電子發燒友網報道（文/周凱揚）隨著制造業接連開啟降本增效，借助新方案提高自動化水平成了拉動制造業資產投資的主要驅動力，也將拉動工控行業的市場總值增長。在各國紛紛推行政策加速新型工業化這一進程的前提下，工控市場也在去年呈現出了不一樣的趨勢，尤其是中國市場。

國產中小型PLC 發展迅猛，全國產大型PLC 蓄勢待發

作為工業自動化系統的核心組件，PLC這一控制設備的國產化滲透率呈現了較好的勢頭。以匯川科技為首的國產 PLC 廠商，憑借持續的推陳出新，在中小型 PLC 市場站穩了腳跟。比如匯川就在去年工博會上發布了新一代 AM 系列中小型 PLC，AM300/AM500。

據統計，在中國 PLC 市場，去年國產中小型 PLC 設備的滲透率再度提高了 5%左右，達到了 35% 以上。其中匯川科技在小型 PLC 產品的市占率更是達到了15%，位居內資首位。但以全球PLC 市場來看，離第一名的西門子還是有著一定的差距。

除了中小型PLC 的國產化趨勢外，多數國產工控自動化廠商也在突破技術壁壘，積極規劃補充大型 PLC 產品。在大型PLC所用的電子元件、工業實時操作系統等，目前也開啟了國產化進程的第一步。比如去年年底，華龍迅達就和龍芯中科發布了基于龍芯 3A5000 高性能四核處理器的PLC，JIC PLC 8010。

JIC PLC 8010的整體性能已經達到了國際領先水平，最高可連接 65535 個 I/O 點，2ms 任務周期可驅動 512 個伺服，運行時間抖動小于 20 微秒。搭配龍芯32/64 位的 LoongOS 操作系統，華龍迅達自研編譯器JIC IAP 和運行時 JIC RTE，JIC PLC 8010可謂已經徹底擺脫了對國外產品的依賴。

中高端工控MCU導入加速，入局者增加

在工業 4.0 時代帶來的數據驅動、智能化和高度自動化轉型下，工業控制坐穩了 MCU第三大下游應用領域的位置。無論是上面提到的 PLC 控制器、儀表還是電機/變頻器，都少不了 MCU 這一核心組件。據統計機構預計，至2026年，全球工業控制MCU市場規模達約35億元，在市場規模持續擴張的走勢下，MCU廠商在該市場有著很大的利潤空間，尤其是開始走高端化的國產 MCU 廠商。

過去的工控 MCU 以穩定性、可靠性為主，可隨著 PLC 控制邏輯關系、電機控制算法愈發復雜，通信/拓展模塊的數量增多，也驅使著更高算力、更多 I/O 接口的工控 MCU導入加速。目前諸如工業機器人之類的應用，已經對控制器的性能提出了挑戰，所以高性能、高集成度已經成為未來工控 MCU 的趨勢。

從去年發布的一批工控 MCU 新品來看，55nm的工藝已經開始淡出視野，與車規 MCU 一樣，40nm 及以上的半導體制造工藝將會是新一輪中高端工控 MCU采用的方案。與此同時，MCU廠商也會盡可能采用更高性能的 CPU 內核，以及更多的片上資源來設計產品。

無論是 Arm，RISC-V 還是自研內核IP，都在去年迎來了一波井噴，在邊緣AI 計算上發力，MCU 廠商在工控 MCU 的設計上擁有遠超以往的靈活性。此外過去主要發力消費電子市場的 MCU 廠商，也傾斜了研發重心，加入了工控 MCU 的設計行列。

高精度和智能化，工業傳感器設計的新藍圖

在工業控制的感知層中，各項工業傳感器起到了至關重要的作用，被廣泛用于制造、維護以及實時監控等場景中，比如伺服系統中的光電編碼器、MEMS 傳感器等。隨著先進制造進一步提高了控制的復雜程度，我們也需要高精度的傳感器來解決這一問題。

比如在對于工業檢測精度要求超高的半導體制造領域，比如半導體晶圓缺陷檢測等，就需要用到超高分辨率的圖像傳感器，分辨率高達 8K 以上。同時為了保證晶圓廠在缺陷檢測流程上的效率，往往還需要用到堆棧、全局快門等技術提供高速成像。

工業傳感器的另一大發展趨勢就是智能化，在傳感器節點中集成智能算法，能夠顯著減少 OT網絡的計算負載。尤其是在預測性維護這一用例中，通過在 MCU 和電機、振動或溫度傳感器間分配信號處理和AI 計算的工作，可以顯著提高異常檢測等應用的性能，并進一步優化功耗。

5G 與工控融合發展，千座全5G 連接工廠落地中

工業作為現代化的重要引擎，同樣需要新一代的信息通信技術來為新型工業化提供關鍵的數字基礎設施底座，而5G 則是其中引領創新的代表。從 HMS 統計的數據來看，工業無線網增速最快，年增長幅度達到 22%，5G 在工業無線網中目前雖然占比較少，卻也得到了重視，尤其是在國內。

例如工業和信息化部在近日印發了《2023 年 5G 工廠名錄》，其中遴選了 300 家全國各地已經建成的5G 工廠，覆蓋了 24 個國民經濟大類。其中以通用設備制造業，計算機、通信和其他電子設備制造業以及電氣機械和器材制造業的5G 工廠數量居多。這都得益于前年印發的《5G 全連接工廠建設指南》，推動萬家企業開展建設、建成 1000 家 5G 工廠。

5G 全連接工廠具有多方面的優勢，一是超大的帶寬允許全方位無死角檢測，從而加強品質管理；第二，5G 的低時延特性可使得預測性維護更加靈活，通過柔性生產提高效率，配合極高的可靠性，可實現倉儲物流的智能調度。最后是超大的連接數（mMTC）相比其他少布線的無線通信方式，5G 更容易實現大批量的部署和管理。

同時面對工控系統重邊緣實時計算越來越高的算力要求，業內也在積極開發面向工控領域的 5G 算網產品，在工業 OT 軟硬件解耦和IT/OT 融合的趨勢下，借助網絡內生算力提供工業控制的底座。也正因如此，5G 芯片、模組以及網關廠商也在積極布局，加快5G與 PLC、DCS 等工業控制系統融合。

TSN技術鋪開，打通工業網絡底層連接

盡管經歷了數十年的發展，當下工業網絡仍存在多標準難兼容的問題，為此需要一個統一的網絡技術打通底層網絡，而 TSN這一時間敏感網絡技術，憑借極低的端到端時延和高可靠性數據傳輸，成了不二之選。

在上面提到的《5G 全連接工廠建設指南》中，也提到了鼓勵企業綜合用TSN等新型網絡技術，推動工業控制網絡互通，加快 IT/OT 網絡融合。不過僅憑軟件拓展是無法將TSN功能包含在內的，需要支持的以太網硬件模塊。

好在目前主流芯片廠商，諸如 NXP、TI、瑞薩、ADI 等都在積極推進 TSN網絡芯片，從而支持相關設備廠商進行網絡終端設備和交換設備的開發。即便是擁護EtherCAT、PROFINET的廠商們，也都在開發和支持PROFINET over TSN之類的產品。

寫在最后

去年年底，工信部等八大國家部門聯合印發了《關于加快傳統制造業轉型升級的指導意見》，其中就提出到2027年，我國傳統制造業高端化、智能化、綠色化、融合化發展水平明顯提升，有效支撐制造業比重保持基本穩定，在全球產業分工中的地位和競爭力進一步鞏固增強。但在這樣的局面下，“大而不強”“全而不精”的問題依舊嚴重，因此如今全面賦能新型工業化已經成了關鍵目標，工業控制市場當下的趨勢無一不在為這一目標獻力。