工業一直以來是意法半導體（ST）的重要戰略市場之一，在不久前，意法半導體亞太區功率分立和模擬產品部區域營銷和應用副總裁Francesco Muggeri (沐杰勵)在一次媒體分享會上介紹了ST在亞太區的工業應用目標和未來幾年的戰略布局。

根據他的介紹，ST在工業市場主要專注在三大領域，即電機控制、電力和能源，以及工業自動化。為此，他們還圍繞這三大重點應用領域建立了三個技術創新重心，為當地客戶提供支持并開展合作，并與技術領先的企業合作建立聯合實驗室。

圖1：意法半導體亞太區功率分立和模擬產品部區域營銷和應用副總裁Francesco Muggeri (沐杰勵)

自動化市場重點解決方案

自動化其實包括的范圍是比較廣的，包括工廠自動化；家庭、樓宇和城市自動化。工廠自動化又分為自動化系統和工業機器人兩部分。

雖然，ST可以提供很多解決方案，但沐杰勵重點介紹了兩個自動化解決方案，一個是狀態監測和預測性維護；另一個是BLE-KNX智能照明解決方案。

在沐杰勵看來，預測性維護是未來的一種發展趨勢，因為生產線上的每一個人都希望能夠節省成本。

圖2：ST狀態監測和預測性維護解決方案。

沐杰勵指出，預測性維護對于工業4.0非常重要。 預測性維護可以預見潛在的故障或者生產線停產，以將突發故障率（如生產線突然停機）降低70％，停機時間減少50％（這意味著一旦投資安裝生產線后，將不會擁有那么多閑置產能），早期故障檢測可以節省30％的成本（舉例來說，如果及早發現洗衣機的皮帶老化，你知道維修費用是多少，那么可以只花50美分更換皮帶。但如果一直等到洗衣機壞了或發出奇怪的聲音才發現，這時候就不得不更換電動機主軸，這可能需要花費幾百塊美元。所以，提前檢測到故障可以節省一大筆錢），而且定期保養成本將低很多。

意法半導體亞太區功率分立及模擬器件產品部工業產品市場總監，自動化技術創新中心負責人Allan Lagasca介紹說，ST的預測性維護解決方案和生態系統涵蓋了設計人員的各種需求，包括連接模塊、感測模塊、處理模塊和安全模塊。這些模塊甚至可以部署在原來的系統中，這是ST的預測性維護解決方案的要素之一。也就是說，該系統不僅適用于新系統，而且適用于原來系統。

詳細來說，該系統包括ST的三個解決方案，一是通信解決方案STEVAL IDP 004和BFA 001，其中一個是IO-link主站，另一個是接收器。IO-link是一種無線通信協議，可以無縫地傳輸數據，且沒有錯誤數據。傳感器數據送到微控制器進行邊緣計算處理，然后送到主板，主計算單元接收并共享數據。

第二個解決方案是STWIN，這個方案首次啟用了無線通信技術。該解決方案的功能是可以檢測到振動，而振動是故障的主要癥狀，當然，故障的其他主要癥狀還包括過熱和磁感應。

圖3：ST工業傳感器解決方案STEVAL-STWINKT1。

還有一個解決方案是STEVAL-STWINKT1，這是一款一流的工業級傳感器，用于超聲波檢測分析機械振動。不僅有傳感器的檢測功能，還有數據處理分析能力，沐杰勵認為這一點非常重要。“在收集完數據后，我們都希望把數據安全地傳送出去。為此，我們的STSAFE-100讓用戶對安全數據了如指掌。你的數據、秘密將被安全守護。至于功耗，這款板子的耗電量非常低。當這些模塊/節點由電池供電時，大家知道，只有把功率降至最低，電池壽命才會更長。我們有BLE藍牙模塊，這意味著我們能夠用藍牙連接許多其他設備，并且在STM32L4 +上實現了我們的算法。”他自豪地表示。

當然，除了硬件方案，軟件算法也不可或缺，Allan Lagasca表示，在軟件算法方面，ST作為半導體供應商，提供了多種軟件算法來支持不同的傳感器，并可以與強大的STM32 CUBE AI人工智能生態系統配合使用。現在已經有可用的軟件，但是部署這些軟件包還是需要簽署一些軟件許可協議。最后，ST還與合作伙伴合作，支持預測性維護應用發展。

圖4：自帶移動應用程序的BLE-KNX智能照明控制演示版及主要特點。

在智能家居方面，ST的KNX就是一個智能家居解決方案通信協議。KNX協議的主要優點是能夠集成到家庭和辦公室環境現有IT基礎設施和網絡中。KNX的另一個優勢是通過引入智能控件來降低能耗，能夠讓暖通空調系統、照明系統、通風系統實現智能化和自動化，如在需要遮陽時自動關閉卷簾窗，當房間沒有人時，自動關閉通風系統中的風扇，這顯然為人、家庭、辦公室等能源用戶帶來諸多好處。

沐杰勵表示，該解決方案是Bluetooth 5認證產品，內置STM32的BlueNRG產品。它可以連接任何主要的移動平臺，兼容ZigBee, Thread, Bluetooth等協議，每個人都可以輕松地使用。重要的是，他還強調，ST的產品只要在市場上銷售，就會保證10年的產品周期，客戶無需擔心找不到產品支持服務。

醫療保健解決方案

在醫療解決方案方面，ST主要介紹了超聲成像解決方案。據沐杰勵介紹，ST的超聲波成像解決方案在歐洲、美洲和亞洲等市場的表現還不錯，與行業內不少頭部企業有合作。

圖5：ST醫用超聲成像解決方案。

他重點介紹了STM32、STHV系列4通道、8通道和16通道超聲波激勵發生器和STHV64SW 64通道超聲波激勵發生器和雙向功率復用器。這些板卡的主要功能包括USB接口（用于連接STM32和 PC機，在圖形用戶界面（GUI）軟件上開發應用），和可滿足客戶開發最先進的系統要求的更大容量的閃存和負載模擬器。

圖6：針對醫療保健應用的STM32產品線。

沐杰勵自豪地表示，其實ST有著豐富的醫療產品組合，包括獲取數據、處理數據、運動控制、安全和連接等所有應用。

對于數據采集，ST有運動傳感器、壓力傳感器、、超聲傳感器、麥克風，以及溫度傳感器和濕度傳感器。

在微處理器方面，ST可以提供各種醫療用STM32微控制器，其最新的產品有STM32G4和STM32L4 +。這些主流系列微控制器在計算能力、接口和成本方面靈活多變，超低功耗系列適用于關注電池壽命的電池供電設備。此外，ST也有無線MCU。

沐杰勵表示，在工業市場上，STM32G4是其主推的產品，這款產品的主要好處是計算性能高，集成豐富的模擬和數字外設（體積緊湊，集成度高，例如，帶有可接收信號的數字比較器、213DMIPS 和550 CoreMark的性能測試成績、自帶硬件過采樣的12位ADC 4Msps和USB type-C供電功能）。他總結說，STM32G4系列非常適合那些需要豐富先進外設的應用。

低壓電機控制解決方案

電機控制是ST的三大重點方向之一，ST可以提供電機控制所需的主控制器、柵極驅動器、MOSFET和IGBT等全系列產品，可以說產品線非常全。不過這次，ST主要介紹的是其低壓電機控制解決方案，主要應用在智能割草機、電動工具、以及一些醫療類應用中。

圖7：ST針對醫療、伺服和電動工具應用的低壓電機控制解決方案。

沐杰勵以電動園林工具為例說，ST的STSPIN32F0能夠驅動最高36V的電池供電設備。“我們還有36V-60V的高壓驅動解決方案。ST提供STSPIN芯片和低壓電機驅動板，用不同的產品滿足不同的市場需求，我們可提供STSPIN32系列系統芯片，有能力按照客戶的具體需求提供定制產品。”

圖8：ST不同的產品組合滿足客戶不同的需求。

他表示，可以通過ST產品組合不同的解決方案，滿足不同客戶的產品需求。比如上圖中，每一個方框都代表了一個可能的解決方案，“這些方案的用途相同，可滿足客戶不同的需求。當你對設計靈活性有很高的要求時，你可能需要一個完全分立的驅動解決方案，因為這種分立方法非常適合這種情況；當你對解決方案的可靠性和緊湊性有很高的要求時，你需要一個全集成的解決方案或系統芯片。每個系統架構都可以定制。其實藍色的方框代表可以封裝在一起，因此，可以可以為這些器件選擇一個封裝。”

在低壓MOSFET方面，Allan Lagasca推薦了ST的StripFET F7。據他介紹，STripFET F7中采用了非常先進的技術，提供40V、60V、80V和100V版本和多種封裝可選，這個系列有很多不同型號的產品。

在他看來，STripFET F7 MOSFET是低壓產品，非常適合電機驅動應用，“我們有低壓電機控制解決方案的全部配套產品，例如，STSPIN32或STM32 +柵極驅動器。與市場上的其他傳統MOSFET相比，STripFET F7 MOSFET完善了我們的解決方案。如果將我們的電機驅動產品組合和解決方案與競爭對手進行比較，你們就會發現，我們的產品和解決方案的能效和性能更好。”他進一步指出。

結語

其實自動化是一個對技術水平要求很高，對產品可靠性要求嚴苛的細分市場。但確實是一個多年來發展都很穩健的市場，據市場調研機構的數據顯示，從2019年到2023年，市場需求符合年增長率將達到8%。

即便是今年的新冠疫情對大多數行業都造成了負面影響，但對自動化市場來說，需求并沒有完全放慢，只是需求出現了差異化，依然保持了強勁的增長勢頭。也正是看到了這個趨勢，ST投入了大量的資源在這方面。目前，他們不僅可以提供相應的半導體器件，也有很多相應的解決方案、產品組合，以及分析算法、軟件和固件解決方案。