工業峰會是ST意法半導體充分展示工業產品技術和解決方案廣度和深度的頂級盛會。今年是第六屆工業峰會，延續了“激發智能，持續創新”這一主題，聚焦智能電源和智能工業，構筑可持續未來。2023年ST是工業領域增長最快的半導體公司，在市場整體下降 6.5%時，ST增長15.1%。其市場份額從2022年的5.6%增長到2023年的6.9%。



根據最近的市場預測，未來幾年工業市場年增長率約為6%，其中，中國及亞洲其他地區將是這一增長的動力源。本屆峰會通過28場技術演講和150多個解決方案演示，全面展示了意法半導體在智能電源、智能工業、自動化、電源與能源、電機控制等領域的最新技術和解決方案。意法半導體中國區總裁曹志平、意法半導體銷售與市場總裁Jerome Roux、意法半導體中國區功率分立和模擬產品器件部市場及應用副總裁Francesco MUGGERI等高管紛紛向與會者以及媒體們傳遞了ST的最新動態和發展戰略等。

碳化硅是ST的重頭戲

碳化硅是此次工業峰會的重頭戲，在峰會最醒目的地方ST展現了其碳化硅全產業鏈的實力。的確，意法半導體憑借對完整碳化硅 (SiC) 價值鏈的全盤掌控，從研發、襯底、外延、晶圓制造到功率分立器件和模塊的組裝和封裝，致力于為客戶創造卓越價值。



ST高管表示，ST是SiC 領域的翹楚，為加強其龍頭地位，ST正實施供應鏈垂直整合戰略，這完全符合我們的 IDM 模式。今年早些時候，ST剛宣布了在意大利卡塔尼亞建立 ST 碳化硅園區，打造世界上第一個全鏈整合的一站式碳化硅量產工廠。

在本屆峰會，ST展出應用在關鍵工業和汽車領域的各種 STPOWER MOSFET 和二極管產品。意法半導體先進的SiC MOSFET和二極管產品系列，輔以電隔離柵極驅動器STGAP，在不同封裝中提供更高的效率、可靠性和性能。這些產品集成在儲能系統、AI服務器電源以及其他高功率應用的各種參考設計中。

如碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等新一代半導體材料，輔以 ST的電隔離柵極驅動器STGAP，將有助于進一步減緩數據中心的電能需求增長。通過使用SiC實現更高的效率和更好功率密度，該方案可為AI數據中心提供5.5千瓦的電源。同時，ST性能出眾、簡單易用的 STPOWER MDmesh M9/DM9系列MOSFET晶體管，為650 V/600 V超結技術樹立了標桿。MDmesh M9/DM9系列專為硬開關和軟開關拓撲而設計，是人工智能服務器數據中心的理想選擇。此外，STM32G4 微控制器為ST的電源解決方案帶來了智能和先進的控制功能，可以更好地管理配電，并實時適應負載的波動變化。

另外，基礎設施轉型到高壓直流電（HVDC）可以減少輸電損耗和能耗，進一步提高數據中心的能效。意法半導體的 SiC 技術結合先進的封裝，使高壓直流電的電源系統能夠在高溫環境中表現出色。

對于客戶的業務發展和全球可持續發展目標，智能能源管理是一個關鍵領域。在智能能源管理方面，碳化硅是一項關鍵技術。人工智能和數據通信領域目前占全球碳排放量的4%，預計到 2040年將達到 14%。采用熱回收、液體冷卻、高壓直流電（HVDC）、高效電源（PSU）和新型功率半導體技術可以進一步降低能耗。

電機控制

在商用空調、熱泵、能源存儲和人工智能數據中心冷卻系統中，有三種電機：壓縮機、風扇和水泵。這些電機需要全天運行，并消耗大量的電能，因此能效至關重要。

同時，可靠性是必須的。保證熱控制的可靠性，以避免災難性故障或因維護而停機。我們需要應對快速變化的負載，同時保持溫濕度穩定。

再者，集成度高有助于提高可靠性，因為集成的功能越多，組件數量就越少，制造偏差和設計復雜性就會降低。此外，熱管理所占用的空間通常盡可能小。

以 AI 服務器來看， 電機控制如何幫助實現降低能耗提升能效呢。首先，可采用變頻電機，以適應白天計算負載的波動變化；其次，采用分布式 數字PFC，在每個電機中集成電源轉換和逆變器，以減少無功功率和電流諧波。還有電能轉換效率，采用碳化硅、超結溫 MOS 和氮化鎵提高能效。預估計，對于一個5MW 的數據中心，使用寬禁帶器件每年可以節省高達 10 萬美元。

在數據中心的可靠性方面，目標是“零故障”，盡可能降低故障率。ST的方案集合電源電子器件的穩健性、傳感器、電機控制和 AI 算法。

例如，變頻電機將減少管道壓力和水泄漏；分布式 數字PFC 將改善電磁兼容性；智能傳感器和邊緣 AI 將實現狀態監測和預測性維護，預見偏離標準壽命的情況。

在熱管理系統中的10kW 壓縮機開發的解決方案中，ST提供多合一解決方案將轉換器和逆變器集成在同一塊板上，由一個 STM32G4 微控制器驅動，實現分布式數字 PFC，以實現高品質電源和成本優化。

采用 ST 高能效的 1200V IGBT 和二極管提高功率密度和可靠性，如果改用 1200V 碳化硅
和電隔離 STGAP 柵極驅動器，可以進一步提高功率密度和可靠性。

運行結果顯示，在電機功率最大時，電流總諧波失真（THD）低于 2%，CPU 負載約為 65%，
為 Nano Edge AI 運行預測性維護算法留出了空間。

人形機器人

從今年開始AI驅動機器人的趨勢備受關注。人形機器人相比傳統機械臂更復雜，現在人形機器人陸續在工廠落地和執行任務。

對于人形機器人的發展，ST高管表示，傳統的機械臂主要做一些單調的重復工作，而現在人形機器人比較受歡迎，更重要的一點是它可以參與到工廠的決策過程中，并實現和設備端的實時互聯，是真正為智能工廠打造的應用。人形機器人身上不僅有傳統的電機控制、傳感器和其他一些連接器件，還有和人工智能相關的功能模塊。意法半導體對人工智能也在積極投入，并相信ST的MCU在這方面會扮演著更加重要的角色，進一步推動人形機器人進入到智能工廠。

進一步來說，當我們提到MCU時，傳統的人形機器人可以分成兩種，一種是較為先進的人形機器人，需要強大的處理器，而且必須擁用非常廣泛的人工智能資源。這類人形機器人的大腦算法部分并不是ST擅長的業務領域，而是更加關注第二種——傳統的、簡單的人形機器人，可以用一顆嵌入式MPU來做系統管理，再用不同的MCU來做大系統下子系統的管理，包括對電機等執行器的管理。

在這種人形機器人身上，邊緣人工智能在預測性維護方面已經發揮了非常大的作用，可以使用它來進行后期設備跟蹤以及自主性的故障預警。我們還可以通過聯網的方式對這些軟件進行訓練，推理則可以在偏遠的節點完成，不需要實現任何的連接操作。

與此同時，ST的產品每隔幾個月就可以在同一平臺上運行更加復雜的算法，這是因為ST的MPU處理性能一直在不斷提升，算法也在不斷提升。現在甚至在STM32的MCU上都可以運行大型的大語言模型，而這在幾年前是很難想象的。隨著設備處理能力的提升，算法的優化，ST在邊緣的相關應用和作用將會比以前更加優秀。

低空經濟

當前中國在低空經濟方面走在前列，而ST也非常關注低空經濟市場的發展。

ST高管表示，峰會上給大家展示無線供電等新技術，其實也可用于應對未來低空經濟市場發展的需求。另一個方面，低空經濟飛行器在使用電機來進行驅動和控制時，對能源的使用效率要求會更高，因為它是電池供電。



針對eVTOL市場，特別是大功率電機控制領域，ST已經推出了一系列適用于高性能電機控制的解決方案，包括基于SiC和GaN技術的產品。這些解決方案不僅提高了電機的效率，還顯著降低了能耗，非常適合eVTOL等高端應用。

低空經濟和電動車也有一些相似之處，特別是需要較高的能源效率，飛行器可能不能使用傳統的電機模式，如果考慮到使用無刷直流電機，相比傳統電機更輕兩到三倍，需要更先進的定向控制技術。ST現在已經將所有相關算法有效地嵌入到ST MCU和MPU產品家族當中。

另外，對于低空經濟的飛行器來說，可靠性是最重要的，ST做了很多的基礎研究和研發。比如目前ST提供了一個新的架構解決方案，叫做六相電機，其最主要的優勢就是更輕，而且可以減少每一個相上的電流，因為這個相的面數是雙倍數，所以能在減少電流的同時，減少使用同等材料。

六相電機還可以實現容錯算法，意味著如果電機當中有一相斷開或逆變器中有某一支出現短路，ST的算法仍然可以在STM32平臺上運行。同時，ST系統還可以根據故障檢出的結果，去改變逆變器或控制算法本身的配置，在現有的解決方案中最多可以解決三種失效，包括一個單相的斷開、逆變器的短路、電器短路。

AI服務器、數據中心

此次峰會展示了AI服務器電源和數據中心應用，未來AI服務器功率不斷提升，WBG器件如何配合這種大功率電源的發展呢。



ST高管分析，去年電源廠商主要聚焦在3千瓦ORv3的設計，而今年的目標則提升到了5.5千瓦。還有一個叫M-CRPS服務器電源，在3千瓦功率水平上下，不同的平臺有不同的側重點。ORv3主要支持Nvidia的開放機架平臺，因此他們的重點是如何提升功率輸出，而M-CRPS則專注于提升功率密度。第三代半導體輔以 ST的電隔離柵極驅動器STGAP在這些領域中的應用非常關鍵，尤其是在高頻應用方面，包括碳化硅和氮化鎵。此外, STM32 MCU則通過智能控制，優化電力分配，減少損耗并實時適應負載的波動變化。

第三代半導體的重要優勢是能夠在高頻下工作，這對于支持AI服務器的發展具有很大潛力。特別是對于ORv3 AI服務器電源，市場上已經有公司在探索8千瓦、8.5千瓦，甚至10千瓦或12千瓦等更高的功率輸出的設計。重要的是，這些更高功率的設計并沒有增加體積，意味著在相同體積下塞入更高的功率，功率密度也隨之成倍增長。

在功率密度提升的前提下，第二個關鍵因素是如何在有限的空間內進行有效的散熱控制，這就再次提到碳化硅和氮化鎵的應用。在高功率密度、高溫操作環境下，碳化硅目前在市場上已經被廣泛采用。而未來的一些被動元件的進步也將配合電源設計的發展，使電源設計從單相擴展到多相轉換架構，這正是氮化鎵的優勢所在，能進一步縮小尺寸并提高密度。在這種趨勢下，氮化鎵將在提高功率密度的過程中扮演越來越重要的角色。

深耕中國，打造合作供應鏈

意法半導體深深植根于中國和亞太地區。自1984 年，意法半導體首次進入中國，成為首批在中國開展業務的半導體公司。從那時起，意法半導體全面布局亞洲地區市場，在亞洲擁有約 19,000 名員工，占意法半導體員工總數的三分之一。在中國，擁有約 4,500 名兢兢業業的員工。亞太地區是全球半導體和制造業的重要市場，占意法半導體銷售額的 30% 以上。

ST已經官方宣布了“在中國，為中國”的發展策略，這也是為什么ST需要在中國建立端對端的一個供應鏈的主要原因。ST在深圳已經有了自己的后工序的生產工廠，同時還打算進一步加強在華業務。其中一個重要部分是在中國的本地制造計劃，以更好支持中國客戶和在中國開展業務的國際客戶。

中國是全球最大的太陽能電池板和電動汽車生產國，對碳化硅等技術的需求正迅速增長。因此，ST與三安成立合資企業，為中國客戶提供完全本地化的碳化硅供應鏈。

據介紹，ST在重慶和三安合資的工廠，大部分的產能會優先考慮汽車行業的應用。“三安有非常豐富的項目經驗，同時他們也一直深耕碳化硅行業，我們兩者比較契合。同時，我們深耕中國市場，也看到了很多其他競爭對手在中國市場大展拳腳，那么我們就需要提升在中國市場的業務，需要有落地的產能。”ST高管說道。

ST本地化策略基于三大版塊：中國設計、中國創新和中國制造。這一策略與其“在中國，為中國（China for China）”，以及“在中國，為世界（China for the world）”的理念高度一致。 通過本地化生產和提供高能效的半導體產品，ST正努力減少碳足跡，幫助客戶實現可持續發展目標。