ST進(jìn)軍工業(yè)市場，打造豐富多彩的工業(yè)樂園

工業(yè)以少量多樣和高安全可靠的特點(diǎn)，成為電子業(yè)門檻最高的市場之一。隨著工業(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足新一代工業(yè)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(dǎo)體（ST）在華舉辦了“ST工業(yè)巡演2019”。在北京站，ST亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品器件部區(qū)域營銷和應(yīng)用副總裁Francesco Muggeri分析了工業(yè)市場的特點(diǎn)，并介紹了ST豐富多彩的產(chǎn)品優(yōu)勢。

1 芯片廠商如何應(yīng)對(duì)工業(yè)挑戰(zhàn)？

工業(yè)領(lǐng)域呈現(xiàn)多樣、少量的特點(diǎn)，需要把傳統(tǒng)大規(guī)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(zhàn)是應(yīng)用的多樣化，即一個(gè)大應(yīng)用下面通常有很多小的子應(yīng)用，所以產(chǎn)品會(huì)非標(biāo)準(zhǔn)化，即一個(gè)產(chǎn)品只能針對(duì)某一類小應(yīng)用/小客戶的需求，導(dǎo)致市場對(duì)產(chǎn)品有小批量的需求。哪怕這個(gè)需求可能價(jià)值2000萬美元，但需求量可能只有2萬片，因此芯片供應(yīng)商對(duì)利潤的要求會(huì)比較高。為了應(yīng)對(duì)小眾產(chǎn)品，需要芯片供應(yīng)商提供定制化的商業(yè)解決方案。不過，一個(gè)產(chǎn)品從定義到開發(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(shè)計(jì)，因此中間的成本很高，可能會(huì)達(dá)到上百萬美元，如果需求量只有幾百片，對(duì)廠商的可持續(xù)性和投資回報(bào)就有很大的挑戰(zhàn)。

ST的解決方法是把全球不同客戶的需求整合到一起。一個(gè)案例是混合信號(hào)芯片，里面既有數(shù)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(jié)，通過測試的不同來實(shí)現(xiàn)不同的功能。因?yàn)镾T對(duì)應(yīng)用非常了解，可以設(shè)計(jì)適應(yīng)不同的需求芯片，無需修改設(shè)計(jì)，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(duì)這樣的挑戰(zhàn)，因?yàn)镾T已有完善的產(chǎn)品工藝線和技術(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(qū)動(dòng)或低壓的控制，這樣來實(shí)現(xiàn)不同的功能，“在少于三四個(gè)月的時(shí)間里，ST就能向市場推出一款適應(yīng)客戶需求的芯片?！盕rancescos稱。而一些友商，盡管CMOS工藝很強(qiáng)，但缺乏模擬技術(shù)和功率半導(dǎo)體技術(shù)，在需要提供整體方案時(shí)，需要和其它半導(dǎo)體公司合作，這通常比較費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。或者有些友商擁有很多工藝，包括BCD，但分立器件的產(chǎn)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?yàn)榭蛻籼峁┑牧硗鈨r(jià)值是：在現(xiàn)在的工業(yè)市場和半導(dǎo)體市場，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(yīng)用專家，幫助客戶快速地設(shè)計(jì)出產(chǎn)品。ST可以提供各種參考設(shè)計(jì)，讓客戶能夠快速完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，同時(shí)提供靈活的軟硬件工具。ST也有合作伙伴計(jì)劃，讓客戶能夠同ST一起開發(fā)新產(chǎn)品，以不斷推動(dòng)ST產(chǎn)品的演進(jìn)和客戶方案的演進(jìn)。

2 ST看好的3個(gè)機(jī)會(huì)

在工業(yè)峰會(huì)的Logo上有電力與電源、電機(jī)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(dá)驅(qū)動(dòng)方面，ST可以驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)、交流馬達(dá)，工作在不同的功率等級(jí)。在自動(dòng)化方面，ST提供有線、無線的通信。

●電力和電源

驅(qū)動(dòng)因素是能效和節(jié)能。數(shù)字電源是市場趨勢，SiC和GaN提升魯棒性和縮小體積，清潔的太陽能市場，中國是領(lǐng)先市場，充電樁、充電站支持快速增長的電動(dòng)車需求，ST有無線充電方案，快充技術(shù)方面，在10分鐘內(nèi)充滿移動(dòng)設(shè)備，有高精度電表，智能可調(diào)光路燈方案等。

值得一提的是，ST的SiC在汽車業(yè)是非常領(lǐng)先的，得益于ST和全球著名的電動(dòng)車廠家（注：外界普遍認(rèn)為是特斯拉）的合作，實(shí)際上，大部分車廠都多少跟ST有合作。ST在市場上進(jìn)入得很早，但是量產(chǎn)首先是從二極管開始的，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。

過去三五年中，碳化硅的基材在市場上出現(xiàn)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(dāng)ST自己來做基材的時(shí)候，就會(huì)變得更主動(dòng)。

●馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和電機(jī)控制

ST也能夠提供非常寬的產(chǎn)品線。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(dá)、消費(fèi)類機(jī)器人的整體方案。

在智能電機(jī)市場，截止2018年，ST在市場中的銷量已達(dá)到10億。

對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)，中國的工程師普遍對(duì)硬件非常了解，但是可能在一些控制算法、軟件編碼在內(nèi)的系統(tǒng)方案方面的經(jīng)驗(yàn)不足。為此，ST能夠提供整個(gè)系統(tǒng)方面的支持，例如有很多的Demo（演示）板，有專用于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的軟件庫，都是正常提供給客戶的。同時(shí)ST在亞洲的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中心，可以幫助客戶快速開發(fā)他們的產(chǎn)品。

●自動(dòng)化

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

無線的方案可以用在現(xiàn)在熱門的資產(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(qiáng)調(diào)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(jì)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)的開發(fā)是從20年前開始，和一家歐洲領(lǐng)先的電表廠家進(jìn)行的，因此憑借豐富的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際案例，可以支持中國的中小客戶進(jìn)行這方面的開發(fā)。第二部分，ST智能電表應(yīng)用中心的工程師能夠開發(fā)出一些遠(yuǎn)程的調(diào)試和監(jiān)控軟件，幫助中國的客戶把電表賣到偏遠(yuǎn)、小眾的國家（例如中亞）去，符合每個(gè)國家的不同規(guī)范。這就是一個(gè)全球性的協(xié)作和全球性的整合。

如果ST沒有整合全球的經(jīng)驗(yàn)，就不可能能夠幫助客戶去適應(yīng)全球的需求。另外，ST不僅僅提供半導(dǎo)體硬件，同時(shí)還提供整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)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(fù)雜的各個(gè)國家進(jìn)行良好的工作的。

4 哪類客戶需要整套方案？

一些非常大的客戶在研發(fā)方面投入很多，他們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)非常了解，可能不需要ST提供整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，只需要提供ST的產(chǎn)品性能指標(biāo)即可。但是大眾化市場里，有一些客戶在某些器件或應(yīng)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（如下圖），客戶應(yīng)該找哪個(gè)部門？實(shí)際上，F(xiàn)rancesco是ST在亞太區(qū)工業(yè)市場的行動(dòng)小組的負(fù)責(zé)人。這個(gè)行動(dòng)小組并不會(huì)去越過產(chǎn)品部門的架構(gòu)，但是把所有的產(chǎn)品整合在一起。ST是一個(gè)系統(tǒng)化整合的方案提供商，在亞太區(qū)有3個(gè)相關(guān)的應(yīng)用中心：電力與電源、電機(jī)控制與工業(yè)技術(shù)能力中心，物聯(lián)網(wǎng)。這些應(yīng)用中心都可把ST的所有產(chǎn)品整合到起來。ST的工業(yè)方式是整個(gè)產(chǎn)品和方案的整合，是從應(yīng)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已有專用的基于安全的MCU。ST專門基于安全的MCU在市場上已經(jīng)取得了一些成功，例如在智能卡讀卡器上已有很多應(yīng)用。ST在安全方面是非常強(qiáng)大的，其硬件能夠防止兩套操作系統(tǒng)相互讀取對(duì)方的信息，所以在硬件和軟件上，ST都可讓兩套系統(tǒng)能夠很好地隔離開，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，他們可能會(huì)擔(dān)心用了全自動(dòng)化的設(shè)備以后，全自動(dòng)化的系統(tǒng)可能中間有一些黑客泄密的行為，導(dǎo)致他們的專利或技術(shù)被泄露。在這方面，ST用專門基于安全的CPU的MCU來應(yīng)對(duì)這方面的挑戰(zhàn)。在可預(yù)測維護(hù)方面，客戶可能擔(dān)心別的公司用他的設(shè)備監(jiān)測你的設(shè)備的運(yùn)營狀態(tài)。一方面，如果客戶沒有一個(gè)能夠基于安全的MCU，客戶的信息有可能會(huì)在傳輸過程中或運(yùn)行過程中被人竊取到。ST基于安全的MCU，能夠讓兩套系統(tǒng)完全脫離開，而且中間也沒有黑客解密的風(fēng)險(xiǎn)。

6 總結(jié)

ST在工業(yè)市場有超過30年的經(jīng)驗(yàn)。ST在亞太區(qū)對(duì)應(yīng)用的了解非常深入，而且ST在中國乃至亞太區(qū)有3個(gè)應(yīng)用中心，大部分工程師在中國/大中華區(qū)。ST的產(chǎn)品線非常廣，且通用性非常強(qiáng)，有很多出彩的產(chǎn)品（如下圖）。ST致力于成為中國客戶在工業(yè)市場的親密合作伙伴。

上圖：ST在亞洲的工業(yè)實(shí)力概況