四大场景，三大应用领域，ST在工业领域持续开疆辟土

（文/程文智）在月初的“意法半导体工业峰会2021”上，ST表示，他们可以提供5,000多款适合各种工业场景的半导体产品和解决方案。这些产品和解决方案可主要应用在智能农业、智能制造、智能基础设施和环境，以及绿色能源网络四大场景中。

这些年来，亚洲成为了第一大工业产品市场，ST总裁兼首席执行官Jean-Marc Chery在峰会上通过视频方式透露了ST在工业市场的布局，未来几年，ST将会特别关注对可再生能源、绿色出行和能源效率有益的应用，例如工厂自动化、电动汽车充电基础设施、家用电器、太阳能和风能以及智能工厂机器人。

同时，电子发烧友网在峰会期间与ST多位负责工业市场的高管进行了交流，了解到了ST在工业市场的一些新动向和新动作。

智慧农业成为ST新的应用场景
智慧农业是ST今年新增的一个应用场景展示，展示的方案有智能照明、土壤湿度和温度检测、水质监测、风速和风向监测以及自动割胶机等。

谈到为何会新增这个应用场景展示时，ST亚太区功率分立和模拟产品器件部市场和应用副总裁沐杰励(Francesco MUGGERI)表示，虽然目前智慧农业的市场需求还不是特别大，但其实二氧化碳的排放很大一部分是来自农业，比如说奶牛养殖。对奶牛和其他牲畜进行监控或许可以帮助减少碳排放。

图：ST亚太区功率分立和模拟产品器件部市场和应用副总裁沐杰励(Francesco MUGGERI)

另外，前几年流行的猪流感如果有更多智能技术的支持，或许能避免此类疾病的传播，减少养殖户的损失。

因此，有一些大公司，包括中国公司，要求开发非常复杂的系统，通过传感器和无线通信，跟踪牲畜，并能够与在农场发生的一些其他情况进行数据交换。

ST亚太区功率分立及模拟器件产品部，工业产品应用及市场总监, 自动化技术创新中心负责人 AllanLagasca则介绍了一个具体的应用案例---割胶机。中国有1亿多棵橡胶树，而割胶工人却越来越少，同时，如果想以最有效的方式收割橡胶树汁，需要在凌晨4点左右割胶。

图：ST亚太区功率分立及模拟器件产品部，工业产品应用及市场总监, 自动化技术创新中心负责人 AllanLagasca

这就需要一台机器来收集树液，同时也确保可以拥有一个更健康的环境和健康的劳动力。因为使用了自动化机器，减少了浪费，不会过度收割橡胶汁，而且还提高了割胶效率，此时，电子设备就可大展身手了。“这也是为什么我们在展示区展示了这样的一些机器，这些机器搭载了我们的POWERSTEP01电机驱动器。在中国市场上，我们的MCU团队也在推动着衔接方面的工作。我们还使用我们的LoRaWAN技术和我们的STM32WLMCU，连接并监测橡胶树汁收集桶是否已经装满。装满了之后，就派工人取回来。这样就避免了浪费。不仅提高了效率，也减少了浪费。同时，这对工人和农民的帮助也很大。”AllanLagasca对媒体表示。

同时，他还补充说，他们还在每棵树上安装了STM32WLMCU，可以让客户收集设备周围整片区域的大量数据。有了积累的数据，农民就能优化并更好地生产橡胶。这项技术还可以扩展到家畜。当然，树是静止不动的，但家畜是活的，会移动位置。通过ST支持的两种协议LoRa或Sigfox，客户能够加强对这些家畜的管理。


推出8英寸碳化硅晶圆和更多氮化镓产品
这几年，新能源汽车发展迅速，国内目前新能源汽车领域有很多新的技术都来自中国，沐杰励表示，ST与很多中国汽车厂商都有合作，比如比亚迪等。

他拿充电站举例说，目前类似加油站环境的充电站，很多都要求能够在半小时，甚至更短的时间内给电动汽车充好电。这就需要更大功率的充电站，比如要在20~30分钟内为120千瓦时电池充电，就需要350千瓦的充电站。而这类充电站内的半导体价值将超过300美元。

在充电站用到的半导体中，沐杰励认为具有强大计算能力和带有高级功能的MCU、IGBT，以及SiCMOSFET，以及数字电源解决方案将成为关键。

在第三代半导体材料方面，ST在SiC和氮化镓方面都有大量投入，据沐杰励透露，ST已经收购了Norstel，目标是垂直整合供应链。其SiC晶圆目前主要供应来自两大公司，一家美国的Wolfspeed Cree，另一家是德国的SiCrystal。不过，ST也在自己生产部分晶圆，“我们的目标是到2024年，实现40%的内部晶圆供应。为此，除了瑞典北雪平市的晶圆厂之外，我们还在意大利卡塔尼亚也建了一座晶圆厂。这座新厂正在建设之中，很快就可以投入使用。我想该厂在明年年中基本上就可以使用了。”他对电子发烧友网表示。

众所周知，目前的SiC产品普遍使用的是6英寸的晶圆，但ST已经在生产8英寸晶圆样品。他强调说，ST已经向市场推出了其第三代碳化硅技术，不久将推出第四代，以后还将推出第五代碳化硅技术。

在氮化镓方面，ST已经在法国图尔市投入了氮化镓生产，很快将拥有其自己的技术。“我们一直在对EXAGAN公司进行投资，我们已经收购了该公司的大部分股份，该公司有着非常有趣的专利。我们正在全速前进通过涵盖三个方面的技术。我们将有常开的G-FET™在这种情况下需要在器件内部进行级联配置的氮化镓驱动器。我们也会推出常闭型e-mode GHEMT™技术，以及带有嵌入式硅数字门的超快速氮化镓驱动器G-DRIVE™。这三个PowerGaN系列都会相继推出。”沐杰励表示。

目前，ST已经申请了STPower GaN和STI2GaN商标。其中，STI2GaN主要面向汽车领域；STPower GaN的技术主要面向SMPS领域。他同时指出，“我们也在推进射频方面的工作。我们正在使用在硅和镓上的两种特别的技术。我们正在与一些公司合作。还有，就是我们在市场上推出了MasterGaN产品，并进入了市场。目前在充电器方面已有应用。”

聚焦三大领域创新
ST在亚洲工业市场的战略是聚焦电源和能源、电机控制和自动化三大领域。为此，ST还专门成立了三大技术创新中心：电源和能源技术创新中心、电机控制技术创新中心、自动化技术创新中心。

电源和能源技术创新中心专注于能源产生和分配、计量、无线充电、电力系统、消费类电子产品电源、照明等。

电机控制技术创新中心专注于专业电器、工业电机控制器、工业运输和其他消费品，以优化从电能到动能的转换效率。

自动化技术创新中心重点关注智慧城市、智能楼宇、智能家居、智能农业、工业机器人、自动化，在这些领域需要支持电能的智能使用。

电机控制对半导体的需求越来越大，因为变频式电器已经成为主流。变频式电机控制可以延长电器的使用寿命，减少设备噪音，节约能源。

据了解，ST提供的产品组合非常广泛，如STM32 G0、G4系列等等。此外，还有STSPIN系统级封装电机控制器和栅极驱动器、ST功率分立器件，如IGBT、MDmesh MOSFET、IPM模块。

在这三大领域，ST本次峰会展示多款相关产品和解决方案，比如：
电源和能源：3kW数控无桥图腾柱功率因数校正 (PFC) 变换器使工程师能够用意法半导体最新的电源开发套件，包括 SiC MOSFET、低 Rdson 的超级结 MOS IC、电流隔离栅极驱动器和 32 位 MCU，设计创新的功率变换拓扑，该参考设计还为设计高峰值能效和低 THD 失真的70kHz紧凑型功率变换器开辟了道路。

电机控制：双电机同步位置控制模型可以精确同步两个PMSM 电机的转子位置，驱动电机快速旋转，当两侧的步进电机驱动PMSM 电机的叶片汇合一处时，电机控制器可以控制两个叶片绘出峰会的标志图案。该解决方案的核心是基于STM32G4 的运行意法半导体 FOC 软件开发套件 (SDK) 的高集成度的STSPIN32G4 系统级封装，协调组件是PowerSTEP 电机驱动器，展示了意法半导体电机控制应用高性能解决方案和广泛的生态系统。

自动化：多轴智能协作机械臂具有体积小、集成度高、智能化的特点，易于安装和部署。凭借这些优势，机械臂有望在工厂自动化中的普及率越来越高，用于辅助重复性工作，提高生产率。

众所周知，工业市场在应用方面非常复杂和分散，它反映了产品层面的复杂性。为了满足工业市场的需求，特别是大众市场的需求，ST创建了一个完整的生态系统。沐杰励表示，“我们拥有一个全球专业网络，系统研究与应用团队（System research application）、技术创新中心、应用技术工程师均可在任何阶段为您提供支持，以丰富专业资源满足客户需求。”

继续在工业市场开疆辟土
ST持续在工业市场开疆辟土，比如在工业嵌入式领域，会继续大力投资产品研发，尤其是STM32产品组合。他们计划继续扩大STM32产品阵容，增加功能、提高性能、不断改进生态系统，并将重点放在无线连接、安全和人工智能方面。

特别是人工智能方面，据Jean-Marc Chery介绍，ST最近收购了一家专注于边缘人工智能软件工具的专业开发公司Cartesiam，计划将该公司的机器学习技术添加到ST现有的解决方案中，以提供市场上最好的边缘人工智能解决方案组合。

在模拟和传感器方面，加快模拟和传感器的业务发展，扩大电源和能源管理业务。这一块的重点在电机控制、电源、计量和电流隔离技术等方面。ST还一直在开发专为工业需求量身定制的传感器产品组合。

在电源和能量管理方面，前面有提到ST在第三代半导体技术方面的持续投入。这些技术是提高能效的关键，有力于促进电动汽车的普及。 且ST正在加快对碳化硅的产能投资，计划到2024年，把碳化硅晶圆产能提高到 2017 年的10 倍，40% 的衬底从内部采购。同时，他们也在提高新加坡工厂的产能，以及SiC后工序产能，投资扩建ST在摩洛哥 Bouskoura以及中国深圳的封测厂。

除了投资第三代半导体，ST还投资 IGBT 和硅 MOS技术，并正在采取措施加快其意大利Agrate新工厂 300 毫米功率晶圆厂建设。