本文来自微信公众号“物联网智库”，作者：Sophia。
MCU（(Microcontroller Unit；微控制单元）是现代电子设备中的“隐形骨干”。如今，数十亿台设备依靠MCU实现控制、感知与通信功能，广泛分布于各行各业。通过在一颗低功耗芯片上集成处理器、存储器以及输入/输出外设，MCU能够应用于从家用电器、可穿戴设备到汽车与工业机械的各类场景。
物联网MCU是互联设备的“大脑”。与传统MCU不同，IoT MCU专为互联设备而设计，通常结合处理与控制能力，同时集成或支持通信接口。随着物联网部署的扩展，这类互联MCU正成为低功耗、始终在线型应用（如智能电表、工业传感器、联网汽车等）的关键推动力。
根据IoT Analytics于2025年10月发布的《2025–2030年物联网MCU市场报告》，全球MCU支出在2024年达到232亿美元，该市场包括物联网（IoT）和非物联网MCU，预计到2030年将以3.9%的年复合增长率（CAGR）增长，届时市场规模将达到294亿美元。这一增长的背景是全球连接技术的快速扩张——到2030年，全球物联网连接设备的基数预计将超过400亿台。
对于物联网MCU供应商而言，市场正在复苏，技术不断变革，这意味着供应商必须时刻了解最新趋势，才能在高度集中的市场中保持竞争力；而对那些使用物联网MCU的OEM/终端用户来说，随着物联网MCU变得更加开放、节能、智能和安全，紧跟技术趋势和关键供应商的步伐可能会非常有价值——在此背景下，本文将基于IoT Analytics最新发布的报告，概述物联网MCU市场的近况和未来技术趋势。
物联网MCU增长的关键驱动因素
物联网MCU与传统MCU的差别，不仅仅是加了一个“Wi-Fi”或“BLE”模块，而是理念与生态的全面升级。
表：传统MCU与物联网MCU对比
全球MCU市场规模预计到2030年将接近300亿美元，具体到物联网MCU细分市场，亦是一片欣欣向荣。根据报告数据，2024年全球物联网MCU市场规模达到51亿美元，较2023年下降9%，这一萎缩主要由于供应链整体库存消化所致。然而，2025年上半年市场分析显示出明显的回暖，随着需求恢复、交付周期与价格趋于稳定，物联网MCU收入同比增长1.8%。报告预测，物联网MCU未来市场将保持稳健增长，到2030年年复合增长率（CAGR）约为6.3%，届时市场规模预计达到73.2亿美元。
驱动物联网MCU增长的关键因素如下：
①自动化升级的潜在需求释放
2023和2024年，工业物联网市场增长放缓，为自2014年IoT Analytics开始研究物联网市场以来的最低水平，其中硬件领域（包括自动化和半导体细分市场）受到的冲击最为严重，许多企业因此推迟了硬件升级。然而，根据IoT Analytics《全球物联网企业支出（2025年第一季度更新）》预测，2025年将迎来加速增长。各家企业预计将释放被延迟的自动化升级需求，而这些升级在很大程度上依赖于基于MCU的PLC、IPC和网关设备，从而推动物联网MCU市场增长。
②LPWAN项目促进对物联网MCU的需求
根据IoT Analytics的《2015-2027年全球低功耗广域网（LPWAN）追踪与预测报告》，全球范围内有近13亿个LPWAN物联网连接，约占2023年全球已连接物联网设备的8%。报告预测，到2027年，LPWAN连接数量将以26%的复合年增长率增长，届时将达到30亿个，占全球所有物联网连接的10%。
得益于NB-IoT和LoRaWAN的部署，2025年，LPWAN芯片组预计同比增长8%。交通、智慧城市及建筑与基础设施是增长最快的细分市场，而智能电表则贡献了最大体量。印度计划到2027年完成2.5亿台智能电表安装，欧洲各国也在推进相关计划，这些政府主导的智能电表项目正在推动大规模部署。
每个LPWAN设备都需要MCU作为通信模块的主控，从而确保持续需求。
③随着AI向边缘迁移，MCU扮演核心角色
在物联网智库此前的多篇稿件中，已经强调过边缘AI/端侧AI的趋势——边缘AI是指在设备端（如智能手机、智能家居设备、可穿戴设备）进行AI处理，而非完全依赖云端服务器。这种转变带来了三大核心优势：首先，通过本地处理数据，边缘AI显著减少了数据传输到云端的延迟，从而提升响应速度；其次，敏感数据无需上传云端，降低了数据泄露风险，增强了隐私保护；最后，本地计算减少了云端数据传输的能耗，提高了能源效率。
尤其随着生成式AI应用的激增，数据中心的电力消耗也随之增加，使用生成式AI进行搜索推理的电力消耗是传统网络搜索的十倍。为了解决这一问题，除了在数据中心部署节能芯片外，将AI工作负载转移到边缘计算设备上也是一个有效的策略。采用混合AI架构可以灵活地结合云和边缘计算的优势，边缘侧终端设备，如智能手机、PC以及车辆等，完全有能力使用较小的模型来处理相应的工作负载，而无需依赖云端资源。
在此背景下，IoT Analytics认为，边缘AI是工业AI的潜在下一个重大趋势，专用边缘计算硬件（如MCU）的成熟，使边缘AI对制造商来说成为可实现的目标，AI与MCU的集成可实现边缘的始终在线推理。
④亚洲，尤其是中国，成为市场增长中心
物联网MCU市场的地理重心正稳步向亚洲转移，数据表显示，2024年所有地区均经历市场收缩，而亚洲将在2025年实现最大程度的复苏。中国是推动这一增长的主要动力。
中国市场增长背后，是近期在能源基础设施项目中的大量投资，而物联网MCU在这些项目中将发挥关键作用。例如，2025年1月，中国国家电网宣布将创纪录地投资880亿美元，用于优化电网并强化配电基础设施。展望未来，中国市场预计将保持最快增长势头，一直延续至2030年。
四项技术改变物联网MCU市场
技术变革一：RISC-V架构的崛起与普及
美中科技摩擦使RISC-V指令集架构（ISA）从一种技术选择上升为战略必需。今年3月，有两名知情人士透露，中国计划首次发布政策指导，鼓励在全国范围内使用开源RISC-V芯片，以加速减少中国对西方技术的依赖。消息人士称，该政策由包括网信办、工信部、科技部和国家知识产权局在内的八部门联合起草。
如果政策正式发布，将成为全球首个明确要求大规模采用RISC-V的国家政策，确立了其作为国家战略重点的地位。当像中国这样的大市场以国家层面推动RISC-V时，必将扩大其全球生态系统，促进软件与开发工具的成熟，加速资本与技术的跨境流动。
即便在尚无强制政策的国家和地区，越来越多厂商也主动采用RISC-V，将其视为一种灵活、具成本优势且高能效的替代架构。与需要授权预制内核的ARM等专有架构不同，RISC-V采用开放、免版税模式，使企业能够根据特定任务设计并定制处理器内核，无需支付授权费用，从而降低对少数主导供应商的依赖，并获得更大的设计自由度。
汽车行业已成为MCU创新的关键战场。RISC-V凭借其灵活可定制的特性，正在加速支撑汽车向软件定义汽车（SDV）和智能出行方向转型，它特别适用于为关键车载系统（如安全、通信及AI驱动功能）开发定制化处理器。
近期基于RISC-V的典型案例包括：
- 瑞萨电子：2024年3月，日本半导体制造商瑞萨推出基于自主研发RISC-V内核的R9A02G系列32位MCU，面向多样化的物联网、工业及消费类应用。
- 微芯科技（Microchip）：2024年7月，美国半导体厂商微芯科技发布PIC64GX RISC-V MCU系列，采用64位RISC-V子系统，以提升能效与安全性，并降低侧信道攻击风险。
- 英飞凌：2024年11月，德国半导体制造商英飞凌在其AURIX TC4x系列中引入基于RISC-V的选项，支持构建可扩展、安全的SDV平台。
- 亿咖通：2025年5月，中国汽车智能化方案提供商亿咖通发布基于RISC-V架构的EXP01处理器，该芯片通过了最高等级的汽车功能安全认证（ASIL-D）。
技术变革二：能源效率成为设计核心原则
当前，MCU设计高度聚焦于超低功耗，以支持电池供电的长寿命物联网部署。随着物联网部署扩展到功耗受限的环境，MCU供应商正在集成先进的电源管理功能，例如深度睡眠模式和自适应电压控制，以大幅降低能耗。这种对能效的关注直接转化为更低的运营成本，并支持基于“部署即忘”设备且电池寿命长达数年的全新商业模式。
节能MCU的典型案例包括：
- 意法半导体：2024年11月，总部位于瑞士的半导体厂商意法半导体推出STM32WL33，一款超低功耗无线系统级芯片（SoC），面向智能电表、智能建筑及工业物联网应用。该芯片在宽带接收模式下的电流可低至4.2µA，并在配合某些优化传感器时，其电池寿命可延长至15年。
- 恩智浦：2025年1月，总部位于荷兰的半导体厂商恩智浦发布MCX L系列新一代超低功耗微控制器，基于40纳米ULP工艺，并具备自适应动态电压控制（ADVC）。通过动态调节核心电压，MCX L系列据称可实现高能效，功耗可降低高达50%。
技术变革三：边缘AI能力正直接嵌入MCU
先进的人工智能AI和机器学习ML功能正从云端迁移至芯片端，使设备能够实时进行智能推理。边缘AI的集成正在将MCU转变为智能决策中心。这一转变使厂商能够通过上移软件栈提供更多价值，并从AI驱动的应用中获取收入，同时实现降低延迟、增强数据隐私以及减少对云基础设施依赖的优势。
MCU上的边缘AI典型案例包括：
- 意法半导体：2024年12月推出STM32N6系列微控制器，配备Neural-ART加速器，据称可显著提升机器学习性能。
- 英飞凌：2024年4月推出PSOC Edge系列E81、E83和E84微控制器，旨在通过增强机器学习能力提升物联网、消费类及工业应用的智能化水平。
技术变革四：物联网设备中安全MCU与硬件信任根正成为必备
图表展示了硬件安全元素如何帮助实现硬件信任根及其15个关键功能
随着物联网部署规模的扩大，设备必须保护敏感数据、防止克隆，并确保从芯片到云端的数据完整性。这推动了安全MCU以及专用硬件安全模块（如安全元件SE或可信平台模块TPM）的广泛应用，以建立硬件信任根（Hardware Root of Trust,HRoT）。
安全MCU将安全启动、设备认证、加密数据存储和证明等功能直接集成到微控制器中，创建一个与常规操作隔离的可信执行环境；SE和TPM则作为独立“保险库”提供类似保护——两者结合，奠定了设备的可信性基础，使得固件安全更新、用户隐私保护以及抵御恶意软件和软件层攻击成为可能。
随着物联网厂商认识到硬件安全不再是可选项，而是基础要求，安全MCU与HRoT解决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系列将集成NXP的EdgeLock安全元件。
- 英飞凌：2024年11月，英飞凌AURIX TC4x系列首次成员TC4Dx满足ISO/SAE21434最新网络安全标准，包括对后量子加密的支持。
写在最后
物联网MCU的演进，是嵌入式系统“互联网化”的缩影——它将传统MCU的控制逻辑、通信模组的联网能力、以及安全芯片的信任体系，融合为一个微型而强大的系统单元，让每一个“微终端”都能成为智能世界的节点。
未来，随着AI、边缘计算与低功耗网络的进一步融合，物联网MCU将不再只是“控制芯片”，而是承载人机互联与产业数字化的基础算力单元。正如过去二十年微处理器推动了信息社会的崛起，未来十年，物联网MCU将成为万物互联时代的底层引擎。
参考资料：
IoT MCU market:$7 billion opportunity by 2030,driven by industrial and edge AI，iot-analytics
Internet of Things System Design with Integrated Wireless MCUs，silabs
传中国将首次出台政策推动全国使用开源RISC-V芯片，集微网
