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作者:王瑩時間:2019-10-08來源:電子産品世界收藏

工業以少量多樣和高安全可靠的特點,成爲電子業門檻最高的市場之一。隨著工業物聯網、智能制造的崛起,如何在有限的資源條件下滿足新一代工業客戶的需求,使客戶可以像逛芯片樂園一樣遨遊其中?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:/article/201910/405516.htm

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1 芯片厂商如何应对工业挑战?

工業領域呈現多樣、少量的特點,需要把傳統大規模生産模式,改爲少量、高質量的生産模式。

具體如下圖,工業的一大挑戰是應用的多樣化,即一個大應用下面通常有很多小的子應用,所以産品會非標准化,即一個産品只能針對某一類小應用/小客戶的需求,導致市場對産品有小批量的需求。哪怕這個需求可能價值2000萬美元,但需求量可能只有2萬片,因此芯片供應商對利潤的要求會比較高。爲了應對小衆産品,需要芯片供應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設計,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,可以設計适应不同的需求芯片,无需修改設計,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壓的控制,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,但缺乏模擬技術和功率半导体技术,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,帮助客户快速地設計出产品。ST可以提供各种参考設計,让客户能够快速完成产品設計,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,以不断推動ST产品的演进和客户方案的演进。

2 ST看好的3个机会

在工業峰會的Logo上有電力與控制、自動化(如下圖)。

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電力與能源方面,ST的解決方案可以覆蓋從幾十瓦到幾百瓦甚至上千瓦的方案。馬達驅動方面,ST可以驅動直流馬達、交流馬達,工作在不同的功率等級。在自動化方面,ST提供有線、無線的通信。

●電力和

驅動因素是能效和節能。數字是市場趨勢,和GaN提升魯棒性和縮小體積,清潔的太陽能市場,中國是領先市場,充電樁、充電站支持快速增長的電動車需求,ST有無線充電方案,快充技術方面,在10分鍾內充滿移動設備,有高精度電表,智能可調光路燈方案等。

值得一提的是,ST的在汽車業是非常領先的,得益于ST和全球著名的電動車廠家(注:外界普遍認爲是特斯拉)的合作,實際上,大部分車廠都多少跟ST有合作。ST在市場上進入得很早,但是量産首先是從二極管開始的,2002、2003年,ST就已量産二极管了,截至2019年,SiC MOSFET也已量产三五年。

過去三五年中,碳化矽的基材在市場上出現了短缺,爲此ST于2019年上半年並購了瑞士碳化矽基材公司——Norstel,從2019年9月開始,ST將在意大利Catania工廠附近興建基材公司。當ST自己來做基材的時候,就會變得更主動。image.png

●馬達驅動和控制

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

在智能市場,截止2018年,ST在市場中的銷量已達到10億。

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对于電機驱动,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。

●自動化

ST有廣泛的産品線。在家居和樓宇方面,ST提供整個系統所用的協議棧。針對高算力應用,例如ST有新的H7系列

無線的方案可以用在現在熱門的資産管理和資産跟蹤方面,在此,ST和Sigfox有非常緊密的合作。

3 如何整合全球资源?

ST一直強調有整合全球需求的能力,如何整合全球的需求?Francesco舉例道,智能電表是高精度的計量IC,加上一個非常可靠的通信IC。第一部分,ST的工藝和技術的開發是從20年前開始,和一家歐洲領先的電表廠家進行的,因此憑借豐富的經驗和實際案例,可以支持中國的中小客戶進行這方面的開發。第二部分,ST智能電表應用中心的工程師能夠開發出一些遠程的調試和監控軟件,幫助中國的客戶把電表賣到偏遠、小衆的國家(例如中亞)去,符合每個國家的不同規範。這就是一個全球性的協作和全球性的整合。

如果ST沒有整合全球的經驗,就不可能能夠幫助客戶去適應全球的需求。另外,ST不僅僅提供半導體硬件,同時還提供整個生態系統和軟件的支持,如果ST沒有這些軟件,一些芯片是很難在一些複雜的各個國家進行良好的工作的。

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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:电力与電源、電機控制与工业技术能力中心,物聯網。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    

工業4.0時代,工業領域也非常需要安全。在安全方面,ST已有專用的基于安全的。ST專門基于安全的MCU在市場上已經取得了一些成功,例如在智能卡讀卡器上已有很多應用。ST在安全方面是非常強大的,其硬件能夠防止兩套操作系統相互讀取對方的信息,所以在硬件和軟件上,ST都可讓兩套系統能夠很好地隔離開,以保證信息的安全。

關于工業4.0,可能有些公司會有一些小小的隱憂,他們可能會擔心用了全自動化的設備以後,全自動化的系統可能中間有一些黑客泄密的行爲,導致他們的專利或技術被泄露。在這方面,ST用專門基于安全的CPU的MCU來應對這方面的挑戰。在可預測維護方面,客戶可能擔心別的公司用他的設備監測你的設備的運營狀態。一方面,如果客戶沒有一個能夠基于安全的MCU,客戶的信息有可能會在傳輸過程中或運行過程中被人竊取到。ST基于安全的MCU,能夠讓兩套系統完全脫離開,而且中間也沒有黑客解密的風險。

6 总结

ST在工業市場有超過30年的經驗。ST在亞太區對應用的了解非常深入,而且ST在中國乃至亞太區有3個應用中心,大部分工程師在中國/大中華區。ST的産品線非常廣,且通用性非常強,有很多出彩的産品(如下圖)。ST致力于成爲中國客戶在工業市場的親密合作夥伴。

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上圖:ST在亞洲的工業實力概況



關鍵詞: 電機 MCU 電源 SiC

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