四大場景，三大應(yīng)用領(lǐng)域，ST在工業(yè)領(lǐng)域持續(xù)開疆辟土

（文/程文智）在月初的“意法半導(dǎo)體工業(yè)峰會2021”上，ST表示，他們可以提供5,000多款適合各種工業(yè)場景的半導(dǎo)體產(chǎn)品和解決方案。這些產(chǎn)品和解決方案可主要應(yīng)用在智能農(nóng)業(yè)、智能制造、智能基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境，以及綠色能源網(wǎng)絡(luò)四大場景中。

這些年來，亞洲成為了第一大工業(yè)產(chǎn)品市場，ST總裁兼首席執(zhí)行官Jean-Marc Chery在峰會上通過視頻方式透露了ST在工業(yè)市場的布局，未來幾年，ST將會特別關(guān)注對可再生能源、綠色出行和能源效率有益的應(yīng)用，例如工廠自動化、電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施、家用電器、太陽能和風能以及智能工廠機器人。

同時，電子發(fā)燒友網(wǎng)在峰會期間與ST多位負責工業(yè)市場的高管進行了交流，了解到了ST在工業(yè)市場的一些新動向和新動作。

智慧農(nóng)業(yè)成為ST新的應(yīng)用場景
智慧農(nóng)業(yè)是ST今年新增的一個應(yīng)用場景展示，展示的方案有智能照明、土壤濕度和溫度檢測、水質(zhì)監(jiān)測、風速和風向監(jiān)測以及自動割膠機等。

談到為何會新增這個應(yīng)用場景展示時，ST亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品器件部市場和應(yīng)用副總裁沐杰勵(Francesco MUGGERI)表示，雖然目前智慧農(nóng)業(yè)的市場需求還不是特別大，但其實二氧化碳的排放很大一部分是來自農(nóng)業(yè)，比如說奶牛養(yǎng)殖。對奶牛和其他牲畜進行監(jiān)控或許可以幫助減少碳排放。
另外，前幾年流行的豬流感如果有更多智能技術(shù)的支持，或許能避免此類疾病的傳播，減少養(yǎng)殖戶的損失。

因此，有一些大公司，包括中國公司，要求開發(fā)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，通過傳感器和無線通信，跟蹤牲畜，并能夠與在農(nóng)場發(fā)生的一些其他情況進行數(shù)據(jù)交換。

ST亞太區(qū)功率分立及模擬器件產(chǎn)品部，工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用及市場總監(jiān), 自動化技術(shù)創(chuàng)新中心負責人 AllanLagasca則介紹了一個具體的應(yīng)用案例---割膠機。中國有1億多棵橡膠樹，而割膠工人卻越來越少，同時，如果想以最有效的方式收割橡膠樹汁，需要在凌晨4點左右割膠。

這就需要一臺機器來收集樹液，同時也確?？梢該碛幸粋€更健康的環(huán)境和健康的勞動力。因為使用了自動化機器，減少了浪費，不會過度收割橡膠汁，而且還提高了割膠效率，此時，電子設(shè)備就可大展身手了。“這也是為什么我們在展示區(qū)展示了這樣的一些機器，這些機器搭載了我們的POWERSTEP01電機驅(qū)動器。在中國市場上，我們的MCU團隊也在推動著銜接方面的工作。我們還使用我們的LoRaWAN技術(shù)和我們的STM32WLMCU，連接并監(jiān)測橡膠樹汁收集桶是否已經(jīng)裝滿。裝滿了之后，就派工人取回來。這樣就避免了浪費。不僅提高了效率，也減少了浪費。同時，這對工人和農(nóng)民的幫助也很大。”AllanLagasca對媒體表示。

同時，他還補充說，他們還在每棵樹上安裝了STM32WLMCU，可以讓客戶收集設(shè)備周圍整片區(qū)域的大量數(shù)據(jù)。有了積累的數(shù)據(jù)，農(nóng)民就能優(yōu)化并更好地生產(chǎn)橡膠。這項技術(shù)還可以擴展到家畜。當然，樹是靜止不動的，但家畜是活的，會移動位置。通過ST支持的兩種協(xié)議LoRa或Sigfox，客戶能夠加強對這些家畜的管理。


推出8英寸碳化硅晶圓和更多氮化鎵產(chǎn)品
這幾年，新能源汽車發(fā)展迅速，國內(nèi)目前新能源汽車領(lǐng)域有很多新的技術(shù)都來自中國，沐杰勵表示，ST與很多中國汽車廠商都有合作，比如比亞迪等。

他拿充電站舉例說，目前類似加油站環(huán)境的充電站，很多都要求能夠在半小時，甚至更短的時間內(nèi)給電動汽車充好電。這就需要更大功率的充電站，比如要在20~30分鐘內(nèi)為120千瓦時電池充電，就需要350千瓦的充電站。而這類充電站內(nèi)的半導(dǎo)體價值將超過300美元。

在充電站用到的半導(dǎo)體中，沐杰勵認為具有強大計算能力和帶有高級功能的MCU、IGBT，以及SiCMOSFET，以及數(shù)字電源解決方案將成為關(guān)鍵。

在第三代半導(dǎo)體材料方面，ST在SiC和氮化鎵方面都有大量投入，據(jù)沐杰勵透露，ST已經(jīng)收購了Norstel，目標是垂直整合供應(yīng)鏈。其SiC晶圓目前主要供應(yīng)來自兩大公司，一家美國的Wolfspeed Cree，另一家是德國的SiCrystal。不過，ST也在自己生產(chǎn)部分晶圓，“我們的目標是到2024年，實現(xiàn)40%的內(nèi)部晶圓供應(yīng)。為此，除了瑞典北雪平市的晶圓廠之外，我們還在意大利卡塔尼亞也建了一座晶圓廠。這座新廠正在建設(shè)之中，很快就可以投入使用。我想該廠在明年年中基本上就可以使用了。”他對電子發(fā)燒友網(wǎng)表示。

眾所周知，目前的SiC產(chǎn)品普遍使用的是6英寸的晶圓，但ST已經(jīng)在生產(chǎn)8英寸晶圓樣品。他強調(diào)說，ST已經(jīng)向市場推出了其第三代碳化硅技術(shù)，不久將推出第四代，以后還將推出第五代碳化硅技術(shù)。

在氮化鎵方面，ST已經(jīng)在法國圖爾市投入了氮化鎵生產(chǎn)，很快將擁有其自己的技術(shù)。“我們一直在對EXAGAN公司進行投資，我們已經(jīng)收購了該公司的大部分股份，該公司有著非常有趣的專利。我們正在全速前進通過涵蓋三個方面的技術(shù)。我們將有常開的G-FET?在這種情況下需要在器件內(nèi)部進行級聯(lián)配置的氮化鎵驅(qū)動器。我們也會推出常閉型e-mode GHEMT?技術(shù)，以及帶有嵌入式硅數(shù)字門的超快速氮化鎵驅(qū)動器G-DRIVE?。這三個PowerGaN系列都會相繼推出?！便褰軇畋硎尽?br />
目前，ST已經(jīng)申請了STPower GaN和STI2GaN商標。其中，STI2GaN主要面向汽車領(lǐng)域；STPower GaN的技術(shù)主要面向SMPS領(lǐng)域。他同時指出，“我們也在推進射頻方面的工作。我們正在使用在硅和鎵上的兩種特別的技術(shù)。我們正在與一些公司合作。還有，就是我們在市場上推出了MasterGaN產(chǎn)品，并進入了市場。目前在充電器方面已有應(yīng)用。”

聚焦三大領(lǐng)域創(chuàng)新
ST在亞洲工業(yè)市場的戰(zhàn)略是聚焦電源和能源、電機控制和自動化三大領(lǐng)域。為此，ST還專門成立了三大技術(shù)創(chuàng)新中心：電源和能源技術(shù)創(chuàng)新中心、電機控制技術(shù)創(chuàng)新中心、自動化技術(shù)創(chuàng)新中心。

電源和能源技術(shù)創(chuàng)新中心專注于能源產(chǎn)生和分配、計量、無線充電、電力系統(tǒng)、消費類電子產(chǎn)品電源、照明等。

電機控制技術(shù)創(chuàng)新中心專注于專業(yè)電器、工業(yè)電機控制器、工業(yè)運輸和其他消費品，以優(yōu)化從電能到動能的轉(zhuǎn)換效率。

自動化技術(shù)創(chuàng)新中心重點關(guān)注智慧城市、智能樓宇、智能家居、智能農(nóng)業(yè)、工業(yè)機器人、自動化，在這些領(lǐng)域需要支持電能的智能使用。

電機控制對半導(dǎo)體的需求越來越大，因為變頻式電器已經(jīng)成為主流。變頻式電機控制可以延長電器的使用壽命，減少設(shè)備噪音，節(jié)約能源。

據(jù)了解，ST提供的產(chǎn)品組合非常廣泛，如STM32 G0、G4系列等等。此外，還有STSPIN系統(tǒng)級封裝電機控制器和柵極驅(qū)動器、ST功率分立器件，如IGBT、MDmesh MOSFET、IPM模塊。
在這三大領(lǐng)域，ST本次峰會展示多款相關(guān)產(chǎn)品和解決方案，比如：
電源和能源：3kW數(shù)控無橋圖騰柱功率因數(shù)校正 (PFC) 變換器使工程師能夠用意法半導(dǎo)體最新的電源開發(fā)套件，包括 SiC MOSFET、低 Rdson 的超級結(jié) MOS IC、電流隔離柵極驅(qū)動器和 32 位 MCU，設(shè)計創(chuàng)新的功率變換拓撲，該參考設(shè)計還為設(shè)計高峰值能效和低 THD 失真的70kHz緊湊型功率變換器開辟了道路。

電機控制：雙電機同步位置控制模型可以精確同步兩個PMSM 電機的轉(zhuǎn)子位置，驅(qū)動電機快速旋轉(zhuǎn)，當兩側(cè)的步進電機驅(qū)動PMSM 電機的葉片匯合一處時，電機控制器可以控制兩個葉片繪出峰會的標志圖案。該解決方案的核心是基于STM32G4 的運行意法半導(dǎo)體 FOC 軟件開發(fā)套件 (SDK) 的高集成度的STSPIN32G4 系統(tǒng)級封裝，協(xié)調(diào)組件是PowerSTEP 電機驅(qū)動器，展示了意法半導(dǎo)體電機控制應(yīng)用高性能解決方案和廣泛的生態(tài)系統(tǒng)。

自動化：多軸智能協(xié)作機械臂具有體積小、集成度高、智能化的特點，易于安裝和部署。憑借這些優(yōu)勢，機械臂有望在工廠自動化中的普及率越來越高，用于輔助重復(fù)性工作，提高生產(chǎn)率。

眾所周知，工業(yè)市場在應(yīng)用方面非常復(fù)雜和分散，它反映了產(chǎn)品層面的復(fù)雜性。為了滿足工業(yè)市場的需求，特別是大眾市場的需求，ST創(chuàng)建了一個完整的生態(tài)系統(tǒng)。沐杰勵表示，“我們擁有一個全球?qū)I(yè)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)研究與應(yīng)用團隊（System research application）、技術(shù)創(chuàng)新中心、應(yīng)用技術(shù)工程師均可在任何階段為您提供支持，以豐富專業(yè)資源滿足客戶需求?！?br />
繼續(xù)在工業(yè)市場開疆辟土
ST持續(xù)在工業(yè)市場開疆辟土，比如在工業(yè)嵌入式領(lǐng)域，會繼續(xù)大力投資產(chǎn)品研發(fā)，尤其是STM32產(chǎn)品組合。他們計劃繼續(xù)擴大STM32產(chǎn)品陣容，增加功能、提高性能、不斷改進生態(tài)系統(tǒng)，并將重點放在無線連接、安全和人工智能方面。

特別是人工智能方面，據(jù)Jean-Marc Chery介紹，ST最近收購了一家專注于邊緣人工智能軟件工具的專業(yè)開發(fā)公司Cartesiam，計劃將該公司的機器學習技術(shù)添加到ST現(xiàn)有的解決方案中，以提供市場上最好的邊緣人工智能解決方案組合。
在模擬和傳感器方面，加快模擬和傳感器的業(yè)務(wù)發(fā)展，擴大電源和能源管理業(yè)務(wù)。這一塊的重點在電機控制、電源、計量和電流隔離技術(shù)等方面。ST還一直在開發(fā)專為工業(yè)需求量身定制的傳感器產(chǎn)品組合。

在電源和能量管理方面，前面有提到ST在第三代半導(dǎo)體技術(shù)方面的持續(xù)投入。這些技術(shù)是提高能效的關(guān)鍵，有力于促進電動汽車的普及。 且ST正在加快對碳化硅的產(chǎn)能投資，計劃到2024年，把碳化硅晶圓產(chǎn)能提高到 2017 年的10 倍，40% 的襯底從內(nèi)部采購。同時，他們也在提高新加坡工廠的產(chǎn)能，以及SiC后工序產(chǎn)能，投資擴建ST在摩洛哥 Bouskoura以及中國深圳的封測廠。

除了投資第三代半導(dǎo)體，ST還投資 IGBT 和硅 MOS技術(shù)，并正在采取措施加快其意大利Agrate新工廠 300 毫米功率晶圓廠建設(shè)。