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ST進軍工業市場,打造豐富多彩的工業樂園

作者:王瑩時間:2019-10-08來源:電子產品世界收藏

工業以少量多樣和高安全可靠的特點,成為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游其中?近日,意法半導體(ST)在華舉辦了“ST工業巡演2019”。在北京站,ST亞太區功率分立和模擬產品器件部區域營銷和應用副總裁Francesco Muggeri分析了工業市場的特點,并介紹了ST豐富多彩的產品優勢。

本文引用地址:http://www.sncsn.tw/article/201910/405516.htm

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1 芯片廠商如何應對工業挑戰?

工業領域呈現多樣、少量的特點,需要把傳統大規模生產模式,改為少量、高質量的生產模式。

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,所以產品會非標準化,即一個產品只能針對某一類小應用/小客戶的需求,導致市場對產品有小批量的需求。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。為了應對小眾產品,需要芯片供應商提供定制化的商業解決方案。不過,一個產品從定義到開發、生產、封裝……,中間要有很多步驟,在生產的時候可能有不同的設計,因此中間的成本很高,可能會達到上百萬美元,如果需求量只有幾百片,對廠商的可持續性和投資回報就有很大的挑戰。

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ST的解決方法是把全球不同客戶的需求整合到一起。一個案例是混合信號芯片,里面既有數字,也有模擬,而且可編程。在生產方面,ST可以在最后測試的環節,通過測試的不同來實現不同的功能。因為ST對應用非常了解,可以設計適應不同的需求芯片,無需修改設計,只需在生產的最后一步做金屬層的修改,而金屬層修改是很容易的事情。     

ST之所以能夠面對這樣的挑戰,因為ST已有完善的產品工藝線和技術。例如由模擬和MOSFET組成的芯片,為了改成更智能,可以把其中一部分改成隔離驅動或低壓的控制,這樣來實現不同的功能,“在少于三四個月的時間里,ST就能向市場推出一款適應客戶需求的芯片。”Francescos稱。而一些友商,盡管CMOS工藝很強,但缺乏模擬技術和功率半導體技術,在需要提供整體方案時,需要和其它半導體公司合作,這通常比較費時、費力。或者有些友商擁有很多工藝,包括BCD,但分立器件的產品種類很少,只有很少的MOSFET,所以也很難提供整套方案。

ST的整體方案能夠為客戶提供的另外價值是:在現在的工業市場和半導體市場,單純的硬件是不夠的,還必須要有軟件與服務。ST有分布于全球的應用專家,幫助客戶快速地設計出產品。ST可以提供各種參考設計,讓客戶能夠快速完成產品設計,同時提供靈活的軟硬件工具。ST也有合作伙伴計劃,讓客戶能夠同ST一起開發新產品,以不斷推動ST產品的演進和客戶方案的演進。

2 ST看好的3個機會

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分鐘內充滿移動設備,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:外界普遍認為是特斯拉)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,但是量產首先是從二極管開始的,2002、2003年,ST就已量產二極管了,截至2019年,SiC MOSFET也已量產三五年。

過去三五年中,碳化硅的基材在市場上出現了短缺,為此ST于2019年上半年并購了瑞士碳化硅基材公司——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也能夠提供非常寬的產品線。ST可以提供家用電器、工業電源和工業工具,包括工業的馬達、消費類機器人的整體方案。

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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對于電機驅動,中國的工程師普遍對硬件非常了解,但是可能在一些控制算法、軟件編碼在內的系統方案方面的經驗不足。為此,ST能夠提供整個系統方面的支持,例如有很多的Demo(演示)板,有專用于馬達驅動的軟件庫,都是正常提供給客戶的。同時ST在亞洲的馬達驅動的應用中心,可以幫助客戶快速開發他們的產品。

●自動化

ST有廣泛的產品線。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產管理和資產跟蹤方面,在此,ST和Sigfox有非常緊密的合作。

3 如何整合全球資源?

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、小眾的國家(例如中亞)去,符合每個國家的不同規范。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復雜的各個國家進行良好的工作的。

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4 哪類客戶需要整套方案?

一些非常大的客戶在研發方面投入很多,他們對生態系統已經非常了解,可能不需要ST提供整個生態系統,只需要提供ST的產品性能指標即可。但是大眾化市場里,有一些客戶在某些器件或應用上是第一次涉及,這時就需要給整體的方案,讓他們的產品能夠快速上市。        

那么,ST有眾多的產品部門(如下圖),客戶應該找哪個部門?實際上,Francesco是ST在亞太區工業市場的行動小組的負責人。這個行動小組并不會去越過產品部門的架構,但是把所有的產品整合在一起。ST是一個系統化整合的方案提供商,在亞太區有3個相關的應用中心:電力與電源、電機控制與工業技術能力中心,物聯網。這些應用中心都可把ST的所有產品整合到起來。ST的工業方式是整個產品和方案的整合,是從應用角度出發的。image.png

5 安全解決方案    

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后,全自動化的系統可能中間有一些黑客泄密的行為,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 總結

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的產品線非常廣,且通用性非常強,有很多出彩的產品(如下圖)。ST致力于成為中國客戶在工業市場的親密合作伙伴。

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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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