ST進軍工業市場，打造豐富多彩的工業樂園

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。

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。

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上有電力與電源、電機控制、自動化（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。

●電力和電源

驅動因素是能效和節能。數字電源是市場趨勢，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SiC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SiC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。

●馬達驅動和電機控制

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。

在智能電機市場，截止2018年，ST在市場中的銷量已達到10億。

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MCU。

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。

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。

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。

上圖：ST在亞洲的工業實力概況