18nm 高性能 MCU：革新嵌入式存储领域格局

在半导体产业的发展进程中，微控制器（MCU）一直扮演着至关重要的角色。传统上，MCU 主要应用于家电、工业控制等领域，这些场景对 MCU 性能的要求相对基础，更侧重于稳定性、低功耗和低成本。然而，随着科技的飞速发展，车用、人工智能、穿戴设备等新兴应用对 MCU 的性能提出了前所未有的高要求，这也促使 MCU 在制程技术上不断寻求突破。

意法半导体推出了业界首款 18nm 高性能微控制器 ——STM32V8，这一举措为高性能 MCU 的发展带来了新的里程碑。STM32V8 专为要求严苛的工业应用而设计，它在意法半导体位于法国克罗勒的 300 毫米晶圆厂生产，采用了意法半导体先进的 18 纳米工艺，并集成了优异的嵌入式相变存储器（PCM）。同时，该系列产品也在三星晶圆代工厂进行生产。STM32 产品家族应用广泛，全球数十亿台产品设备都在使用，涵盖消费电子产品、家用电器、工业应用、医疗设备、通信节点等众多领域。

意法半导体微控制器、数字 IC 和射频产品部总裁 Remi El - Ouazzane 表示，STM32V8 是目前 STM32 产品家族中处理速度最快的产品。它专门为在恶劣工作环境下实现高可靠性运行而设计，能够替代体积大且功耗更高的应用处理器，代表了高性能 MCU 的未来发展方向。对于工业控制、传感器融合、图像处理、语音控制等对性能要求较高的嵌入式 AI 和边缘 AI 应用领域，STM32V8 将带来显著的增益。

得益于 Arm Cortex - M85 内核和 18nm 制造工艺，STM32V8 的时钟频率高达 800 MHz，是目前在售 STM32 微控制器中性能最强的产品。容量更大、速度更快的嵌入式存储器是实现各种安全互联应用的关键特性。FD - SOI 制造工艺与嵌入式 PCM 相结合，即使在恶劣的工作环境下，也能为微控制器提供强大的鲁棒性和可靠性。

低轨道（LEO）的高辐射环境就是一种严苛的工作环境。SpaceX 公司选用 STM32V8 芯片设计星链微型激光系统，用于连接在低轨道内高速运行的星链卫星。SpaceX 星链工程部副总裁 Michael Nicolls 表示： “星链卫星激光系统采用 ST 的 STM32V8 微控制器，并成功部署到太空中，标志着星链网络中推进高速连接项目取得了重大进展。STM32V8 的高性能算力结合大容量嵌入式存储器和数字功能，对于满足我们严苛的实时处理需求至关重要。同时，得益于 18nm FD - SOI 制造工艺，STM32V8 为低轨道环境带来更高的可靠性和鲁棒性。我们期待将 STM32V8 集成到其他产品中，并利用其强大的功能开发下一代先进应用。”

目前，STM32V8 处于入市早期阶段，仅为部分指定客户供货，从 2026 年第一季度开始向 OEM 大客户供货，随后逐渐扩大供货范围。MCU 制造的主流节点仍是 40 纳米以上的成熟工艺，但新应用已经促使 MCU 采用 28nm 等更先进的节点。40nm 及以上是各大厂商 MCU 制造的主要制程节点，在传统应用中，MCU 对性能的要求不高，成熟节点足以满足应用需求。此外，由于 eFlash（嵌入式存储）的经济节点也局限在 40nm 及以上的成熟工艺，这在一定程度上限制了 MCU 的制程提升。

然而，汽车、物联网、工业自动化等应用催生了对性能更强、功耗更低的 MCU 的需求，且 MRAM、RRAM 和 PCM 等新型嵌入式存储得到应用，突破了传统 eFlash 造成的工艺限制。从产业链层面来看，近年来 Foundry 扩产多侧重于 28nm 产能，新产品也朝着这一制程发展。

18nm MCU 带来的不仅是 MCU 市场的巨变，在嵌入式存储领域三种路线相变存储器（PCM）、磁 RAM（MRAM）和阻变存储器（RRAM）的竞争中，PCM 率先突破 20nm 门槛，将为其后续发展增添更多优势。

MCU 的应用非常广泛，而汽车电子是 MCU 的第一大应用市场。近些年，在电气化、智能化的驱动下，汽车 MCU 的比重持续攀升。据统计，传统普通燃油车约使用 70 个 ECU，豪华燃油车约为 150 个，而智能汽车由于智能座舱和自动驾驶的高算力需求，ECU 数量会激增至约 300 个，是普通燃油车的 4.3 倍，而每个 ECU 单元里至少需要使用一颗 MCU。从市场规模来看，IC Insights 预测，2028 年全球 MCU 市场规模将达到 380 亿美元。

随着汽车智能化、边缘 AI 应用的快速发展，性能更高且能耗更低的 MCU 成为刚性需求。瑞萨、NXP 与 ST 目前都致力于高性能 MCU 的开发和推广，这使得 28nm 与 18nm 和 16nm 工艺的产品正快速增多。