2025年度芯片“性能王者”有哪些?

封面/AI生成

前 TI 資深工程師、外網(wǎng)硬核測(cè)評(píng)博主 JohnTee給出了他認(rèn)為的TOP 5MCU/SoC芯片答案 。

跟隨這份芯片榜單，《半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng)》對(duì)五款芯片的技術(shù)手冊(cè)進(jìn)行了深入研讀，旨在從底層架構(gòu)的演變中，解碼當(dāng)前微控制器芯片選型的新邏輯與核心趨勢(shì)。

TOP 5 MCU/SoC芯片排名

第五名：Nordic(諾迪克半導(dǎo)體) nRF54L Series (nRF54L15) SoC芯片

這款SoC芯片通過(guò)先進(jìn)工藝奠定能效基石，結(jié)合異構(gòu)架構(gòu)的精準(zhǔn)分工與動(dòng)態(tài)調(diào)度，在嚴(yán)苛功耗限制下極大提升了算力密度。這使物聯(lián)網(wǎng)終端從低功耗連接節(jié)點(diǎn)，進(jìn)化為能進(jìn)行本地智能處理的高效單元。

22FDX?工藝紅利： 它是業(yè)界少有的采用 GlobalFoundries 22nm FD-SOI 工藝的 MCU。相比傳統(tǒng)的 40nm 節(jié)點(diǎn)，這意味著在同樣的算力下，漏電流更低，電池壽命更長(zhǎng)。

RISC-V 協(xié)處理器的妙用： 芯片內(nèi)部“主從分立”。主核是 128 MHz 的 Arm Cortex-M33，而無(wú)線電(Radio)子系統(tǒng)則由一顆專用的 RISC-V 內(nèi)核獨(dú)立調(diào)度。John Teel認(rèn)為這種物理隔離保證了藍(lán)牙連接的絕對(duì)穩(wěn)定性，再也不會(huì)因?yàn)閼?yīng)用層代碼跑飛而導(dǎo)致斷連。

Bluetooth 6.0 信道探測(cè)： 這是這款芯片的最大亮點(diǎn)。通過(guò)相位(PBR)和往返時(shí)間(RTT)技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了厘米級(jí)的高精度測(cè)距。

應(yīng)用場(chǎng)景：抗中繼攻擊的數(shù)字鑰匙、精密醫(yī)療設(shè)備的監(jiān)測(cè)器件

圖/諾迪克半導(dǎo)體官網(wǎng)

第四名：Espressif(樂(lè)鑫科技) ESP32-P4 SoC芯片

樂(lè)鑫這次做了一個(gè)大膽的決定：在 ESP32-P4 上去掉了標(biāo)志性的 Wi-Fi/藍(lán)牙功能。這讓它騰出了寶貴的芯片面積，變成了一顆專攻多媒體的SoC芯片。

HP/LP 雙系統(tǒng)架構(gòu)：HP (高性能) 系統(tǒng)： 雙核 RISC-V @ 400 MHz，負(fù)責(zé)跑 Linux 級(jí)中間件和 1080P 視頻。LP (低功耗) 系統(tǒng)： 單核 RISC-V @ 40 MHz。

內(nèi)存突破： 高端 HMI 最怕顯存不夠。P4 在封裝內(nèi)集成了 16MB 或 32MB PSRAM，通過(guò)寬總線直連。這意味著這款SoC可以輕松跑 1024x600 的高分屏，而無(wú)需布線復(fù)雜的 DDR 顆粒。

硬核編解碼：內(nèi)置 H.264 編碼器。這是以前只有昂貴的 MPU 才有的配置。

應(yīng)用場(chǎng)景：智能中控屏、網(wǎng)絡(luò)攝像頭

圖/樂(lè)鑫科技官網(wǎng)

第三名：Renesas(瑞薩電子) RA8M1 MCU芯片

這款MCU是純粹的“性能怪獸”。作為 Arm Cortex-M85 的首發(fā)載體，它證明了MCU完全可以勝任以前需要 DSP 才能完成的復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算。

Arm Helium? 技術(shù)： 這是一個(gè)單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)擴(kuò)展。簡(jiǎn)單說(shuō)，它能讓 MCU 一次處理 128-bit 的向量數(shù)據(jù)。 John Teel認(rèn)為在做電機(jī) FOC 控制或數(shù)字濾波時(shí)，它的效率是 Cortex-M7 的 4倍。這對(duì)于追求高頻注入(HFI)的伺服驅(qū)動(dòng)器來(lái)說(shuō)是質(zhì)的飛躍。

TCM (緊耦合內(nèi)存)： 芯片內(nèi)置 128KB TCM。這部分內(nèi)存與 CPU 同頻且無(wú)等待。將關(guān)鍵的中斷代碼放在這里，可以保證納秒級(jí)的確定性延遲，絕無(wú)“卡頓”。

應(yīng)用場(chǎng)景：伺服工業(yè)機(jī)器人、光伏逆變器

圖/瑞薩電子官網(wǎng)

第二名：NXP(恩智浦) i.MX RT1180 MCU芯片

這款MCU芯片不只是一顆芯片，更是一個(gè)自帶 TSN 交換機(jī)的工業(yè)通信站。

內(nèi)嵌 GbE TSN Switch： 這是真正的殺手锏。它集成了一個(gè)支持 IEEE 802.1Qbv 的千兆時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。John Teel認(rèn)為它能像交通警察一樣，強(qiáng)制給關(guān)鍵控制指令“開綠燈”。即使網(wǎng)絡(luò)擁堵，控制信號(hào)也能在微秒級(jí)內(nèi)送達(dá)。

異構(gòu)啟動(dòng)策略： 800 MHz 的 M7 核干“重活”，300 MHz 的 M33 核干“快活”。系統(tǒng)上電，M33 先啟動(dòng)初始化 CAN 總線，滿足汽車電子 <200ms 的啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，隨后再喚醒 M7。

應(yīng)用場(chǎng)景：工業(yè) PLC/網(wǎng)關(guān)、汽車區(qū)域控制器

圖/恩智浦官網(wǎng)

第一名：ST(意法半導(dǎo)體)STM32N6 MCU芯片

在John Teel評(píng)選中位居榜首的是STM32N6 MCU芯片。它的出現(xiàn)標(biāo)志著邊緣AI與MCU芯片的融合趨勢(shì)，也標(biāo)志著 MCU芯片正式邁入 AI 原生時(shí)代。

1 GHz 專用 NPU： 這顆 Neural-ART Accelerator 是專門為跑神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的。相比用 CPU 芯片軟解，它支持權(quán)重實(shí)時(shí)解壓，能效比提升數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。

4.2MB 連續(xù) SRAM： 注意“連續(xù)”二字。 很多 MCU芯片雖然內(nèi)存大，但是分塊的(Bank)，大模型放進(jìn)去容易支離破碎。STM32N6 的連續(xù)大內(nèi)存，讓復(fù)雜的視覺模型可以完整載入，無(wú)需外掛 RAM。

去系統(tǒng)化： 它最大的意義在于，你不需要跑臃腫的 Linux，就能在裸機(jī)或 RTOS 下實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別和姿態(tài)檢測(cè)。

應(yīng)用場(chǎng)景：工業(yè)質(zhì)檢、生物識(shí)別、智能家電語(yǔ)音助手

圖/意法半導(dǎo)體官網(wǎng)

從這5款芯片的技術(shù)手冊(cè)，MCU/SoC芯片的選型邏輯已經(jīng)逐漸告別了單一的主頻軍備競(jìng)賽，轉(zhuǎn)而進(jìn)入場(chǎng)景算力匹配的新階段。

未來(lái)的MCU與SoC芯片比拼的是異構(gòu)架構(gòu)的效率：連接密集型應(yīng)用首選Nordic，工業(yè)與實(shí)時(shí)控制看NXP與瑞薩，邊緣AI則由ST領(lǐng)跑。

這種專用化趨勢(shì)意味著通用MCU解決一切問(wèn)題的的時(shí)代正走向終結(jié)，工程師需在NPU、DSP與協(xié)處理器之間尋找最優(yōu)解。

更具戰(zhàn)略意義的是，樂(lè)鑫科技作為這份榜單中唯一的中國(guó)廠商，其ESP32-P4的入選揭示了國(guó)產(chǎn)替代的全新路徑。

不同于過(guò)去在STM32兼容替代市場(chǎng)中的紅海廝殺，樂(lè)鑫選擇了一條極具魄力的“差異化定義”之路——大膽舍棄射頻優(yōu)勢(shì)，利用RISC-V架構(gòu)在HMI多媒體領(lǐng)域開辟藍(lán)海。

這揭示了國(guó)產(chǎn)芯片廠商擁有從單純“跟跑者”，進(jìn)化為擁有自主產(chǎn)品定義權(quán)、能與國(guó)際巨頭在高端細(xì)分市場(chǎng)正面競(jìng)爭(zhēng)“領(lǐng)跑者”的野心。而這種從“跟隨者”到“定義者”的角色轉(zhuǎn)變，才是國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體真正邁向高端化的必由之路。

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