ST進(jìn)軍工業(yè)市場(chǎng)，打造豐富多彩的工業(yè)樂(lè )園

工業(yè)以少量多樣和高安全可靠的特點(diǎn)，成為電子業(yè)門(mén)檻最高的市場(chǎng)之一。隨著(zhù)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能制造的崛起，如何在有限的資源條件下滿(mǎn)足新一代工業(yè)客戶(hù)的需求，使客戶(hù)可以像逛芯片樂(lè )園一樣遨游其中？近日，意法半導體（ST）在華舉辦了“ST工業(yè)巡演2019”。在北京站，ST亞太區功率分立和模擬產(chǎn)品器件部區域營(yíng)銷(xiāo)和應用副總裁Francesco Muggeri分析了工業(yè)市場(chǎng)的特點(diǎn)，并介紹了ST豐富多彩的產(chǎn)品優(yōu)勢。

1 芯片廠(chǎng)商如何應對工業(yè)挑戰？

工業(yè)領(lǐng)域呈現多樣、少量的特點(diǎn)，需要把傳統大規模生產(chǎn)模式，改為少量、高質(zhì)量的生產(chǎn)模式。

具體如下圖，工業(yè)的一大挑戰是應用的多樣化，即一個(gè)大應用下面通常有很多小的子應用，所以產(chǎn)品會(huì )非標準化，即一個(gè)產(chǎn)品只能針對某一類(lèi)小應用/小客戶(hù)的需求，導致市場(chǎng)對產(chǎn)品有小批量的需求。哪怕這個(gè)需求可能價(jià)值2000萬(wàn)美元，但需求量可能只有2萬(wàn)片，因此芯片供應商對利潤的要求會(huì )比較高。為了應對小眾產(chǎn)品，需要芯片供應商提供定制化的商業(yè)解決方案。不過(guò)，一個(gè)產(chǎn)品從定義到開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、封裝……，中間要有很多步驟，在生產(chǎn)的時(shí)候可能有不同的設計，因此中間的成本很高，可能會(huì )達到上百萬(wàn)美元，如果需求量只有幾百片，對廠(chǎng)商的可持續性和投資回報就有很大的挑戰。

ST的解決方法是把全球不同客戶(hù)的需求整合到一起。一個(gè)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(chǎn)方面，ST可以在最后測試的環(huán)節，通過(guò)測試的不同來(lái)實(shí)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(wú)需修改設計，只需在生產(chǎn)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(chǎn)品工藝線(xiàn)和技術(shù)。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(dòng)或低壓的控制，這樣來(lái)實(shí)現不同的功能，“在少于三四個(gè)月的時(shí)間里，ST就能向市場(chǎng)推出一款適應客戶(hù)需求的芯片?！盕rancescos稱(chēng)。而一些友商，盡管CMOS工藝很強，但缺乏模擬技術(shù)和功率半導體技術(shù)，在需要提供整體方案時(shí)，需要和其它半導體公司合作，這通常比較費時(shí)、費力?；蛘哂行┯焉虛碛泻芏喙に?，包括BCD，但分立器件的產(chǎn)品種類(lèi)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(hù)提供的另外價(jià)值是：在現在的工業(yè)市場(chǎng)和半導體市場(chǎng)，單純的硬件是不夠的，還必須要有軟件與服務(wù)。ST有分布于全球的應用專(zhuān)家，幫助客戶(hù)快速地設計出產(chǎn)品。ST可以提供各種參考設計，讓客戶(hù)能夠快速完成產(chǎn)品設計，同時(shí)提供靈活的軟硬件工具。ST也有合作伙伴計劃，讓客戶(hù)能夠同ST一起開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，以不斷推動(dòng)ST產(chǎn)品的演進(jìn)和客戶(hù)方案的演進(jìn)。

2 ST看好的3個(gè)機會(huì )

在工業(yè)峰會(huì )的Logo上有電力與電源、電機控制、自動(dòng)化（如下圖）。

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(dòng)方面，ST可以驅動(dòng)直流馬達、交流馬達，工作在不同的功率等級。在自動(dòng)化方面，ST提供有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)的通信。

●電力和電源

驅動(dòng)因素是能效和節能。數字電源是市場(chǎng)趨勢，SiC和GaN提升魯棒性和縮小體積，清潔的太陽(yáng)能市場(chǎng)，中國是領(lǐng)先市場(chǎng)，充電樁、充電站支持快速增長(cháng)的電動(dòng)車(chē)需求，ST有無(wú)線(xiàn)充電方案，快充技術(shù)方面，在10分鐘內充滿(mǎn)移動(dòng)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SiC在汽車(chē)業(yè)是非常領(lǐng)先的，得益于ST和全球著(zhù)名的電動(dòng)車(chē)廠(chǎng)家（注：外界普遍認為是特斯拉）的合作，實(shí)際上，大部分車(chē)廠(chǎng)都多少跟ST有合作。ST在市場(chǎng)上進(jìn)入得很早，但是量產(chǎn)首先是從二極管開(kāi)始的，2002、2003年，ST就已量產(chǎn)SiC二極管了，截至2019年，SiC MOSFET也已量產(chǎn)三五年。

過(guò)去三五年中，碳化硅的基材在市場(chǎng)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(kāi)始，ST將在意大利Catania工廠(chǎng)附近興建基材公司。當ST自己來(lái)做基材的時(shí)候，就會(huì )變得更主動(dòng)。

●馬達驅動(dòng)和電機控制

ST也能夠提供非常寬的產(chǎn)品線(xiàn)。ST可以提供家用電器、工業(yè)電源和工業(yè)工具，包括工業(yè)的馬達、消費類(lèi)機器人的整體方案。

在智能電機市場(chǎng)，截止2018年，ST在市場(chǎng)中的銷(xiāo)量已達到10億。

對于電機驅動(dòng)，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(jīng)驗不足。為此，ST能夠提供整個(gè)系統方面的支持，例如有很多的Demo（演示）板，有專(zhuān)用于馬達驅動(dòng)的軟件庫，都是正常提供給客戶(hù)的。同時(shí)ST在亞洲的馬達驅動(dòng)的應用中心，可以幫助客戶(hù)快速開(kāi)發(fā)他們的產(chǎn)品。

●自動(dòng)化

ST有廣泛的產(chǎn)品線(xiàn)。在家居和樓宇方面，ST提供整個(gè)系統所用的協(xié)議棧。針對高算力應用，例如ST有新的H7系列MCU。

無(wú)線(xiàn)的方案可以用在現在熱門(mén)的資產(chǎn)管理和資產(chǎn)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(gè)非?？煽康耐ㄐ臝C。第一部分，ST的工藝和技術(shù)的開(kāi)發(fā)是從20年前開(kāi)始，和一家歐洲領(lǐng)先的電表廠(chǎng)家進(jìn)行的，因此憑借豐富的經(jīng)驗和實(shí)際案例，可以支持中國的中小客戶(hù)進(jìn)行這方面的開(kāi)發(fā)。第二部分，ST智能電表應用中心的工程師能夠開(kāi)發(fā)出一些遠程的調試和監控軟件，幫助中國的客戶(hù)把電表賣(mài)到偏遠、小眾的國家（例如中亞）去，符合每個(gè)國家的不同規范。這就是一個(gè)全球性的協(xié)作和全球性的整合。

如果ST沒(méi)有整合全球的經(jīng)驗，就不可能能夠幫助客戶(hù)去適應全球的需求。另外，ST不僅僅提供半導體硬件，同時(shí)還提供整個(gè)生態(tài)系統和軟件的支持，如果ST沒(méi)有這些軟件，一些芯片是很難在一些復雜的各個(gè)國家進(jìn)行良好的工作的。

4 哪類(lèi)客戶(hù)需要整套方案？

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

那么，ST有眾多的產(chǎn)品部門(mén)（如下圖），客戶(hù)應該找哪個(gè)部門(mén)？實(shí)際上，Francesco是ST在亞太區工業(yè)市場(chǎng)的行動(dòng)小組的負責人。這個(gè)行動(dòng)小組并不會(huì )去越過(guò)產(chǎn)品部門(mén)的架構，但是把所有的產(chǎn)品整合在一起。ST是一個(gè)系統化整合的方案提供商，在亞太區有3個(gè)相關(guān)的應用中心：電力與電源、電機控制與工業(yè)技術(shù)能力中心，物聯(lián)網(wǎng)。這些應用中心都可把ST的所有產(chǎn)品整合到起來(lái)。ST的工業(yè)方式是整個(gè)產(chǎn)品和方案的整合，是從應用角度出發(fā)的。

5 安全解決方案    

工業(yè)4.0時(shí)代，工業(yè)領(lǐng)域也非常需要安全。在安全MCU方面，ST已有專(zhuān)用的基于安全的MCU。ST專(zhuān)門(mén)基于安全的MCU在市場(chǎng)上已經(jīng)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(kāi)，以保證信息的安全。

關(guān)于工業(yè)4.0，可能有些公司會(huì )有一些小小的隱憂(yōu)，他們可能會(huì )擔心用了全自動(dòng)化的設備以后，全自動(dòng)化的系統可能中間有一些黑客泄密的行為，導致他們的專(zhuān)利或技術(shù)被泄露。在這方面，ST用專(zhuān)門(mén)基于安全的CPU的MCU來(lái)應對這方面的挑戰。在可預測維護方面，客戶(hù)可能擔心別的公司用他的設備監測你的設備的運營(yíng)狀態(tài)。一方面，如果客戶(hù)沒(méi)有一個(gè)能夠基于安全的MCU，客戶(hù)的信息有可能會(huì )在傳輸過(guò)程中或運行過(guò)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(kāi)，而且中間也沒(méi)有黑客解密的風(fēng)險。

6 總結

ST在工業(yè)市場(chǎng)有超過(guò)30年的經(jīng)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(gè)應用中心，大部分工程師在中國/大中華區。ST的產(chǎn)品線(xiàn)非常廣，且通用性非常強，有很多出彩的產(chǎn)品（如下圖）。ST致力于成為中國客戶(hù)在工業(yè)市場(chǎng)的親密合作伙伴。

上圖：ST在亞洲的工業(yè)實(shí)力概況