全球MCU市場持續增長,國際知名咨詢公司沙利文在2025年發布的《全球MCU產業市場分析》中指出,2020-2024年全球MCU產業市場規模由1104億元人民幣擴大至1403億元人民幣,復合年增長率為6.2%,預計至2029年,全球MCU產業市場規模將達2108億元人民幣。具體到國內,MCU市場同步增長中,中商產業研究院報告有數據指出,中國MCU市場占全球比重從2022年的23%升至2024年的28%。伴隨著MCU市場規模的擴張,國內MCU的應用也面臨變革。
在工業控制、電機驅動、電源管理等領域,國內市場對高集成度、低功耗混合信號MCU的需求尤為迫切。傳統方案中,MCU應用于這些領域中,客戶往往需外掛多顆模擬芯片完成信號采集、調理與輸出,導致系統復雜度高、BOM成本攀升、可靠性風險加劇,市場亟需兼具“高可靠、易開發”特性的國產MCU產品。
武漢芯源半導體有限公司(以下簡稱“武漢芯源半導體”,或“公司”)直面這一困局,推出CW32L012——這是武漢芯源半導體“首顆完整信號鏈混合信號MCU”。
圖:武漢芯源半導體32位MCU新品CW32L012
“2025年,在混合信號能力成為國產MCU分水嶺的當下,武漢芯源半導體推出 .全信號鏈MCU CW32L012,既是在響應部分MCU市場從“數字控制”向“信號全鏈處理”的需求演進,讓客戶在需要直接輸出模擬信號時,有對應產品可用;也是公司作為通用MCU原廠,具備混合信號IC設計能力的驗證?!蔽錆h芯源半導體技術總監張亞凡在接受芯師爺采訪時透露道。
這是一顆怎樣的MCU,其創新和應用優勢何在?本文中,芯師爺將通過對張總的采訪,揭秘這顆芯片背后的故事。
步入MCU技術深水區
CW32L012的“三位一體”創新架構
作為低功耗微控制器L01x家族全新成員,CW32L012基于Cortex-M0+內核與90nm超低功耗工藝,可實現“采集-處理-輸出”全信號鏈整合,主頻高達96MHz,同時集成了CORDIC硬件單元、擴展算術運算單元(EAU),可以提供部分數學函數、算術運算的硬件加速,特別適用于電機控制、電源、以及更豐富的模擬功能需求中應用。
為了滿足這些市場對MCU的期待,武漢芯源半導體在CW32L012設計上做了不少創新。
圖:CW32L012外設資源
創新點1:完整信號鏈架構——芯片級系統整合
張總詳解CW32L012技術內核:“當一顆芯片能同時完成模擬信號采集(ADC)→數字處理(MCU)→模擬控制輸出(DAC) 閉環,才稱得上真正的信號鏈整合。”CW32L012以雙12位ADC、雙12位DAC與雙路軌到軌運放的“鐵三角”配置,在單顆MCU芯片中實現了這一功能。
這一設計直擊客戶痛點:“經常遇到客戶需在MCU外圍增加運放做信號調理,還要用示波器觀察變量變化,甚至微調偏置電壓適應環境?!睆埧傊赋觯?/span>芯片級整合可省去外圍調理芯片,從設計源頭平衡成本與性能,“將催生更多高性價比產品”。
創新點2:硬件加速——重構效率的“軟件硬件化”思維
CW32L012芯片集成CORDIC(坐標旋轉數字計算)與EAU(擴展算術運算)雙硬件加速引擎,專攻三角函數、開方等高頻復雜運算。
在MCU產品設計中,用軟件的手段去解決通常由硬件實現的功能,業內稱之為“硬件軟件化”,例如FPGA等;而用硬件手段去實現通常由軟件完成的功能,則被稱為"軟件硬件化",例如CRC等。像CRC這種需要頻繁、高速、重復執行的固定計算任務,專門用一個硬件電路(外設)來完成,正是MCU設計上‘軟件硬件化’思維的體現與優勢。
基于同樣的邏輯,張總解釋CW32L012集成CORDIC與EAU雙硬件加速引擎的底層考量:
“這不是堆砌外設,而是用‘軟件硬件化’思維重構效率——當算法高度固化,專用硬件才是最優解。
例如電機控制中頻繁的三角函數計算,若由CPU純軟件實現,既耗時又占資源。CORDIC/EAU使計算速度提升數量級,且不占用處理器開銷。在逆變器等實時性要求高的場景,這種設計讓系統既快捷穩定,又釋放了CPU的負載,讓它可以去處理更復雜的邏輯和控制任務?!?/span>
“這類外設都是芯片設計跟隨技術應用的發展而衍生出來的?!睆埧傃a充道。
創新點3:工業級根基——eFlash工藝與 .存儲配置
采用eFlash工藝也是CW32L012一大特色,工業級應用的關鍵——eFlash方案標志著CW32系列 .對標高可靠性工業場景。將Flash與處理器集成于同一硅片,可通過32/64位總線直連,徹底規避外掛Flash引發的速度、可靠性和EMC風險。
在存儲配置上,64KB Flash + 8KB SRAM的組合 .卡位中小型控制場景?!斑@一配置符合大部分應用需求,能保持 .經濟性。我們認為它能夠很好地覆蓋相近規格的應用需求。”張總表示。
CW32L012的技術優勢需以實用性與易用性為落腳點,這些創新將如何落實到應用場景中呢?
如上文中提及,CW32L012明確瞄準電機控制、電源管理、計量與信號處理等應用場景。
張總以電機控制為例,闡述了該產品的設計考量:“做電機控制開發的伙伴都很清楚,如果用MCU來實現高速的電機閉環控制,都需要MCU具備某些特征比如:三相6通道的 .定時器帶互補輸出、可以由定時器同步觸發的1個或多個ADC、可以靈活配置的信號調理硬件、做Clark變換和Park變換要快、做PI或者PID計算要快。”CW32L012在這些方面均做了針對性設計與技術改良,助力電機驅動走向更高精度、更高效率。
在實際應用中,高度模擬集成的價值尤為凸顯。張總分享道:“在CW32L012面市之前,經常遇到客戶表示他的應用需要在MCU外圍增加一個或者兩個運算放大器去做信號調理,并且客戶習慣使用示波器去觀察某些變量隨時間變化的關系,以及需要在做信號調理的時候,適時微調輸出一些偏置電壓?!盋W32L012通過芯片級整合,使客戶得以簡化外圍電路,降低BOM成本,并提升系統整體可靠性。
此外,為降低工程師的開發門檻,武漢芯源半導體提供了從數據手冊、用戶手冊、開發板到例程庫的全套支持。針對CORDIC/EAU等特色功能,亦提供相應的軟件支持與優化示例。
圖:CW32L012配套工具鏈支持
值得一提的是,公司技術團隊展現出高度的客戶響應靈活性。張總舉例道:“有時候還會分享一些創新性的做法給到客戶,比如說用另外一個通用定時器與 .定時器同步并且配置一致,相當于增加了 .定時器的通道數。”這種貼近實戰的技術支持,彰顯了芯源“從客戶中來,到客戶中去”的服務理念。
CW32L012的推出,不僅是武漢芯源半導體MCU產品線的一次重要補充,更是國產MCU向高集成度、混合信號處理領域邁進的一個標志性節點。它回應了市場對“信號鏈全集成”的迫切需求,展現了國產芯片企業在細分賽道進行技術創新與差異化競爭的能力。
對于未來的發展,張總表示公司有清晰的規劃:"未來,武漢芯源半導體依然將根據客戶需求,從簡單功能做起,持續向高速、高精度、高可靠性、高性價比方向迭代。"
在國內MCU縱深發展、行業競爭日趨激烈的當下,如武漢芯源半導體這般,以深度理解客戶場景為起點,以完整信號鏈集成能力為支撐,以靈活的技術支持為后盾,正逐漸走出一條從技術跟隨到價值引領的發展路徑。CW32L012,恰是行進在這條路徑上的一支優秀隊伍。