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MCU是Microcontroller Unit的简称，中文叫微控制器，俗称单片机单片机出现的历史并不长，但代理芯海发展十分迅猛，作为集成电路中非常重要的品类，广泛应用于各个领域。
本文旨在梳理全球MCU产品发展史，从时间维度感知国产MCU的崛起进程一、MCU发展史MCU的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步，从时间角度来看，MCU的发展可以大致分为三个阶段：探索阶段、形成阶段、全面发代理芯海展阶段。
单片机的探索阶段（1971年~1976年）1971年1月，英特尔的特德·霍夫在与日本商业通信公司合作研制台式计算机时，将原始方案的十几个芯片压缩成了3个集成电路芯片其中的2个芯片分别用于存储程序和数据，另一个芯片集成了运算器和控制器及一些寄存器，这就是4位微处理器In代理芯海tel 4004，标志着第一代微处理器问世，微处理器和微机时代从此开始。
1972年4月：霍夫等人研制出首个8位微处理器Intel 8008由于8008采用的是P沟道MOS微处理器，仍属第一代微处理器1973年8月：霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080，以N沟道MOS电代理芯海路取代了P沟道，第二代微处理器就此诞生。
8080芯片主频为2MHz，运算速度比8008快10倍，可存取64KB 存储器，使用了基于6μm技术的6000个晶体管，处理速度为0.64MIPS1975年：德州仪器首次推出4位单片机TMS-1000，标志着单片机正式诞生。
TMS1000是世界上公认的第一颗商用单片机随后，各个半导体设计公司竞相推出了自己的4位单片机，如美国国家半导体公司的COP4XX系列、日本电气公司的PD75XX系列、日本东芝公司TMP47XXX 系列等。
单片机的形成阶段（1976年~1990s）这是一个以英特尔为主导的单代理芯海片机时代1976年9月，英特尔研制出了MCS-48系列8位单片机，是现代单片机的雏形，通常称为第一代单片机采用单片结构，将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时器/计数器、小容量RAM和ROM等集成于一块芯片上。
其寻址范围小于4KB，由于受集成度限制，没有串行I/O接口，R代理芯海AM、ROM容量小，中断系统也较简单，可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等领域的需要从此，单片机开始迅速发展，应用领域不断扩大，成为微型计算机的重要分支。
20世纪70年代后期，许多半导体公司看到单片机巨大市场前景，不断加入该领域的研发中1978年，Motorola公代理芯海司推出M6800系列单片机，Zilog公司推出Z80系列单片机，1979年，日本电气公司推出μPD78XX系列。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因性价比不理想并未得到广泛应用1983年，英特尔推出高性能的16位MCS-96系列，其采用了最新的制造工艺，芯片集成度高达12万只晶体代理芯海管/片值得一提的是，这一阶段的典型产品是1980年英特尔在MCS-48系列单片机基础上推出的高性能的8位MCS-51系列单片机。
MCS-51系列是完全按照嵌入式应用而设计的单片机，比MCS-48系列性能有明显提高，在片内增加了串行I/O接口、16位定时器/计数器、片内ROM和RAM的存储容量都相应增代理芯海大，寻址范围可达64KB，片内ROM容量达4～8KB，并且有多级中断处理功能。
20世纪80年代中期后，英特尔集中精力在CPU的研发上，逐渐放弃了单片机的生产，故以专利或技术交换的形式把80C51内核技术转让给其他IC 厂商，如飞利浦、日本电气、Atmel、亚德诺、华邦等这些公司在保持与80C51单片代理芯海机兼容的基础上，又进行了一些扩充。
这样，80C51就变成有众多厂商支持，发展出上百个品种的大家族习惯把兼容机等衍生产品统称为80C51系列，是单片机应用的主流产品，功能和市场竞争力更强，直到现在仍在广泛使用 单片机全面发展阶段（1990s至今）。
该阶段是当前单片机百花齐放的时代单片机在集成度、功能、代理芯海速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展MCU内核除了8051外，还出现了MIPS、自研内核等，以及对当下影响重大的Arm Cortex-M内核、RISC-V内核。
1997年，Atmel公司研发出增强型内置Flash的RISC精简指令集的高速8位单片机，简称AVRAVR单片机具有创新的系统架构、代理芯海更高的集成度、同时搭配Atmel自有的Flash工艺，在性能和功耗上相较于之前的冯·诺依曼架构产品均有较好表现。
该类型单片机电路简单、故障率低、可靠性高、成本低廉与此同时，各家厂商积极开发自有架构及内核，成立于2003年的瑞萨采用自有的瑞萨内核，此外还有飞思卡尔的HC05/HC08系列、Motoro代理芯海la的MC68HC系列、TI的MSP430系列等。
2002年，MIPS推出了M4K内核，一款专为MCU和小尺寸嵌入式控制器设计的高性能的综合性处理器内核Microchip的32位PIC系列MCU产品部分使用了MIPS内核2004年，Arm推出一系列32位Cortex-M内核，意法半导体率先使用，32代理芯海位单片机迅速取代了16位单片机的高端地位。
进入主流市场地位的16位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比20世纪80年代提高了数百倍代表产品有Motorola的M68300系列、Hitachi的SH系列等2010年，开源指令集RISC-V始于加州大学伯克利分校。
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2019年，兆易创新携手芯来科技推出全球首款基于开源指令集架构RISC-V的Bumblebee处理器内核的GD32V系列通用单片机——GD32VF10321世纪，出现了高速、大寻址范围、运算能力强的8/16/32位通用型单片机，以及应用于特定领域的代理芯海专用型单片机。
当前单片机系统已不再是裸机环境下的开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统广泛应用在单片机上作为掌上电脑和手机核心处理器的高端单片机，甚至可以直接使用专用的Windows和Linux等操作二、国产MCU崛起进程。
如果从1971年1月，4位微代理芯海处理器Intel 4004诞生算起，MCU至今已有近50年的历史而国内厂商的MCU产品大都起于21世纪初，可溯历史非常短国产MCU没有参与到MCU发展的探索阶段、形成阶段，但在MCU全面发展阶段，国产MCU是一股不可忽视的存在，尤其在当前国际环境下。
尽管目前市面上热门的单片机系列仍以欧美日企业为主，代理芯海如意法半导体的STM32系列，Microship的PIC系列，Atmel（被Microship收购）的AVR系列，恩智浦的LPC系列，德州仪器的MSP430系列等，但我们发现在各元器件分销平台的销量榜中，慢慢出现了一些国产MCU产品的面孔，如兆易创新的GD32系列、纳思达旗下极海半导体的APM32系代理芯海列等，国产MCU产品在快速崛起。
国产MCU处于“从有到强”的阶段根据上文的MCU的发展历史梳理，笔者认为现代MCU真正意义上的高速发展始于Arm推出Cortex-M内核，采取IP授权的分工形式目前Arm的Cortex-M内核在市场上占据主导地位，占比52%。
以Arm Cortex-M内核应用为标准，代理芯海某种意义上可以窥探国产MCU产品当前丰富度和竞争力图源 | 中信建投Arm共推出了11款Cortex-M系列MCU内核IP，定位不同，涉及性能、功耗、成本、体积、特定扩展等，可满足低、中、高端需求。
其中，M0、M0+、M1、M23系列为低端MCU内核；M3、M4为中端MCU内核；M33、M35P为中代理芯海高端MCU内核；M7、M55、M85为高端MCU内核下图是中信建投整理的国产MCU内核信息，可以看出：
国产MCU在Arm Cortex-M内核上，已经覆盖了低端、中端和部分中高端内核补充：① 兆易创新已于2018年11月已推出基于Arm Cortex-M23的MCU的55nm的GD32E230系列，代理芯海成本低、体积小，性能和电源效率较Cortex-M0/M0+有所提升。
② ELEXCON 2019深圳国际电子展中，紫光同创FPGA通过集成Arm Cortex-M1嵌入式软核，提供了快速、低成本、高集成CPU解决方案图源：公司官网、中信建投此外，国内MCU厂商在高端产品上也在持续发力。
据悉，截至20代理芯海22年三季度，兆易创新、国民技术等大陆头部企业在高算力、高性能的Cortex-M7内核系列产品正在研发阶段另外，在2021年慕尼黑电子展中，极海半导体副总曾豪透漏：“极海半导体基于Arm Cortex-M7内核的APM32F720中高端产品即将快速上市。
”代理芯海但值得一提的是，Cortex-M55是首个基于Armv8.1-M架构，采用Helium技术，支持AI处理能力的处理器；Cortex-M85是号称“迄今为止性能最强的Cortex-M处理器”，标量计算比Cortex-M7提高30%，并采用了Helium技术。
作为高端内核，两者分别于2020年2月、2代理芯海022年4月发布，即使是全球MCU龙头意法半导体，也未有量产相关产品国产高端MCU时代何时到来？具体来看，兆易创新作为国内MCU行业的龙头企业，以其32位MCU产品的发布时间线，基本可以代表我国MCU厂商的最强竞争力了。
2013年4月：首颗国产基于Arm Cortex-M3的MCU发布；2016年6代理芯海月：首颗国产基于Arm Cortex-M4 的MCU发布；2018年10月：首颗国产基于Arm Cortex-M23 的MCU发布；
2022年9月：首颗公司基于Arm Cortex-M33内核的GD32A503系列车规级MCU发布（首颗国产Arm Cortex-M33车规级MCU由云途半导体在202代理芯海2年8月发布）目前，兆易创新的产品已经覆盖了中高端MCU，但在高算力、高性能的Arm Cortex-M7内核的高端MCU上，还处于研发阶段。
根据上面兆易创新的MCU产品发布时间线，每3年左右会推出一款新的基于Arm Cortex-M内核的MCU产品，笔者希望在2025年前，兆易创新可以量产Arm C代理芯海ortex-M7的MCU产品要知道，意法半导体早在2014年就发布了全球首款基于Arm Cortex-M7的高端MCU产品。
三、写在最后尽管从Arm Cortex-M内核应用维度对比，中外MCU产品差距似乎不是那么明显，仅在Cortex-M7、Cortex-M35P未有对标产品，但是真正衡量MCU的代理芯海产品力，还要看产品的主频、存储、功耗、可靠性等指标，以及产品品类的丰富度及应用场景等。
另外，从市场维度看，本土MCU厂商的份额也是少得可怜，根据Gartner数据，2021年全球MCU市场，Top5企业市场份额合计75%，而国内头部厂商兆易创新、紫光国微的市场份额分别仅为1%左右但值得期待的是，本土代理芯海MCU产品正处于“从有到强”、“从有到多”的进程中。
在汽车和工业控制等中高端市场，国产MCU已慢慢开始打破国际大厂垄断，如2018年底杰发科技量产了国内首颗32位车规级MCU芯片AC781x，最近的2023年2月极海半导体推出的APM32A全系列车规级MCU。
在新兴物联网应用领域，国产MCU厂商跟国代理芯海际大厂几乎站在同一起跑线上同时，国内还出现了一批自研内核的MCU产品，如芯旺微电子的KungFu8/KungFu32内核，峰岹科技的ME内核本土MCU厂商们正全力前行！。
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