微處理器和單片機(MCU)從上個世紀70年代在歐美開始興起，1981年8051單片機問世，到今天已經36年了。從數量上看，8位單片機依然是MCU市場的主力，32位MCU已經成為今天全球消費和工業電子產品的核心。

　　從2015年開始，為爭奪市場份額，布局強勁增長的物聯網應用，MCU主要廠商之間發生了數起大規模并購。根據市場調研機構IC Insights的統計，從收購完成合并后的銷售數據看，NXP、Microchip和Cypress 2016年MCU產品線銷售額同比大幅增長，排名也相應上升。未進行大規模收購的MCU廠商則表現平平，只有個位數的增長，比如ST和TI，有的出現了大幅下降，比如像Samsung。

　　8大MCU廠商全球市場份額合計達到了88%，這也就是說除了幾大MCU外，小的MCU公司市場份額非常小。IC Insights 2016年8月的研究報告顯示，MCU市場將于2020年達到高峰，銷售額達到209億美元，銷售267億顆芯片。針對這樣的市場形勢，在剛剛結束的2017年STM32峰會上，ST給自己定下目標是2020年銷售額將到達40億美元，從目前市場份額10%增長到20%。

　　MCU技術發展線路

　　1.開發工具

　　8位MCU時代，開發工具很簡單，MCU功能簡單，存儲器容量很小，應用代碼甚至可以使用匯編語言書寫，簡單的下載和編程工具可以勝任開發工作。后來隨著MCU功能增加，存儲器容量增加，C語言逐漸成為首選，集成開發環境(IDE)和JATG調試漸成主流，這種方式主導了過去20年MCU開發模式。

　　隨著物聯網的興起，大量的電子產品急需智能化升級，聯網就成為基本需求，特別是無線網絡，RTOS (實時操作系統)從以前的嵌入式系統中“奢飾品”變成今天的“必需品”。得益于開源社區和開源軟件的幫助，開源的RTOS 比如像FreeRTOS、uC/OS和Contiki已經成為開發者的優選。專門針對物聯網應用的物聯網OS 也應運而生，比如ARM mbed OS、慶科MicoOS和華為LiteOS，其實這幾種物聯網OS的內核也是基于開源的RTOS技術。

　　開發工具(IDE)價格昂貴，讓創業者望而卻步，借助開源軟件，MCU企業紛紛推出自己的IDE，比如瑞薩的e2studio、芯科的Simplicty Studio和NXP的 LPCXpresso，這些IDE 是基于開源Eclipse，編譯軟件也是開源的GCC ARM 。芯片公司的IDE雖然在功能和優化上無法與Keil和IAR相比，但已經完全到達可用的程度。ARM開發了基于Web的mbed工具，開發者不需要購買和安裝任何IDE，只要有一塊mbed兼容的開發板，就可以進行嵌入式開發。如果你使用的是Arduino開發板，Arudino IDE集成大量開源硬件知識庫，讓你開發如虎添翼，事半功倍。

　　今天，有了強大的開源的生態環境，MCU開發者不再會因為缺乏資金無法購買開發工具和獲得技術支持而耽誤項目開發犯愁了。

　　2.制造技術

　　摩爾定律推動了芯片產業輝煌了40年，其中制程工藝發展是重要的助推劑。傳統的MCU，比如8位OTP MCU，長期是使用0.5微米的制程工藝，隨著時間的推移，設備和技術的更新，現在主流的MCU制程是180nm，甚至90nm技術，展望不遠的將來，使用40nm甚至28nm制程工藝的MCU也不是遙不可及的事情。

　　我們知道，更先進的制程工藝會在MCU內部集成更多的晶體管，使處理器實現更多的功能和更高的性能。這樣MCU核心尺寸的大小就不是很重要的因素了，更多的32位MCU核心將替代8位，芯片的體積也不會變大，功耗反而會更小。此外，先進的制程工藝還能帶來片內FLASH容量的增加，未來1MB甚至4MB的FALSH MCU 也是常見的產品了。

　　當然，制程工藝將會給MCU生態環境帶來挑戰，比如初期制造成本的增加，芯片設計復雜性增加。32位核心導入，軟件開發難度增加，以及物聯網應用帶來MCU和RF以及Sensor集成，進而帶來功耗管理和PCB設計上一系列棘手問題。

　　3.應用設計方案

　　MCU應用五花八門，從最小的消費電子產品，到大型工業機器人，幾乎涵蓋了所有嵌入式電子產品。早期的MCU芯片公司只是提供應用指南和參考設計代碼，方案性的設計一般是客戶自己完成，或者由專業的方案公司和代理商完成，然后交給設備廠商生產，這樣模式至今依然大量存在。

　　隨著物聯網興起，電子產品智能化需求越來越多，傳統產業升級已經迫在眉睫，電子產業急需MCU廠商提供更多更好的創新型設計方案。隨著電商時代到來，渠道的扁平化，傳統芯片代理商已經無力投入日趨復雜的方案設計，行業日趨細化和深入，傳統的方案商已經轉型成產品提供商，應用設計方案的重任再次落在MCU公司身上。

　　今天我們看到全球領先的MCU企業，比如ST、NXP、TI和瑞薩等公司，他們都能提供許許多多MCU應用解決方案，這些方案的技術越來越前沿，功能越來越完善。比如STM32峰會上展示的預防黑客侵入的智能鎖的安全解決方案、可以在小屏幕上實現美觀流暢游戲界面的超低功耗MCU智能手表方案，以及基于低成本STM32F7MCU的LoRa網關。

　　近年興起的創客運動也是MCU應用方案的一大貢獻者。創客們大量采用的Arduino開源硬件，Arduino采用的MCU是Atmel公司的AVR系列處理器;機器人項目Pibot則采用Arduino作為核心控制板。在開源硬件環境下，沒有開發基礎，只有創意的開發者，也可以完成自己的產品開發。開發門檻的降低了，將吸引更多的人實現創意，極大地增加產品的種類和數量，從而導致對MCU需求的增長。