MCU （(Microcontroller Unit；微控制單元）是現代電子設備中的“隱形骨干”。如今，數十億臺設備依靠 MCU 實現控制、感知與通信功能，廣泛分布于各行各業。通過在一顆低功耗芯片上集成處理器、存儲器以及輸入/輸出外設，MCU 能夠應用于從家用電器、可穿戴設備到汽車與工業機械的各類場景。
物聯網 MCU 是互聯設備的“大腦”。與傳統 MCU 不同，IoT MCU 專為互聯設備而設計，通常結合處理與控制能力，同時集成或支持通信接口。隨著物聯網部署的擴展，這類互聯 MCU 正成為低功耗、始終在線型應用（如智能電表、工業傳感器、聯網汽車等）的關鍵推動力。
根據 IoT Analytics 于 2025 年 10 月發布的《2025–2030 年物聯網 MCU 市場報告》，全球 MCU 支出在 2024 年達到 232 億美元，該市場包括物聯網（IoT）和非物聯網 MCU，預計到 2030 年將以 3.9% 的年復合增長率（CAGR）增長，屆時市場規模將達到 294 億美元。這一增長的背景是全球連接技術的快速擴張——到 2030 年，全球物聯網連接設備的基數預計將超過 400 億臺。
對于物聯網 MCU 供應商而言，市場正在復蘇，技術不斷變革，這意味著供應商必須時刻了解最新趨勢，才能在高度集中的市場中保持競爭力；而對那些使用物聯網 MCU 的 OEM/終端用戶來說，隨著物聯網 MCU 變得更加開放、節能、智能和安全，緊跟技術趨勢和關鍵供應商的步伐可能會非常有價值——在此背景下，本文將基于 IoT Analytics 最新發布的報告，概述物聯網 MCU 市場的近況和未來技術趨勢。
物聯網 MCU 增長的關鍵驅動因素
物聯網 MCU 與傳統 MCU 的差別，不僅僅是加了一個“Wi-Fi”或“BLE”模塊，而是理念與生態的全面升級。
表：傳統 MCU 與物聯網 MCU 對比
全球 MCU 市場規模預計到 2030 年將接近 300 億美元，具體到物聯網 MCU 細分市場，亦是一片欣欣向榮。根據報告數據，2024 年全球物聯網 MCU 市場規模達到 51 億美元，較 2023 年下降 9%，這一萎縮主要由于供應鏈整體庫存消化所致。然而，2025 年上半年市場分析顯示出明顯的回暖，隨著需求恢復、交付周期與價格趨于穩定，物聯網 MCU 收入同比增長 1.8%。報告預測，物聯網 MCU 未來市場將保持穩健增長，到 2030 年年復合增長率（CAGR）約為 6.3%，屆時市場規模預計達到 73.2 億美元。
驅動物聯網 MCU 增長的關鍵因素如下：
①自動化升級的潛在需求釋放
2023 和 2024 年，工業物聯網市場增長放緩，為自 2014 年 IoT Analytics 開始研究物聯網市場以來的最低水平，其中硬件領域（包括自動化和半導體細分市場）受到的沖擊最為嚴重，許多企業因此推遲了硬件升級。然而，根據 IoT Analytics《全球物聯網企業支出（2025 年第一季度更新）》預測，2025 年將迎來加速增長。各家企業預計將釋放被延遲的自動化升級需求，而這些升級在很大程度上依賴于基于 MCU 的 PLC、IPC 和網關設備，從而推動物聯網 MCU 市場增長。
② LPWAN 項目促進對物聯網 MCU 的需求
根據 IoT Analytics 的《2015-2027 年全球低功耗廣域網（LPWAN）追蹤與預測報告》，全球范圍內有近 13 億個 LPWAN 物聯網連接，約占 2023 年全球已連接物聯網設備的 8%。報告預測，到 2027 年，LPWAN 連接數量將以 26% 的復合年增長率增長，屆時將達到 30 億個，占全球所有物聯網連接的 10%。
得益于 NB-IoT 和 LoRaWAN 的部署，2025 年，LPWAN 芯片組預計同比增長 8%。交通、智慧城市及建筑與基礎設施是增長最快的細分市場，而智能電表則貢獻了最大體量。印度計劃到 2027 年完成 2.5 億臺智能電表安裝，歐洲各國也在推進相關計劃，這些政府主導的智能電表項目正在推動大規模部署。
每個 LPWAN 設備都需要 MCU 作為通信模塊的主控，從而確保持續需求。
③隨著 AI 向邊緣遷移，MCU 扮演核心角色
在物聯網智庫此前的多篇稿件中，已經強調過邊緣 AI/端側 AI 的趨勢——邊緣 AI 是指在設備端（如智能手機、智能家居設備、可穿戴設備）進行 AI 處理，而非完全依賴云端服務器。這種轉變帶來了三大核心優勢：首先，通過本地處理數據，邊緣 AI 顯著減少了數據傳輸到云端的延遲，從而提升響應速度；其次，敏感數據無需上傳云端，降低了數據泄露風險，增強了隱私保護；最后，本地計算減少了云端數據傳輸的能耗，提高了能源效率。
尤其隨著生成式 AI 應用的激增，數據中心的電力消耗也隨之增加，使用生成式 AI 進行搜索推理的電力消耗是傳統網絡搜索的十倍。為了解決這一問題，除了在數據中心部署節能芯片外，將 AI 工作負載轉移到邊緣計算設備上也是一個有效的策略。采用混合 AI 架構可以靈活地結合云和邊緣計算的優勢，邊緣側終端設備，如智能手機、PC 以及車輛等，完全有能力使用較小的模型來處理相應的工作負載，而無需依賴云端資源。
在此背景下，IoT Analytics 認為，邊緣 AI 是工業 AI 的潛在下一個重大趨勢，專用邊緣計算硬件（如 MCU）的成熟，使邊緣 AI 對制造商來說成為可實現的目標，AI 與 MCU 的集成可實現邊緣的始終在線推理。
④亞洲，尤其是中國，成為市場增長中心
物聯網 MCU 市場的地理重心正穩步向亞洲轉移，數據表顯示，2024 年所有地區均經歷市場收縮，而亞洲將在 2025 年實現最大程度的復蘇。中國是推動這一增長的主要動力。
中國市場增長背后，是近期在能源基礎設施項目中的大量投資，而物聯網 MCU 在這些項目中將發揮關鍵作用。例如，2025 年 1 月，中國國家電網宣布將創紀錄地投資 880 億美元，用于優化電網并強化配電基礎設施。展望未來，中國市場預計將保持最快增長勢頭，一直延續至 2030 年。
四項技術改變物聯網 MCU 市場
技術變革一：RISC-V 架構的崛起與普及
美中科技摩擦使 RISC-V 指令集架構（ISA）從一種技術選擇上升為戰略必需。今年 3 月，有兩名知情人士透露，中國計劃首次發布政策指導，鼓勵在全國范圍內使用開源 RISC-V 芯片，以加速減少中國對西方技術的依賴。消息人士稱，該政策由包括網信辦、工信部、科技部和國家知識產權局在內的八部門聯合起草。
如果政策正式發布，將成為全球首個明確要求大規模采用 RISC-V 的國家政策，確立了其作為國家戰略重點的地位。當像中國這樣的大市場以國家層面推動 RISC-V 時，必將擴大其全球生態系統，促進軟件與開發工具的成熟，加速資本與技術的跨境流動。
即便在尚無強制政策的國家和地區，越來越多廠商也主動采用 RISC-V，將其視為一種靈活、具成本優勢且高能效的替代架構。與需要授權預制內核的 ARM 等專有架構不同，RISC-V 采用開放、免版稅模式，使企業能夠根據特定任務設計并定制處理器內核，無需支付授權費用，從而降低對少數主導供應商的依賴，并獲得更大的設計自由度。
汽車行業已成為 MCU 創新的關鍵戰場。RISC-V 憑借其靈活可定制的特性，正在加速支撐汽車向軟件定義汽車（SDV）和智能出行方向轉型，它特別適用于為關鍵車載系統（如安全、通信及 AI 驅動功能）開發定制化處理器。
近期基于 RISC-V 的典型案例包括：
瑞薩電子：2024 年 3 月，日本半導體制造商瑞薩推出基于自主研發 RISC-V 內核的 R9A02G 系列 32 位 MCU，面向多樣化的物聯網、工業及消費類應用。
微芯科技（Microchip）：2024 年 7 月，美國半導體廠商微芯科技發布 PIC64GX RISC-V MCU 系列，采用 64 位 RISC-V 子系統，以提升能效與安全性，并降低側信道攻擊風險。
英飛凌：2024 年 11 月，德國半導體制造商英飛凌在其 AURIX TC4x 系列中引入基于 RISC-V 的選項，支持構建可擴展、安全的 SDV 平臺。
億咖通：2025 年 5 月，中國汽車智能化方案提供商億咖通發布基于 RISC-V 架構的 EXP01 處理器，該芯片通過了最高等級的汽車功能安全認證（ASIL-D）。
技術變革二：能源效率成為設計核心原則
當前，MCU 設計高度聚焦于超低功耗，以支持電池供電的長壽命物聯網部署。隨著物聯網部署擴展到功耗受限的環境，MCU 供應商正在集成先進的電源管理功能，例如深度睡眠模式和自適應電壓控制，以大幅降低能耗。這種對能效的關注直接轉化為更低的運營成本，并支持基于“部署即忘”設備且電池壽命長達數年的全新商業模式。
節能 MCU 的典型案例包括：
意法半導體：2024 年 11 月，總部位于瑞士的半導體廠商意法半導體推出 STM32WL33，一款超低功耗無線系統級芯片（SoC），面向智能電表、智能建筑及工業物聯網應用。該芯片在寬帶接收模式下的電流可低至 4.2 μA，并在配合某些優化傳感器時，其電池壽命可延長至 15 年。
恩智浦：2025 年 1 月，總部位于荷蘭的半導體廠商恩智浦發布 MCX L 系列新一代超低功耗微控制器，基于 40 納米 ULP 工藝，并具備自適應動態電壓控制（ADVC）。通過動態調節核心電壓，MCX L 系列據稱可實現高能效，功耗可降低高達 50%。
技術變革三：邊緣 AI 能力正直接嵌入 MCU
先進的人工智能 AI 和機器學習 ML 功能正從云端遷移至芯片端，使設備能夠實時進行智能推理。邊緣 AI 的集成正在將 MCU 轉變為智能決策中心。這一轉變使廠商能夠通過上移軟件棧提供更多價值，并從 AI 驅動的應用中獲取收入，同時實現降低延遲、增強數據隱私以及減少對云基礎設施依賴的優勢。
MCU 上的邊緣 AI 典型案例包括：
意法半導體：2024 年 12 月推出 STM32N6 系列微控制器，配備 Neural-ART 加速器，據稱可顯著提升機器學習性能。
英飛凌：2024 年 4 月推出 PSOC Edge 系列 E81、E83 和 E84 微控制器，旨在通過增強機器學習能力提升物聯網、消費類及工業應用的智能化水平。
技術變革四：物聯網設備中安全 MCU 與硬件信任根正成為必備
圖表展示了硬件安全元素如何幫助實現硬件信任根及其 15 個關鍵功能
隨著物聯網部署規模的擴大，設備必須保護敏感數據、防止克隆，并確保從芯片到云端的數據完整性。這推動了安全 MCU 以及專用硬件安全模塊（如安全元件 SE 或可信平臺模塊 TPM）的廣泛應用，以建立硬件信任根（Hardware Root of Trust, HRoT）。
安全 MCU 將安全啟動、設備認證、加密數據存儲和證明等功能直接集成到微控制器中，創建一個與常規操作隔離的可信執行環境；SE 和 TPM 則作為獨立“保險庫”提供類似保護——兩者結合，奠定了設備的可信性基礎，使得固件安全更新、用戶隱私保護以及抵御惡意軟件和軟件層攻擊成為可能。
隨著物聯網廠商認識到硬件安全不再是可選項，而是基礎要求，安全 MCU 與 HRoT 解決方案的采用正在加速。
集成硬件安全的典型案例包括：
恩智浦：2025 年 1 月，NXP 宣布其 MCX L 系列將集成 NXP 的 EdgeLock 安全元件。
英飛凌：2024 年 11 月，英飛凌 AURIX TC4x 系列首次成員 TC4Dx 滿足 ISO/SAE21434 最新網絡安全標準，包括對后量子加密的支持。
寫在最后
物聯網 MCU 的演進，是嵌入式系統“互聯網化”的縮影——它將傳統 MCU 的控制邏輯、通信模組的聯網能力、以及安全芯片的信任體系，融合為一個微型而強大的系統單元，讓每一個“微終端”都能成為智能世界的節點。
未來，隨著 AI、邊緣計算與低功耗網絡的進一步融合，物聯網 MCU 將不再只是“控制芯片”，而是承載人機互聯與產業數字化的基礎算力單元。正如過去二十年微處理器推動了信息社會的崛起，未來十年，物聯網 MCU 將成為萬物互聯時代的底層引擎。
