ST高層談MCU產(chǎn)品、技術(shù)和市場發(fā)展趨勢

（文/程文智）2023年5月12日，意法半導(dǎo)體（ST）在深圳蛇口希爾頓酒店舉辦了2023 STM32中國峰會，本次峰會以“STM32不止于芯”為主題，圍繞邊緣AI &信息安全、連接、生態(tài)系統(tǒng)&開發(fā)者優(yōu)先計劃，以及智能工業(yè)&高性能MCU/MPU四大主題，舉辦了29場主題演講和28場研討會，吸引了超過2600名觀眾到場參與。峰會現(xiàn)場還有200多款產(chǎn)品展示，覆蓋了邊緣AI、網(wǎng)絡(luò)連接、信息安全、生態(tài)系統(tǒng)、開發(fā)者優(yōu)先解決方案，以及STM32垂直應(yīng)用等市場應(yīng)用。

圖：ST的高管們在與媒體互動

當(dāng)然，還少不了ST一眾高管們與媒體的面對面對話，這次參與媒體對話的ST高管包括了ST微控制器和數(shù)字IC產(chǎn)品部(MDG)總裁Remi El-Ouazzane、ST執(zhí)行副總裁、通用微控制器子產(chǎn)品部總經(jīng)理Ricardo De-Sa-Earp、ST執(zhí)行副總裁、中國區(qū)總裁曹志平（Henry Cao）、ST微控制器和數(shù)字IC產(chǎn)品部(MDG)、微控制器事業(yè)部高級總監(jiān)Daniel Colonna、ST亞太區(qū)微控制器和數(shù)字IC產(chǎn)品部、（MDG)物聯(lián)網(wǎng)/人工智能技術(shù)創(chuàng)新中心及數(shù)字營銷副總裁朱利安（Arnaud Julienne），以及ST中國區(qū)微控制器和數(shù)字IC產(chǎn)品部（MDG）總監(jiān)曹錦東 （Johnson Cao）。他們就STM32 MCU新產(chǎn)品、新技術(shù)、新的市場發(fā)展動態(tài)等問題與媒體做了深入的交流。

眾多新品打造STM32 MCU護城河

與前幾次STM32中國峰會有些不同的是，本次峰會ST帶來了多個新產(chǎn)品，比如針對高性能邊緣AI應(yīng)用的STM32N6、無線MCU產(chǎn)品STM32WBA52、全新Sub-1GHz SoC STM32WL3、集成完整60GHz射頻收發(fā)器的ST60、STM32MP2系列MPU、高性能MCU STM32H5，以及適合成本敏感應(yīng)用的入門級MCU STM32C0等新產(chǎn)品。

在與媒體對話環(huán)節(jié)上，據(jù)ST執(zhí)行副總裁、通用微控制器子產(chǎn)品部總經(jīng)理Ricardo De-Sa-Earp透露，STM32N6在ST去年資本市場日（Capital Market Day）上首次做過披露，當(dāng)時有提到其研發(fā)和開發(fā)計劃。但實際上，該芯片樣片的首次亮相是今年早些時候的Embedded World上?，F(xiàn)在該產(chǎn)品的開發(fā)已經(jīng)完成，且成型。

ST微控制器和數(shù)字IC產(chǎn)品部(MDG)總裁Remi El-Ouazzane在主題分享中也提到，STM32N6采用的是Cortex-55內(nèi)核，具有機器視覺處理能力與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件加速器，具有卓越的安全性能。他同時談到，之所以沒有像其他STM32產(chǎn)品那樣發(fā)布STM32N6，是因為他是一種非常新穎的MCU，也是ST首款集成了ISP和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理（NPU）單元的MCU。其中NPU單元并不是來自Arm發(fā)布M55時配套的U55的NPU核，而是ST自己研發(fā)的NPU IP——Neural-Art加速器。這既有利于其實現(xiàn)授權(quán)成本降低，提高最終客戶端的產(chǎn)品價格競爭力；同時也能夠讓ST自主把控在這一NPU IP上進行迭代升級的節(jié)奏。據(jù)他透露，從去年9月份開始，ST已經(jīng)開始向部分潛在客戶提供STM32N6樣品，今年下半年將會繼續(xù)擴大樣品提供范圍。而STM32N6之后，未來在STM32MP2上也會專門配備Neural-ART加速器。邊緣人工智能在整個行業(yè)發(fā)展中將會成為一個非常重要的方向。

圖：ST微控制器和數(shù)字IC產(chǎn)品部(MDG)總裁Remi El-Ouazzane

Ricardo還聊到了其全新的藍(lán)牙無線MCU產(chǎn)品STM32WBA52，這是ST推出的一個新產(chǎn)品，具有較低的低能耗表現(xiàn)水平。其實它是基于ST現(xiàn)有的STM32U5平臺開發(fā)，加上其ULP射頻和Arm Cortex M33 100MHz內(nèi)核，讓STM32WBA52具有了高效和超低功耗。由于M33具有Arm TrustZone技術(shù)，安全性能得到了進一步加強，達(dá)到了最高等級的SESIP和PSA L3認(rèn)證目標(biāo)，因此，可以用于對數(shù)據(jù)安全比較敏感的場景，比如智能家居、門禁等應(yīng)用。

同時，Ricardo還特別指出，STM32WBA52具有軟件協(xié)議適配的靈活性，它可以滿足多種軟件協(xié)議，包括Matter協(xié)議。當(dāng)然，它在性能上也不弱，主頻達(dá)到了100MHz；連接性方面，它完全支持和集成Bluetooth低功耗5.3協(xié)議，輸出功率超過+10dBm，傳輸距離遠(yuǎn)；成本方面，它基于Arm T具有嵌入式巴倫和匹配電路，組要的外圍器件更少，能降低設(shè)計成本；內(nèi)存也很充足，具有高達(dá)1MB閃存和128KB RAM。

在LPWAN方面，ST帶來了更新的產(chǎn)品型號STM32WL3。該產(chǎn)品采用單芯片方案，一個芯片上集成了兩個射頻單元和一個Cortex-M0+內(nèi)核；同時還具有LCD控制器、傳感器等豐富外設(shè)。

不難看出，STM32WL3其實非常適合智能表計的應(yīng)用，傳感器外設(shè)可以連接水、電、氣、熱等傳感器信號，LCD用于顯示數(shù)據(jù)，射頻單元用于傳輸表計數(shù)據(jù)。STM32WL3的多調(diào)制射頻單元可以支持Sigfox、W-BUS、Mioty和Wi-Sun等多種協(xié)議；專用的喚醒射頻單元在接收模式下僅消耗4.2μA，可以保證MCU核更多時間處在低功耗狀態(tài)，僅在接收到數(shù)據(jù)包時候才喚醒。

此外，ST在工業(yè)高速連接場景推出了一個產(chǎn)品和一個解決方案，產(chǎn)品是直接高速非接觸式連接的ST60，它內(nèi)部集成了完整的60GHz射頻收發(fā)器，可實現(xiàn)對于板對板連接電纜的替換，速度高達(dá)6.25Gbps，尺寸小、功耗低；解決方案是基于STM32MP1的Linux-RT+EtherCAT的主棧解決方案，該方案是ST合作伙伴Acontis提供的。

新推出的STM32H5系列搭載了Arm的Cortex-M33嵌入式內(nèi)核，運行頻率250MHz ，處理速度375 DMIPS，EEMBC CoreMark行業(yè)基準(zhǔn)測試取得1023分的優(yōu)異成績。其設(shè)計意圖是加快下一代智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備創(chuàng)新轉(zhuǎn)化，讓“邊緣”設(shè)備具有更多的智能，并加強物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的攻擊防御能力。Cortex-M33內(nèi)核為新系列產(chǎn)品帶來Arm 的 TrustZone安全架構(gòu)，加上ST專有的各種安全功能，包括與授權(quán)合作伙伴 ProvenRun合作開發(fā)的一些功能STM32Trust TEE Secure Manager(安全管理器)，該工具省去了開發(fā)者自己寫安全代碼，同時提供根據(jù)現(xiàn)有最佳實踐開發(fā)的安全服務(wù)，且在保證有效保護的同時簡化了應(yīng)用開發(fā)。另外，客戶可以通過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) API 訪問其安全服務(wù)。

STM32H5的應(yīng)用領(lǐng)域包括空調(diào)、家電、報警等家電、工業(yè)可編程邏輯控制器 (PLC)、電機控制、工業(yè)泵、通信網(wǎng)關(guān)、照明控制和功率轉(zhuǎn)換，以及消費電子，例如，PC外圍設(shè)備、智能手機和配件。

新技術(shù)與工具讓MCU持續(xù)發(fā)光發(fā)熱

這幾年AI應(yīng)用開始百花齊放，Ricardo對媒體表示，ST從2017年開始，就一直非常關(guān)注AI與MCU產(chǎn)品的結(jié)合。他們最早的做法是推出AI工具，幫助工程師將其AI算法移植到MCU當(dāng)中，“現(xiàn)在我們做了進一步的升華和優(yōu)化，在MCU中加入了NPU和機器學(xué)習(xí)，而且可以為客戶提供非常全面的軟件支持，幫助客戶實際落地他們開發(fā)的產(chǎn)品?！彼谂c媒體交流時表示。

在Ricardo看來，未來AI將會無處不在，而實現(xiàn)的關(guān)鍵是各種軟件和硬件的融合。因此，ST在2019年推出了STM32Cube.AI，2021年推出了NanoEdgeAI。通過STM32Cube.AI，開發(fā)者可以根據(jù)自己的需求來進行模型的搭建，將標(biāo)準(zhǔn)AI工具創(chuàng)建的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行高度優(yōu)化，優(yōu)化到適合MCU資源級別的C代碼，使開發(fā)者的邊緣AI算法可以最終得以執(zhí)行和落地。

而NanoEdge AI Studio是一個自動化的機器學(xué)習(xí)開發(fā)工具，適合不需要開發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用項目。該開發(fā)工具解決的是深度學(xué)習(xí)的痛點，就是數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)加載，無論在AI領(lǐng)域的專業(yè)水平如何，通過NanoEdgeAI Studio，都可以找到最適合嵌入式項目的AI庫，并將機器學(xué)習(xí)功能加入到MCU的C代碼中。 NanoEdgeAI Studio為AI庫嵌入一個自動搜索引擎，開發(fā)人員只需幾步操作，即可基于最少量數(shù)據(jù)，為自己的項目生成最優(yōu)機器學(xué)習(xí)庫。創(chuàng)建之后，該庫被加載到微控制器中，以便在邊緣直接進行訓(xùn)練和推理，從而提高安全性并減少延遲。根據(jù)ST官網(wǎng)的信息，NanoEdgeAI Studio可生成四種類型的庫，包括異常檢測、異常值檢測、分類和回歸庫。當(dāng)然，庫的數(shù)量在在增加過程當(dāng)中，相信未來會支持更多種類的庫。

圖：ST執(zhí)行副總裁、通用微控制器子產(chǎn)品部總經(jīng)理Ricardo De-Sa-Earp

在今年年初，ST還發(fā)布了首個云端的MCU AI開發(fā)者平臺——STM32Cube.AI 開發(fā)者云，幫助開發(fā)者進一步加速邊緣AI開發(fā)流程。據(jù)Ricardo分享，通過該平臺，開發(fā)者可以學(xué)習(xí)了解如何在特定的應(yīng)用場合當(dāng)中進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)MCU相關(guān)的開發(fā)。云模版庫每年至少將會進行4次更新，板庫則是根據(jù)產(chǎn)品更新實時更新；開發(fā)者可以在該平臺上對比選擇最適合自己MCU型號的AI模版。

經(jīng)過優(yōu)化后的算法部署在端側(cè)，精度方面是否會大打折扣？這應(yīng)該是開發(fā)者們非常關(guān)注的一點。而在峰會現(xiàn)場英偉達(dá)的演示來看，在足夠好的優(yōu)化之后，這并不會成為一個問題。通過英偉達(dá)深度學(xué)習(xí)技術(shù)經(jīng)理吳永亮 Luis WU在峰會現(xiàn)場分享的案例來看，通過NVDIA TAO 5.0訓(xùn)練后的人員檢測模型，可以直接部署在STM32H747上，但內(nèi)存占用和更新率較低。而進一步經(jīng)過STM32 Cube.AI對于模型的剪裁和量化后，精度僅降低了0.5%，但內(nèi)存占用率獲得了數(shù)倍降低，而更新率則直接從1.3FPS提高到了9FPS，優(yōu)化效果非常明顯。

電機控制也是ST的強項，在今年的STM32中國峰會上，ST針對PMSM/BLDC電機無傳感器模式控制方案，推出了STM32 ZeST零速全力矩控制算法和HSO（高速觀測器），幫助客戶以更低的成本實現(xiàn)更可靠的系統(tǒng)設(shè)計。據(jù)ST介紹，零速全力矩控制算法應(yīng)用于洗衣機后，可幫助洗衣過程電機驅(qū)動節(jié)能15%~40%。

關(guān)于市場現(xiàn)狀和未來趨勢

從去年下半年開始，全球市場都有一些變化，尤其是消費類電子與手機行業(yè)，并且需求有不斷弱化的趨勢。“今年中國市場重新開放后，我們看到市場的消費已經(jīng)有一些初步恢復(fù)的跡象，如果將消費類的業(yè)務(wù)動能跟工業(yè)類的客戶相比，在MCU這一范疇來講，工業(yè)會更強一些，工業(yè)類的客戶包括能源、電力管理、新能源客戶等?！?ST執(zhí)行副總裁、中國區(qū)總裁曹志平（Henry Cao）與媒體交流時表示。

他坦承，雖然在消費類電子方面，ST做了很多的Design-in，也有很多的Design-win，但總體來看，消費電子市場大幅度的恢復(fù)可能還需要時間。對于工業(yè)類客戶，供供貨的角度來看，ST應(yīng)該比去年的情況要好。

圖：ST執(zhí)行副總裁、中國區(qū)總裁曹志平（Henry Cao）

除了極個別的一些產(chǎn)品型號以外，大部分的產(chǎn)品應(yīng)該比去年的供貨能力要強，尤其是那些跟ST有全方位合作的一些客戶，他們的供貨基本上是ST優(yōu)先保證的。所謂的全方位的合作，指的不光是MCU，還包括ST很多產(chǎn)品，包括功率器件、模擬器件、傳感器等等，還有一些柵極驅(qū)動器等。曹志平表示，對于跟我們?nèi)轿缓献鞯目蛻?，他們供貨保證的優(yōu)先支持力度應(yīng)該會更大。

曹志平對電子發(fā)燒友網(wǎng)表示，他近期也走訪了國內(nèi)一些客戶，根據(jù)他們的反饋，在汽車市場，雖然一季度由于各種原因出現(xiàn)了一些擾動，但他們對全年的汽車市場比較樂觀，普遍預(yù)計跟去年相比會有略微的增長，電動汽車的增幅會更大；在家電市場，幾家大的家電廠商均認(rèn)為今年的生意相對去年會有有增長，他承認(rèn)，一些中小型的家電企業(yè)可能會遇到一些困難，但對于大型家電廠商，他們主要是ST的客戶，他們的增長預(yù)期還是比較樂觀的；能源類，比如光伏和風(fēng)能相關(guān)的需求明顯比去年大，而且他們開始全方位擁抱ST的整體解決方案，無論是MCU，還是功率器件、模擬產(chǎn)品，甚至是柵極驅(qū)動器等。

談到目前芯片市場上價格內(nèi)卷的事情，曹志平認(rèn)為，從價格來講，ST現(xiàn)在更多關(guān)注的是價值。ST提供的是一個全方位的服務(wù)，它不僅僅只是一個芯片?！拔覀兊年P(guān)注點不是僅僅比較一個硬件的價格，更多關(guān)注的是給客戶提供一個全方位的系統(tǒng)解決方案的價值。從價值的角度講，我們?yōu)榭蛻籼峁┑膬r值比疫情前更大，因為我們提供的有硬件、有軟件、有生態(tài)系統(tǒng)、有功能安全、有信息安全，有無線的連接等等，以及各種開發(fā)的工具。如果我們的用戶能夠全方位地?fù)肀覀兯峁┑囊恍┕ぞ?，一些方案，一些軟件和一些硬件，以及合作伙伴的一整套系統(tǒng)，他們能感受到的價值肯定會比以前更大?！彼赋觥?br />
對于未來的預(yù)測，Remi認(rèn)為2023年的業(yè)務(wù)將會表現(xiàn)不錯，因為在電動汽車的驅(qū)動下，汽車市場表現(xiàn)依然強勁，對ST來說，不論是其功率產(chǎn)品，還是MCU產(chǎn)品，在汽車市場仍然有非常不錯的表現(xiàn)。

在工業(yè)市場，主要分兩個場景。就工業(yè)市場當(dāng)中的一些消費類場景而言，整個亞洲地區(qū)，ST都看到了復(fù)蘇的泡沫，特別是房地產(chǎn)行業(yè)所引發(fā)的泡沫；但就工業(yè)場景中的能源管理應(yīng)用，增長還是非常不錯的；還有工廠自動化的增速雖然是兩位數(shù)的，但較之以往有所放緩。

Remi最后總結(jié)，ST是一家公司，他們能做的不是去主導(dǎo)經(jīng)濟的發(fā)展，而是去回應(yīng)社會經(jīng)濟的發(fā)展，然后去發(fā)展其業(yè)務(wù)。因此，他們更加關(guān)注長期的發(fā)展，比如工業(yè)市場和汽車市場。