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ST进军工业市场,打造丰富多彩的工业乐园

作者:王莹时间:2019-10-08来源:电子产品世界收藏

工业以少量多样和高安全可靠的特点,成为电子业门槛最高的市场之一。随着工业物联网、智能制造的崛起,如何在有限的资源条件下满足新一代工业客户的需求,使客户可以像逛芯片乐园一样遨游其中?近日,意法半导体(ST)在华举办了“ST工业巡演2019”。在北京站,ST亚太区功率分立和模拟产品器件部区域营销和应用副总裁Francesco Muggeri分析了工业市场的特点,并介绍了ST丰富多彩的产品优势。

本文引用地址:http://www.c3dnow.com/article/201910/405516.htm

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1 芯片厂商如何应对工业挑战?

工业领域呈现多样、少量的特点,需要把传统大规模生产模式,改为少量、高质量的生产模式。

具体如下图,工业的一大挑战是应用的多样化,即一个大应用下面通常有很多小的子应用,所以产品会非标准化,即一个产品只能针对某一类小应用/小客户的需求,导致市场对产品有小批量的需求。哪怕这个需求可能价值2000万美元,但需求量可能只有2万片,因此芯片供应商对利润的要求会比较高。为了应对小众产品,需要芯片供应商提供定制化的商业解决方案。不过,一个产品从定义到开发、生产、封装……,中间要有很多步骤,在生产的时候可能有不同的设计,因此中间的成本很高,可能会达到上百万美元,如果需求量只有几百片,对厂商的可持续性和投资回报就有很大的挑战。

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ST的解决方法是把全球不同客户的需求整合到一起。一个案例是混合信号芯片,里面既有数字,也有模拟,而且可编程。在生产方面,ST可以在最后测试的环节,通过测试的不同来实现不同的功能。因为ST对应用非常了解,可以设计适应不同的需求芯片,无需修改设计,只需在生产的最后一步做金属层的修改,而金属层修改是很容易的事情。     

ST之所以能够面对这样的挑战,因为ST已有完善的产品工艺线和技术。例如由模拟和MOSFET组成的芯片,为了改成更智能,可以把其中一部分改成隔离驱动或低压的控制,这样来实现不同的功能,“在少于三四个月的时间里,ST就能向市场推出一款适应客户需求的芯片。”Francescos称。而一些友商,尽管CMOS工艺很强,但缺乏模拟技术和功率半导体技术,在需要提供整体方案时,需要和其它半导体公司合作,这通常比较费时、费力。或者有些友商拥有很多工艺,包括BCD,但分立器件的产品种类很少,只有很少的MOSFET,所以也很难提供整套方案。

ST的整体方案能够为客户提供的另外价值是:在现在的工业市场和半导体市场,单纯的硬件是不够的,还必须要有软件与服务。ST有分布于全球的应用专家,帮助客户快速地设计出产品。ST可以提供各种参考设计,让客户能够快速完成产品设计,同时提供灵活的软硬件工具。ST也有合作伙伴计划,让客户能够同ST一起开发新产品,以不断推动ST产品的演进和客户方案的演进。

2 ST看好的3个机会

在工业峰会的Logo上有电力与控制、自动化(如下图)。

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电力与能源方面,ST的解决方案可以覆盖从几十瓦到几百瓦甚至上千瓦的方案。马达驱动方面,ST可以驱动直流马达、交流马达,工作在不同的功率等级。在自动化方面,ST提供有线、无线的通信。

●电力和

驱动因素是能效和节能。数字是市场趋势,和GaN提升鲁棒性和缩小体积,清洁的太阳能市场,中国是领先市场,充电桩、充电站支持快速增长的电动车需求,ST有无线充电方案,快充技术方面,在10分钟内充满移动设备,有高精度电表,智能可调光路灯方案等。

值得一提的是,ST的在汽车业是非常领先的,得益于ST和全球著名的电动车厂家(注:外界普遍认为是特斯拉)的合作,实际上,大部分车厂都多少跟ST有合作。ST在市场上进入得很早,但是量产首先是从二极管开始的,2002、2003年,ST就已量产二极管了,截至2019年,SiC MOSFET也已量产三五年。

过去三五年中,碳化硅的基材在市场上出现了短缺,为此ST于2019年上半年并购了瑞士碳化硅基材公司——Norstel,从2019年9月开始,ST将在意大利Catania工厂附近兴建基材公司。当ST自己来做基材的时候,就会变得更主动。image.png

●马达驱动和控制

ST也能够提供非常宽的产品线。ST可以提供家用电器、工业电源和工业工具,包括工业的马达、消费类机器人的整体方案。

在智能市场,截止2018年,ST在市场中的销量已达到10亿。

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对于电机驱动,中国的工程师普遍对硬件非常了解,但是可能在一些控制算法、软件编码在内的系统方案方面的经验不足。为此,ST能够提供整个系统方面的支持,例如有很多的Demo(演示)板,有专用于马达驱动的软件库,都是正常提供给客户的。同时ST在亚洲的马达驱动的应用中心,可以帮助客户快速开发他们的产品。

●自动化

ST有广泛的产品线。在家居和楼宇方面,ST提供整个系统所用的协议栈。针对高算力应用,例如ST有新的H7系列

无线的方案可以用在现在热门的资产管理和资产跟踪方面,在此,ST和Sigfox有非常紧密的合作。

3 如何整合全球资源?

ST一直强调有整合全球需求的能力,如何整合全球的需求?Francesco举例道,智能电表是高精度的计量IC,加上一个非常可靠的通信IC。第一部分,ST的工艺和技术的开发是从20年前开始,和一家欧洲领先的电表厂家进行的,因此凭借丰富的经验和实际案例,可以支持中国的中小客户进行这方面的开发。第二部分,ST智能电表应用中心的工程师能够开发出一些远程的调试和监控软件,帮助中国的客户把电表卖到偏远、小众的国家(例如中亚)去,符合每个国家的不同规范。这就是一个全球性的协作和全球性的整合。

如果ST没有整合全球的经验,就不可能能够帮助客户去适应全球的需求。另外,ST不仅仅提供半导体硬件,同时还提供整个生态系统和软件的支持,如果ST没有这些软件,一些芯片是很难在一些复杂的各个国家进行良好的工作的。

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4 哪类客户需要整套方案?

一些非常大的客户在研发方面投入很多,他们对生态系统已经非常了解,可能不需要ST提供整个生态系统,只需要提供ST的产品性能指标即可。但是大众化市场里,有一些客户在某些器件或应用上是第一次涉及,这时就需要给整体的方案,让他们的产品能够快速上市。        

那么,ST有众多的产品部门(如下图),客户应该找哪个部门?实际上,Francesco是ST在亚太区工业市场的行动小组的负责人。这个行动小组并不会去越过产品部门的架构,但是把所有的产品整合在一起。ST是一个系统化整合的方案提供商,在亚太区有3个相关的应用中心:电力与电源、电机控制与工业技术能力中心,物联网。这些应用中心都可把ST的所有产品整合到起来。ST的工业方式是整个产品和方案的整合,是从应用角度出发的。image.png

5 安全解决方案    

工业4.0时代,工业领域也非常需要安全。在安全方面,ST已有专用的基于安全的。ST专门基于安全的MCU在市场上已经取得了一些成功,例如在智能卡读卡器上已有很多应用。ST在安全方面是非常强大的,其硬件能够防止两套操作系统相互读取对方的信息,所以在硬件和软件上,ST都可让两套系统能够很好地隔离开,以保证信息的安全。

关于工业4.0,可能有些公司会有一些小小的隐忧,他们可能会担心用了全自动化的设备以后,全自动化的系统可能中间有一些黑客泄密的行为,导致他们的专利或技术被泄露。在这方面,ST用专门基于安全的CPU的MCU来应对这方面的挑战。在可预测维护方面,客户可能担心别的公司用他的设备监测你的设备的运营状态。一方面,如果客户没有一个能够基于安全的MCU,客户的信息有可能会在传输过程中或运行过程中被人窃取到。ST基于安全的MCU,能够让两套系统完全脱离开,而且中间也没有黑客解密的风险。

6 总结

ST在工业市场有超过30年的经验。ST在亚太区对应用的了解非常深入,而且ST在中国乃至亚太区有3个应用中心,大部分工程师在中国/大中华区。ST的产品线非常广,且通用性非常强,有很多出彩的产品(如下图)。ST致力于成为中国客户在工业市场的亲密合作伙伴。

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上图:ST在亚洲的工业实力概况



关键词: 电机 MCU 电源 SiC

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