU/MPU系列产品也早已经成为多个市场的标杆。迄今为止，STM32 MCU已经开发出五大类别、二十多系列的MCU产品。 这些产品凭借高性能、低功耗、高集成度和易于开发等优势，获得了消费和工业市场客户的高度认可。
 

 
意法半导体公司CEO Jean-Marc Chery在此前的一场分享中也透露，在嵌入式处理领域，依靠STM32继续巩固了通用微控制器市场第一的位置，市场份额自 2024 年第二季度起也持续增长，但ST并没有停止前进的步伐。据Jean-Marc Chery介绍，在2025-2026年ST计划推出18条采用40纳米及以下嵌入式非易失性存储器技术的新产品线；而在2025年至2027年期间，STM32产品线中来自40纳米及以下先进工艺节点的产品比例将翻一番。
 
在日前举办的STM 32中国峰会上，意法半导体的专家们也给我们带来了关于STM32 MCU的最新分享。
 
在中国，为中国
 
近年来，应全球的发展趋势，几乎所有的公司都在调整其生产布局。作为近年来全球争夺的核心，半导体行业的调整尤为关注。而作为一家领先的全球性企业，意法半导体也在相机而动，例如面对中国市场的需求，ST就制定了“在中国，为中国”的战略。
 
意法半导体执行副总裁、中国区总裁曹志平先生在演讲中表示，作为一家全球化公司，ST始终秉持本地化思维与行为模式，坚持执行在中国创新、在中国设计并在中国制造的本地化战略，一直致力于在中国打造高效且有韧性的供应链，来补充完善全球供应链。
 
此外，他还进一步指出，两年前ST与三安光电合资在重庆建立了SiC前端制造的合资企业，成为第一家在中国本地生产碳化硅的全球半导体企业。这是ST“在中国，为中国”战略的一个重要体现。在MCU方面，ST携手华虹半导体，在中国开展前端制造业务合作。除此之外ST也在扩建深圳现有的后端设备，将进一步为中国客户提供更好的服务。
 
意法半导体中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部(MDRF) 物联网/人工智能技术创新中心及数字营销副总裁朱利安（Arnaud Julienne）也直言，意法半导体和华虹合作是一个非常大的项目，双方在两三年前就已经开始合作了。ST 早在两年前就已经派遣一百多名工厂专家在华虹宏力手把手的教授当地工程师如何使用 ST 同型号的设备、同样的生产材料来生产 ST 的制程和生产ST 的 MCU。
 
朱利安重申，STM32 不仅有创新的产品，好的生态和解决方案；同时，公司还为客户保证了足够的产能和供应链的韧性。让无论在什么地方发生任何事件，仍然能够给意法半导体的客户提供足够的产能，以及提供足够有韧性的供应链。据介绍，双方合作的首款产品是STM32的40nm工艺MCU，将在2025年年底量产。作为双供应链的首次尝试，该产品在晶圆制造方面有两种选择：中国以外采取“ST+合作伙伴”的方式，中国国内选择华虹宏力作为代工合作伙伴。
 
按照朱利安在去年年底的STM32媒体沟通会上所说，华虹无锡厂将有一条专用生产线满足意法半导体的STM32需求，其中采用的设备与意法半导体的自有晶圆厂完全一致，以确保产品的品质一致；来到EWS电检测环节，国外同样采取ST+合作伙伴方式，中国国内则在ST位于深圳的后工序封测工厂（STS赛意法）进行；至于封测环节，也是同样的方式，在国外采取ST+封测外包(OSAT)方式，中国国内选择ST深圳+封测外包（OSAT)。
 
“这个合作的核心是——无论在国内还是国外，意法半导体都会生产品质完全一致的 STM32 芯片，这个一致性包含我们芯片的规格、电气特性参数、产品质量、可靠性以及相同的料号。”朱利安强调。
 
主流单片机，C0持续更新
 
将时钟拨回到2023年1月，彼时意法半导体推出了全新的STM32C0微控制器 (MCU) 系列。据ST称，STM32C0 系列设定了迄今为止最低的 STM32 价格点，在设计质量上毫不妥协，并且提供远远超出现有 8 位架构的性能。
 
在ST看来，下一代智能家电和工业控制器必须易于使用、价格极具竞争力，并保证供货。全新的 STM32C0 通用入门级 MCU 满足了这些要求，为 8/16 位应用领域带来了激动人心的选择，并具备广泛而强大的 STM32 生态系统带来的额外优势。
 
“STM32C0的终极目标就是取代目前市面上的中高端的8位平台。”ST中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部(MDRF) 技术市场经理闫涛在介绍这系列产品时如是说。
 
据介绍，STM32C0 是 STM32G0 的一个传奇的延续。像 STM32G0 一样，该系列用的都是 90 纳米的工艺。又因为采用了Cortex M0+的内核，所以该系列芯片主频最高 48MHz，算力 44 DMIPS，CoreMark 测试 114 分。“STM32C0 和 STM32G0 管脚兼容，使用相同的 IP 和相同的工艺平台。和 STM32 全系产品一样，我们有一个 10 年的长期供货保证，而且每年都会在我们的网站上更新。”闫涛说。
 
同时，STM32C0 目前有多达 12 种封装，能满足不同应用的需求。具体而言，这些封装大致可以分为三类：一是小而薄的 QFPN 和BGA；二是 SO8N 和 TSSOP20以及大家最常用的 LQFP；三是更薄更小的 WLCSP12 封装，大小只有 1.42×2.08 毫米。由于这个产品其实是可以包裹在线材里面， 所以在目前很多应用里都非常走俏。
 

 
如上图所示，STM32C0 可以分为六个系列；C011、C031、C051、C071、C091和C092，不同系列的主要差异之处就是 Flash 的不同、RAM 的不同。C071 有 USB；C092 有 FDCAN。
 
 
 
闫涛表示，随着 STM32C0 在大众市场上市，公司推出了 C0 的 Nucleo 板，在 Nucleo 板上面有 ST morpho 和Arduino 接口，这两个接口基本上就把 STM32C0 的管角全部牵引出来。
 
“理论上，客户拿到它，一个是可以用这个板来进行测试，第二个也可以自己当一个面包板，然后搭建自己的系统来进行快速的启动，而且我们这个板子很便宜，这个板子基本上人民币几十块钱。同时，在 STM32CubeMX 里面有一个图形界面，客户可以选型，配置外设， 然后点一下鼠标就可以生成 project 了。对于初学者非常容易上手，不用看数据手册和文档，就能把这个项目给跑起来。”闫涛接着说。
 
他指出，这个系列开发起来和其他系列一样，通过 STM32CubeIDE 或者STM32CubeMX选型、配置、生成文件，然后，再调试开发。除了这些开发工具之外， KEIL、IAR 等国际大型软件工具公司在我们发布了新产品之后，也第一时间都更新了其固件，给C051、C091和C092提供支持。
 
“未来简易化开发会成为嵌入式开发的主要流行趋势，而生态系统将是 STM32 最有价值的资产。”闫涛强调。
 
低功耗MCU，U3的突破
 
在STM32 MCU产品线中，还有一个低功耗的系列。据介绍，该平台基于专有的超低漏电流技术和优化设计，其超低功耗微控制器为节能嵌入式系统和应用的设计人员提供了性能、功率、安全性和成本效益之间的平衡。
 

 
据中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部(MDRF) 技术市场经理张明介绍，如上图所示，该系列MCU涵盖了从低端到高端，从低成本到高性能的所有应用。在此前，低功耗的产品线是以 L 来做迭代的，比如说，L0、 L4、 L4+以及 L5。到了现在，ST为低功耗产品类别的迭代增加了 U 系列，并发布了入门级 STM32U0 和旗舰型 STM32U5。而随着新一代的STM32U3 的加入，ST大大加强了整个低功耗产品的广度和深度。
 
“作为目前市面上最节能的 MCU，STM32U3可以大大延长电池使用寿命，从而降低功耗。和上一代STM32L4 相比，STM32U3 的安全功能也有了很大的提高，而且在不增加成本的前提下，还增加了一些新的外设。”张明说。
 

 
他表示，作为公司第一颗使用近域值设计的 MCU，STM32U3的近域值设计可以大大降低动态功耗（MCU 运行时的功耗）。要了解什么是近域值设计，那就首先需要对MCU的工作电压有一定的了解。在传统的电源电压条件操作，MCU 内核的电压现在基本上是 1.2V 到 0.9V ，而 STM32 U3 的核心逻辑可以降低到0.65V，这样就可以大幅降低动态功耗，进而大大降低系统功耗。虽然降低了功耗，但该芯片在温度等级以及电压范围上没有做任何的妥协，依然支持 105 度的高温。
 
据介绍，凭借先进的节能芯片设计、AI 增强工具的精细调校以及高达 96MHz 的最新 Arm Cortex-M33 内核，全新 MCU 实现了市场领先的 117 Coremark/mW 性能。这几乎是意法半导体上一代 STM32U5 系列能效的两倍，是 STM32L4 系列的五倍。
 
 

 
 
除了近域值设计以外，ST还为STM32U3 提供了自适应电压调节 AVS 技术，通过采用公司自研的一个专利技术，在生产的过程中就对每一个芯片进行了校准，使它的阈值电压达到了最优水平。对于客户来说，由于这是一个无 API 参与的解决方案，可以大大地提高整个效率。
 
此外，安全也是STM32U3不得不提的另一个点。尤其是在增强设备身份验证以及反克隆能力上面，该系列芯片表现出色。
 

 
当然，和其他的STM32 MCU一样，生态系统也是U3系列不得不提的一个优势。据介绍，ST不但提供 Nucleo U385RG-Q 开发板供大家做前期的评估，公司软件生态支持包括我们的 CubeMX、Cube IDE、Cube Programmer 和 Cube Monitor 也全都全盘支持 U3，这进一步降低了开发者的入门门槛。
 
高性价比64位MPU，搭载NPU
 
在STM32的系列产品线中，除了大家熟知的MCU外，还包含了MPU。关于两者的区别，ST曾经写过一篇文章解析。按照他们所说，这两者都是嵌入式系统的大脑。在几年前，两者之间的区别非常明显，因为它们提供的功能差异巨大，所需的工程技能也大相径庭。
 
“如今，这两个术语仍然存在，但创新不断模糊着它们之间的界限。”ST强调。也正是因为高性能 MCU 和入门级 MPU 之间的界限逐渐模糊，使得 STM32MP系列MPU设备成为嵌入式系统开发人员的新宠。
 


据ST此前消息，这系列MPU产品除了能填补嵌入式 MCU与应用处理器之间的空白外，还可以借助强大的MCU生态系统为开发者提供各种工具。针对不同终端的需求，ST在去年就公布了公司的MPU路线图。如图所示，该系列产品包括了面MP1系列和MP2系列。当中，去年发布的的 MP25 是基于双核或单核 1.5G Cortex-A35 和一个 400MHz M33 的异构 CPU， 还有一个 1.35 TOPS 的 NPU, 以及丰富的外设接口。



为了满足客户的需求，ST此前发布了MP25 成本更优化的产品——STM32MP23系列。
 
据ST中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部(MDRF) 微处理器产品市场经理霍笋介绍，作为MP25 的一个扩展，STM32MP23系列首先是丰富了公司的MPU 产品线；相对于本身性价比已经非常高的 MP25，MP23 的成本也更优化；在与MP1 系列相比，则性能则更强，内存DDR 的支持也从 DDR3 扩展到 DDR4，一个当前更加通用的 DDR；此外，MP2系列还有丰富的AI 及图形和视频加速功能。
 

 
按照多媒体、 AI、通讯等外设的不同，ST将STM32MP23系列分为 235、233 和 231三个子系列。同时支持三类封装。因为所有子系列产品都支持这三个封装，那就意味着开发者可以在产品替换中很轻易就做到 P2P 的兼容。“如图所示，即便是在 0.5 球间距，我们也可以做到 4 层通孔 PCB 的设计，这样，用户在硬件设计上可以进一步实现成本的优化。”霍笋介绍道。
 

 
霍笋总结说，从 STM32MP25 到 STM32MP23 和 STM32MP21，ST通过裁剪内核和外设，在满足不同场景应用需求之余，优化了产品成本。与此同时，公司还为这些设计做个多个封装兼容，让开发者在芯片选型的时候更灵活，也能够轻松地在不同系列的产品线之间实现硬件之间P2P兼容的简单迁移。更重要的是，由于软件都是使用OpenSTlinux，这就进一步简化了开发者的工作。
 

 
 
为了进一步加速开发者的产品开发，ST在芯片的每种封装上都提供经过信号完整性和电源完整性检查的参考设计，让用户可以直接使用以缩短开发周期。ST还为MP2 系列搭配了电源管理芯片 STPMIC2，使得整个设计的功耗更优且更加精简。此外，与之配套的评估板和探索版以及包括显示板和摄像头模块等一系列扩展板，均是ST为了降低该系列产品开发门槛、提成开发效率所做的重要部署。
 
当然，如前文谈到的STM32生态支持，在这系列产品上同样继承。针对NPU的特性，如下图所示，ST也为该系列产品提供全方位的支持。另外，ST还提供 X Linux AI 的扩展包——一个一站式的 AI 解决方案，支持包含常用的精选的 AI 的例程的神经网络框架，直接支持客户喜欢的 Python 和 OpenCV。让用户拿来就可以用，以节省开发时间。
 

 
霍笋透露，今年年底，ST计划推出一个成本更优化的 MP21，此外，性能更强的MP27也在规划中，结合已经广泛使用的MP1系列，ST将构建起覆盖低中端至高端的STM32MPU 产品矩阵，满足不同场景差异化需求。
 
“我们的MPU是专为工业应用打造的高可靠性工业级的产品，在工业和泛工业的应用场景里，当前的产品线已经可以覆盖90%用户的应用需求。”ST中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部(MDRF) 微处理器产品市场经理霍笋说。
 
无线MCU，全面覆盖
 
对于MCU产业，近年来的另一个热点的就是无线MCU。有见及此，ST带来了支持无线连接的STM32Wx 微控制器。为Sub-GHz 频段和 2.4 GHz 频段等无线应用提供支持。“对于寻求不仅仅是简单无线电设备的射频设计人员来说，这是理想的选择。”ST表示。他们进一步指出，这些MCU高度集成且可靠，适用于各种工业和消费应用。
 
在STM32峰会现场，ST中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部(MDRF) STM32 无线产品总监陈德勇也带来公司STM32WBA6的最新分享。
 
据介绍，在无线方面，除了低功耗蓝牙外，WBA6 还支持Matter、Thread 和 Zigbee 协议栈。应用场景包括无线连接的穿戴设备、智能家居或者是工业传感器。由上述介绍可以看到，WBA6 的产品定位是全面支持不同协议栈的无线微控制器，而多协议栈支持则是 WBA6 的特性之一。
 

 
在分享WBA 系列的优势时，陈德勇强调，这主要体现在公司如何通过提升无线性能来改进用户体验。他表示，除了多协议栈支持，WBA 系列还以比较低的功耗实现了较高的发射功率，其10+dBm 的输出功率在业界中也是较为优异。当然，在提升无线性能的时候 ，ST也没有忘记给其带来安全法规和STM32 生态的支持。
 


得益于其使用了40nm的制造工艺，WBA6 能够做到很好的配置。例如支持高达 2MB 的闪存、512KB 的 RAM。另外，该系列还可以支持高达 86 个 GPIO和高速USB。值得一提的是，WBA6 是业界首款能够这个GPIO数量的无线产品。
 

 
针对终端多样化的需求，ST还为WBA6 提供了不同的产品组合、不同容量的闪存、不同的封装结构。此外，得益于公司在功耗技术上的钻研，该系列产品在 stop 2 的模式下，能达到业内最低的5 微安的功耗。
 
 

 
来到生态方面，除了上面谈到的STM32常规生态支持以外，该系列产品在无线的配置里面多了针对无线产品的 Cube Monitor RF。换而言之，在整体开发过程中， 如果是牵涉到无线通信， 可以用一个特别的 Cube Monitor RF GUI 评估射频能耗。Cube Monitor 也增加了一个射频性能测试记录功能。另外，在Cube MX 里面，也提出了针对无线协议栈的支持， 这是跟通用 MCU 在协议栈支持方面的不同之处。
 
针对蓝牙应用的特点，， ST 在低功耗蓝牙方面也相应推出了低功耗蓝牙智能手机应用BLE 工具箱。在用了这个工具后，开发者可以在开发阶段更加轻松去进行不同的测试。
 


陈德勇总结说，如上图所示，STM32WBA拥有六大特征。正是因为这些领先配置，使其能够为智能锁、智能家居和智能医疗（例如连续血糖GCM）等应用提供支持。
 
写在最后
 
除了上述产品以外，ST在本届峰会还带来了拥有强大NPU、卓越图形处理能力、可靠安全性以及完善生态系统的边缘芯片STM32N6；拥有高性能、高安全性，提供以太网、FD-CAN以及各种通信接口的STM32H5/H7也是本届峰会的另一款亮点MCU。
 
此外，面向STM32微控制器的免费图形框架TouchGFX的最新版本TouchGFX 4.25以及公布了两大全新战略方向的STM32Cube也是STM32今年峰会的重点。
 
ST指出，在STM32Cube方面，公司后续将回归以FreeRTOS作为主要内核，同时还将深度融合USBX、FileX和LWIP，构建一套一体化的中间件解决方案。与此同期，适用于STM32Cube for Visual Studio Code的STM32Cube插件第3版正式发布。据介绍，新架构采用模块化设计，大大增加了用户选择灵活性，更新管理更精细，操作更方便，风险更低。
 
总而言之，ST正在倾尽全力，为中国和全球市场带来更好的产品和供应链保障。