節能、安全、聯網與感測已成為微控制器新的應用版圖，亦吸引微控制器業者搶進。為搶分杯羹，微控制器業者各展所長，以期可刺激應用市場加速其微控制器的導入，進一步擴張市場範疇。
微控制器(MCU)在電子產品中所扮演的角色越來越重要，市場版圖也愈發的擴大，促使微控制器業者無不絞盡腦汁，搶搭市場商機。近期微控制器在功耗降低、價格下滑快速與效能不斷提升的發展趨勢下，節能、安全、感測、聯網與汽車已成為微控制器熱門應用領域，並吸引業者積極搶進。
為於上述一級戰場中取得一席之地，微控制器業者從重整產品線、參考設計(Reference Design)與驗證電路(Verified Circuits)著手，以期吸引廠商採用。
強打低功耗特色 瑞薩電子MCU淘綠金
在全球瘋環保的浪潮席捲下，全球微控制器(MCU)出貨與營收市占第一的瑞薩電子(Renesas Electronics)微控制器產品除了朝向綠色系統發展外，並鎖定逆變器(Inverter)馬達控制、照明與電源管理三大微控制器應用領域，發布新的RX與RL78系列方案，以搭上環保的商機順風車。
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| 圖1 瑞薩電子第一營業行銷部副理黎柏均表示，除了符合節能要求外，微控制器還須結合無線聯網功能，才能打造完整的綠色系統。 |
瑞薩電子第一營業行銷部副理黎柏均(圖1)表示，目前綠色系統中，最受重視的即為智慧電網(Smart Grid)、發光二極體(LED)照明，以及更有效率的馬達運轉控制，因此瑞薩電子將既有的微控制器產品線進一步統整，推出新的32位元RX與8位元RL78微控制器，以符合綠色環保的需求。
黎柏均進一步指出，瑞薩電子新的RX與RL78系列皆具備低功耗與高效能特性，舉例而言，在馬達控制方面，透過RX系列微控制器可減少50%的能源消耗；RL78則可降低照明設備85%的能源使用率，同時在電源管理的應用上，RL78則可以讓裝置的電池壽命延長至20年，可滿足各國環保發展的需求。
事實上，目前各國正透過不同措施來落實環保發展，如日本計畫推出更節能、省電的產品；美國與歐盟則積極發展智慧電網，至於中國大陸則是透過家電下鄉的政策，汰換過去較耗電的電器。黎柏均認為，這些發展趨勢，可進一步刺激微控制器在未來幾年有更大幅度的出貨成長，但前提是微控制器須兼具低耗電、高效能特性，才能滿足市場所需。
黎柏均強調，要落實綠色地球的概念，節能產品與建設將扮演重要角色，且對於半導體元件的選擇也須符合節能需求，因此身為主要元件的微控制器更須具備低功耗特性，才能跟上全球的綠色風潮。
能量收集勢不可當 Silicon Labs力推參考設計
較節能更進一步的能源採集(Energy Harvesting)日益受到重視，芯科實驗室(Silicon Labs)順勢推出參考設計。不同於節能設計僅著重在減緩全球能源的消耗，可從自然界取得源源不絕能量的能源採集技術已逐漸受到廣泛討論。為讓客戶順利設計能源採集系統，芯科實驗室已藉由低功耗微控制器開發出能源採集參考設計，加速相關應用成形。
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| 圖2 益登科技技術經理苗延駿表示，芯科實驗室無線微控制器0.9伏特輸入電壓可輸出65毫瓦電壓，可供應其他元件所需的電力。 |
芯科實驗室代理商益登科技技術經理苗延駿(圖2)表示，能源採集可以利用各種不同的自然能量如太陽能、風力、熱能和生物能等為系統進行供電，讓節能環保的精神更加發揚光大。而能源採集應用系統中需要超低功耗微控制器、低功耗無線傳輸技術等元件，才能落實；芯科實驗室擁有低功耗與內建無線射頻(RF)技術的微控制器，正好符合能源採集系統所需，因此該公司發表新的能源採集系統參考設計，以期可加速能源採集系統設計速度。
據IDTechEx統計資料，2019年全球將有超過一百億個能源採集裝置出貨，相較於2009年超過五百萬的出貨量，有大幅的成長。苗延駿認為，能源採集裝置出貨量大躍進的原因在於，環保已成各國積極推展的重點項目，以及裝置內的電池售價將隨時間攀升，若裝置僅須依賴外在能源供電，在電池的成本縮減上將有顯著的助益。
不過，能源採集仍具備諸多挑戰，苗延駿指出，自然界的能源供應不夠穩定，如何採集並儲存，甚至整個能源採集裝置也不能排出過量的溫室氣體，否則將失去環保的精神。因此超低功耗與具備聯網功能的微控制器將左右能源採集系統的良窳，其中超低功耗微控制器僅需較低電壓即可運作，在供電不穩狀態下也不至於受到影響，且可延續電池續航力；無線通訊系統則可隨時監控能源採集系統集電與用電狀況，以便隨時調整供電。
苗延駿強調，芯科實驗室能源採集參考設計內建該公司待機功耗僅20奈安培的RF微控制器，且2毫秒(ms)即可喚醒。
突顯MCU市場優勢 ADI驗證電路強打省時
亞德諾(ADI)欲以新的驗證電路在競爭激烈的微控制器市場殺出一條血路。由於以微控制器為核心的應用更新速度須進一步加快，以免錯失市場商機，因此亞德諾推出驗證電路系統CFTL(Circuits from the Lab)，可節省業者電路設計時間，避免重複與重起設計影響產品上市的時程。
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| 圖3 亞德諾資深工程師郭兆桁表示，除了微控制器的電路設計參考外，CFTL也提供其他元件電路設計。 |
亞德諾資深工程師郭兆桁(圖3)表示，CFTL針對微控制器各種應用中，以電腦模擬應用系統微控制器與其他元件的電路，可以較短的時間布局系統的電路，並可驗證工程師預想的電路是否可行，也可隨時修改，毋須等到產品實際進行設計，發現電路出現問題後，花費更多的時間修正。
另一方面，CFTL系統也內建工程師過去所設計的電路紀錄。郭兆桁指出，工程師在開始新的一項設計時，可預先搜尋CFTL是否有相似的電路設計，作為參考，總體設計時程將可較一切從零到有所需的時間更短，加速產品的問世。郭兆桁並強調，CFTL為亞德諾在微控制器市場中新的突破，在競爭激烈的微控制器市場中，各家廠商無不絞盡腦汁，設法強化市場地位，而此一驗證電路系統即成為吸引客戶採用亞德諾微控制器的新利器。
除了推出驗證電路系統外，亞德諾亦透過內建具市場領先地位的類比數位轉換器(ADC)，以及強攻專用型微控制器，布局微控制器市場。郭兆桁認為，現階段許多微控制器應用，包括工業、車用等，皆需要較強的ADC，提升系統精準度。然而解析度越高的ADC價格越高，但亞德諾微控制器皆內建自家的ADC，產品單價卻相當親民，亦為該公司微控制器獲青睞的原因之一。
據了解，亞德諾並未推出泛用型微控制器產品。郭兆桁表示，即使目前泛用型微控制器市場仍較大，但其畢竟無法完全滿足市場所需，針對不同應用，市場對於微控制器業者的客製化能力將有越來越高的要求，未來專用型微控制器將是大勢所趨，因此亞德諾即相當專注於專用型微控制器的發展。
微控制器熱門應用衍生的龐大商機，促使業者磨刀霍霍。然而如何在競爭激烈的市場中突顯自家微控制器的優勢，一再考驗廠商的智慧，也讓微控制器業者開發更多不同以往的產品，讓微控制器市場更加熱鬧滾滾。