No, no es posible. Como ya se dijo, es un voltaje variable y más que eso, si los dos microcontroladores tienen que comunicarse o incluso comunicarse con el mismo otro dispositivo, la conexión a tierra no sería la misma, sería un desastre completo. Realmente no sé qué pasaría.
Lo que puede hacer es: en lugar de usar un regulador lineal para bajar de 12V a 3.3V, use un regulador de conmutación de CC / CC. La diferencia es que el DC / DC funciona en modo de energía y no en el modo actual como el regulador lineal.
Para el regulador lineal, si tiene 500 mA en 12 V, tiene 500 mA en 3.3 V.
Para el DC / DC, si tiene 12 * 500mA = 6W en la salida del panel solar, tendrá la misma potencia en el 3.3V que le da una corriente de 6 / 3.3 = 1.8A. Y podrás alimentar tanto tu microcontrolador.
Este tipo de DC / DC debería hacer el trabajo, es solo un ejemplo de que probablemente haya otro módulo de DC / DC que satisfaga sus necesidades enlace