2024年のマイクロコントローラーのトップ10トレンド

よりスマートで効率的かつ多機能な電子デバイスへの絶え間ない需要により、マイクロコントローラ（MCU）の風景は急速に進化しています。家庭用電化製品から産業機器に至るまでのさまざまなガジェットの背後にあるコンパクトでありながら強力な脳としてのマイクロコントローラーは、技術進歩の最前線にあり、顕著な変化を遂げています。

この記事では、2024年のマイクロコントローラートレンドトップ10について掘り下げ、これらの発展がさまざまな電子機器の能力と機能をどのように向上させ、将来のイノベーションへの道を開いているかを検討します。

1. 統合機能の強化

2024年のマイクロコントローラーにおける顕著なトレンドの一つは、統合機能の強化に向けた推進です。メーカーは、無線通信や高度なセキュリティ機能など、追加の機能をマイクロコントローラーユニットに直接組み込むことが増えています。この統合は、設計の複雑さを簡素化し、デバイスの全体的なサイズと電力消費を削減します。

統合機能の強化は、特にIoTデバイスの開発において重要であり、スペースと電力効率が重要です。このような進歩により、コンパクトで接続され、セキュアなデバイスの新世代が可能になり、消費者および産業セクターの両方でより洗練されたアプリケーションへの道を開いています。

Texas InstrumentsのSimpleLink™ MCUsは、統合された無線接続と高度なセキュリティを提供し、より統合されたマイクロコントローラーソリューションへのトレンドを示しています。

2. エネルギー効率の向上

マイクロコントローラー開発において、エネルギー効率は引き続き重要な焦点です。2024年には、携帯型およびウェアラブルデバイスのバッテリー寿命を延ばすために設計された超低電力MCUの新たな波を見ています。これらのMCUは、リモートセンサーや健康モニタリングデバイスなどのアプリケーションに不可欠な、最小限の電力レベルで最適なパフォーマンスを維持しながら動作するように設計されています。

STMicroelectronicsのSTM32LシリーズMCUは、その超低電力消費で際立っており、携帯型およびウェアラブルデバイスのエネルギー効率の高いアプリケーションに理想的です。

3. 高度なセキュリティ機能

世界がますます接続されるにつれて、マイクロコントローラーにおけるセキュリティの重要性は言い過ぎることはありません。2024年には、高度なセキュリティ機能を備えたMCUが標準になりつつあります。これらの機能には、ハードウェアベースの暗号化、セキュアブートプロセス、統合された脅威検出機能が含まれます。

このトレンドは、特に金融取引や個人の健康情報など、機密データを扱うアプリケーションにおけるデータプライバシーとサイバーセキュリティの脅威に対する懸念が高まる中、重要です。

MicrochipのSAM L10およびSAM L11 MCUファミリーは、高度なセキュリティに焦点を当てて設計されました。これらは、ハードウェアベースの暗号化およびセキュアブート機能を特長としており、セキュアなマイクロコントローラソリューションへの需要が高まっていることに対応しています。

4. 処理能力の向上

マイクロコントローラは、処理能力が大幅に向上しています。複雑なアルゴリズムや大量のデータセットを扱う必要性が高まっているため、より高速で、より強力なMCUへの需要が駆動されています。特に、人工知能（AI）や機械学習（ML）のようなアプリケーションで顕著です。

2024年には、より高いクロック速度、より多くのコア、そして増加したメモリ容量を備えたマイクロコントローラが登場します。この傾向は、エッジでのより洗練された処理能力を可能にし、クラウドベースの計算の必要性を減らし、自動運転車やスマート製造などのアプリケーションでのより速いリアルタイムの意思決定を促進します。

NXPのi.MX RT Crossover MCUsは、産業用IoTおよび自動車アプリケーションでのリアルタイムEthernetプロトコルに最適化されたマイクロコントローラで、高性能なArm® Cortex®-MコアとZephyr RTOS機能を特長としています。

5. 小型化

マイクロコントローラの小型化の継続的な傾向は、機能性を損なうことなく、より小さなMCUを製造するメーカーによって止まることなく進行しています。この小型化は、医療用インプラントやウェアラブル技術のように、スペースがプレミアムなアプリケーションで重要です。より小さなMCUは、よりコンパクトな設計を可能にし、消費者製品の美的魅力に貢献します。

Microchip TechnologyのPIC10Fシリーズは、マイクロコントローラの小型化傾向を示しています。これらは、コスト感度が高く、スペースが制約されたアプリケーション向けに設計された小さくても強力なMCUです。

6. 接続オプションの増加

接続性は、マイクロコントローラ業界の重要な傾向であり、複数の接続オプションを特長とするMCUが増えています。これには、Ethernetのような従来のプロトコルと、5G、NB-IoT、LoRaWANのような新しい規格のサポートが含まれます。

幅広い接続オプションをサポートする能力は、IoTデバイスの開発において重要です。この傾向により、デバイスはIoTエコシステム内でより効果的に相互作用し、データ交換、遠隔監視、および制御機能を強化することができます。これは、スマートホームから産業自動化に至るまでのアプリケーションにとって重要です。

EspressifのESP32シリーズは、接続オプションの幅広い範囲で注目されており、接続されたアプリケーションにとって多用途な選択肢となっています。

7. RISC-Vアーキテクチャの採用

マイクロコントローラーにおけるRISC-Vアーキテクチャの採用が勢いを増しています。このオープンスタンダードの命令セットアーキテクチャ（ISA）は、独自のISAでは実現できない柔軟性とカスタマイズ性を提供します。RISC-Vは、メーカーやデザイナーが特定のアプリケーションに合わせてカスタムマイクロコントローラーソリューションを開発することを、従来のISAに関連するライセンスやロイヤリティの制約なしに可能にします。この傾向は、マイクロコントローラー市場におけるイノベーションと競争を促進し、より多様で特化したMCUの提供につながっています。

SiFiveは、RISC-Vベースのマイクロコントローラーを幅広く提供しています。これらは、柔軟なカスタマイズとオープンソースアーキテクチャのために人気を集めています。SiFiveのコアは小さく、高い電力効率を提供し、チップ上により多くのコアを搭載することで、高効率かつコスト効果の高いコンピューティングを実現します。

8. 自動車アプリケーションの拡大

自動車業界は、マイクロコントローラーの革新の重要な推進力となっています。2024年には、エンジン制御ユニットから先進運転支援システムまで、車両内のMCUアプリケーションの拡大が見られます。特に、電気自動車と自動運転車への傾向が影響力を持っており、高い信頼性とリアルタイム処理能力を備えたMCUが求められています。

InfineonのAURIX™マイクロコントローラーファミリーは、自動車用に特別に設計されています。ADASやEV制御に適した高性能、安全機能、リアルタイム機能を提供します。

9. 持続可能性への注目

持続可能性は、マイクロコントローラー業界にとって重要な考慮事項となっています。メーカーは、環境に優しいプロセスと材料を使用してMCUを開発することで応答しています。さらに、エンド製品での省エネ機能を実現するMCUの作成に重点を置くことで、私たちの炭素足跡を削減に貢献しています。

この傾向は、環境に対する懸念の高まりと持続可能な技術ソリューションへの推進力に対する反応です。メーカーは、MCU開発において持続可能性を優先し、エコフレンドリーな製品への消費者の需要の増加に応えています。

Renesasは、RL78ファミリーのMCUを提供しています。これらは低消費電力と効率的な運用を特徴とし、業界が持続可能性に向けて推進している方向性と一致しています。

10. アプリケーション特化型MCUの開発

2024年には、アプリケーション特化型マイクロコントローラー（ASMCU）の開発が顕著になるでしょう。これらの特化型MCUは、ウェアラブル技術、スマートホームデバイス、産業自動化など、特定のアプリケーションのユニークな要件を満たすように設計されています。MCUを特定のユースケースに合わせて調整することで、メーカーは性能、消費電力、およびコストを最適化できます。

Maxim Integrated（現在はAnalog Devicesの一部）のWearable Health™ MCUは、健康とフィットネスのウェアラブルに特化しており、アプリケーション特化型MCUを開発するトレンドの一例です。

これからの展望

これから先を見据えると、マイクロコントローラー技術のトレンドは、革新、効率性、およびカスタマイズの風景を浮き彫りにします。2024年に見られる進歩は、デジタル時代の進化する要求に適応し、技術の未来を形作る産業を反映しています。

統合の強化、エネルギー効率の向上、持続可能性への焦点、およびアプリケーション特化型デザインに至るこれらのトレンドは、複数の産業を通じて変革的な変化の舞台を設定しています。電子設計者およびエンジニアは、これらのトレンドを理解し活用することが重要であり、そうすることが次世代の電子製品を開発する上で不可欠です。