編者按：隨著工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、智能化以及節(jié)能環(huán)保浪潮的不斷深入，工業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)新需求給半導(dǎo)體產(chǎn)品帶來(lái)更多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。憑借種類(lèi)繁多的產(chǎn)品組合，意法半導(dǎo)體公司正在依托工業(yè)嵌入式處理產(chǎn)品的市場(chǎng)地位，著力提高模擬和傳感技術(shù)產(chǎn)品的工業(yè)應(yīng)用規(guī)模，致力于實(shí)現(xiàn)在工業(yè)電力能源、電機(jī)控制和自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。為了全面了解意法半導(dǎo)體工業(yè)市場(chǎng)發(fā)展戰(zhàn)略和相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品，本刊記者專(zhuān)訪(fǎng)了意法半導(dǎo)體亞太區(qū)功率分立器件和模擬產(chǎn)品部區(qū)域營(yíng)銷(xiāo)及應(yīng)用副總裁沐杰勵(lì)先生。

瞄準(zhǔn)高速增長(zhǎng)的工業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)

市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)IHS Markit公司給出數(shù)據(jù)顯示，2018－2021年間，包括生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、電力及能源、醫(yī)療設(shè)備、安全視頻監(jiān)控和樓宇家居控制在內(nèi)的工業(yè)市場(chǎng)復(fù)合增垂長(zhǎng)率高達(dá)6%，而安全視頻監(jiān)控這一細(xì)分領(lǐng)域的增工率達(dá)到了19%。

面對(duì)如此高速發(fā)展的工業(yè)市場(chǎng)，世界各大半導(dǎo)體供應(yīng)紛紛把目光集中過(guò)來(lái)，希望通過(guò)創(chuàng)新的技術(shù)和產(chǎn)品擴(kuò)大在這一領(lǐng)域的市場(chǎng)份額。

意法半導(dǎo)體亞太區(qū)功率分立器件和模擬產(chǎn)品部區(qū)域營(yíng)銷(xiāo)及應(yīng)用副總裁沐杰勵(lì)先生表示，意法半導(dǎo)體公司將從多個(gè)層面加強(qiáng)和擴(kuò)大工業(yè)市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)地位，一方面持續(xù)鞏固在工業(yè)嵌入式處理以及MCU和CPU產(chǎn)品的市場(chǎng)地位，另一方面提高在模擬和傳感領(lǐng)域的市場(chǎng)地位，通過(guò)加強(qiáng)產(chǎn)品組合從而擴(kuò)大在工業(yè)電力和能源管理市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)地位。

在此之前，意法半導(dǎo)體公司的許多半導(dǎo)體產(chǎn)品在工業(yè)市場(chǎng)已經(jīng)取得了非常好的市場(chǎng)占有率。

其中，低壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片銷(xiāo)量超過(guò)10億顆，占據(jù)了12%的市場(chǎng)份額；智能電表芯片出貨量超過(guò)1.2億顆，占據(jù)了38%的市場(chǎng)份額；工廠自動(dòng)化智能電源開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)餅片銷(xiāo)量超過(guò)10億枚，占據(jù)了12%的市場(chǎng)從額。

另外，通用MCU（不包括汽車(chē)）、安全MCU和EEPROM、模擬集成電路等產(chǎn)品，均已擠進(jìn)了全球領(lǐng)先供應(yīng)商的行列。

沐杰勵(lì)強(qiáng)調(diào)，意法半導(dǎo)體公司的戰(zhàn)略目標(biāo)是成為工業(yè)市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。

作為亞太地區(qū)的管理層一員，沐杰勵(lì)表示，亞洲工業(yè)市場(chǎng)戰(zhàn)略主要聚焦于3個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，即自動(dòng)化、電力和能源和電機(jī)控制，復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)11%。

SiC和GaN產(chǎn)品成為拓展電力與能源市場(chǎng)的生力軍 

多年來(lái)，基于成熟的創(chuàng)新技術(shù)和電源管理經(jīng)驗(yàn)，意法半導(dǎo)體公司在SiC和GaN等第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品研發(fā)方面也取得了可喜的收獲，以SiC為材料的MOSFET和以GaN為材料的二極管產(chǎn)品，目前都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，準(zhǔn)備大量應(yīng)用到直流充電和工業(yè)用電管理中去。

據(jù)沐杰勵(lì)介紹，意法半導(dǎo)體的電力與能源技術(shù)創(chuàng)新中心已經(jīng)首批推出了兩個(gè)面向新應(yīng)用的電源管理解決方案，分別是15 kW雙向PFC和65 W Type-C手機(jī)和PD充電器。

15kW雙向PFC采用SiC功率MOSFET、STM32G4數(shù)字控制器和SiC二極管，對(duì)比采用IGBT開(kāi)發(fā)的解決方案， ST的SiC產(chǎn)品能夠?qū)⒛苄岣?.5％。看起來(lái)這似乎是一個(gè)很小的數(shù)字，但實(shí)際上當(dāng)能效接近100％時(shí)，提高0.5％并不是那么容易，所以這是一個(gè)非常了不起的節(jié)能改進(jìn)方案。

在這個(gè)優(yōu)秀方案里，SiC功率MOSFET和SiC二極管當(dāng)仁不讓的主角，而STM32G4數(shù)字控制器、STGAP磁隔離柵極驅(qū)動(dòng)器、GaN HEMT、VIPer轉(zhuǎn)換器和高溫可控硅也發(fā)揮了不小的作用，意法半導(dǎo)體公司這些優(yōu)秀的半導(dǎo)體產(chǎn)品組合在一起，使得這款面向直流充電站的電路板可以為用戶(hù)節(jié)省150美元。

沐杰勵(lì)強(qiáng)調(diào)，像種15kW雙向PFC組件級(jí)別的集成解決方案，目前在市場(chǎng)上是獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)秀方案。

65 W Type-C手機(jī)和PD充電器解決方案是意法半導(dǎo)體公司電力與能源技術(shù)創(chuàng)新中心推出的第二個(gè)創(chuàng)新方案。

據(jù)沐杰勵(lì)介紹，從用戶(hù)體驗(yàn)的角度來(lái)看，65 W Type-C手機(jī)和PD充電器更具創(chuàng)新性。65 W Type-C?具有創(chuàng)新性，原因有二。

首先，它啟用GaN FET SiP。其次，使用SiP作為控制器和整體解決方案的驅(qū)動(dòng)器。該產(chǎn)品主攻高端手機(jī)充電器市場(chǎng)。

因此，當(dāng)向客戶(hù)介紹充電產(chǎn)品時(shí)，他們對(duì)這種解決方案非常感興趣，它能夠?qū)崿F(xiàn)更高的能效，根據(jù)工作條件，可達(dá)到93％-94％。

ST能根據(jù)任何type-C USB適配器進(jìn)行手機(jī)的外形設(shè)計(jì)，并提供手機(jī)優(yōu)化電池充電性能所需的電能。該方案真正令人震撼的是，能夠給市面上在售的普通手機(jī)充電，充滿(mǎn)電用時(shí)少于30分鐘，這意味著可以在30分鐘內(nèi)為手機(jī)充滿(mǎn)電。

可以看出，領(lǐng)先的SiC和GaN技術(shù)和產(chǎn)品，疊加先進(jìn)的封裝能力和數(shù)字控制技術(shù)，正在成為意法半導(dǎo)體公司在電力能源市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)利器。

家電能效提升政策帶給電機(jī)控制技術(shù)新機(jī)遇

依托廣泛的產(chǎn)品組合和強(qiáng)大的技術(shù)儲(chǔ)備，意法半導(dǎo)體在電機(jī)控制領(lǐng)域不斷擴(kuò)大著自己的地盤(pán)，而中國(guó)家電領(lǐng)域的能效提升政策，正在為其開(kāi)啟更大的市場(chǎng)空間。

意法半導(dǎo)體的高能效電機(jī)控制解決方案，支持從步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)到BLDC的各種電機(jī)。在數(shù)字控制和模擬控制方面，有系統(tǒng)級(jí)封裝和嵌入式智能方案，功率密度高達(dá)500W /cm2。專(zhuān)門(mén)的電隔離驅(qū)動(dòng)技術(shù)保護(hù)人身安全。從非常低的功率到非常高的功率，從數(shù)字控制器到模擬控制器，從內(nèi)部嵌入式開(kāi)關(guān)MOSFET，到使用IPM的擴(kuò)展MOSFET，豐富的產(chǎn)品組合以及擁有兩種出色的技術(shù)：STSPIN和STDRIVE。

沐杰勵(lì)表示，意法半導(dǎo)體的產(chǎn)品組合具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可以有7種架構(gòu)支持同一種解決方案，可以給客戶(hù)在適應(yīng)能效新政策時(shí)有更靈活的處理方案。

例如， 1.5kW至2kW的空調(diào)控制解決方案，有4種不同的架構(gòu)可以選擇。

第一個(gè)架構(gòu)是完全分立的解決方案，可以讓客戶(hù)以他喜歡的方式設(shè)計(jì)板子布局，這是較好又方便的方法。

第二個(gè)采用ACEPACK模塊，可用3個(gè)模塊處理高功率，這使我們能夠通過(guò)緊湊型解決方案提供更高的功率。

第三，如果空間有限，還可以使用雙模塊MOSFET解決方案，用STM32F3或G4搭配SLLIMM IPM系列智能電源模塊。

第四，在STM32內(nèi)核外圍集成驅(qū)動(dòng)電路以及該分立解決方案，這實(shí)際上是一種針對(duì)空間稍小應(yīng)用優(yōu)化的解決方案。

這樣靈活的架構(gòu)選擇，可以讓不同的客戶(hù)選擇適合自己的最優(yōu)能效提升方案。

眾所周知，中國(guó)從2020年7月1日起強(qiáng)制實(shí)施極其嚴(yán)格的新空調(diào)系統(tǒng)能效標(biāo)準(zhǔn)（A+）。 這意味著在售產(chǎn)品都必須使用新標(biāo)準(zhǔn)解決方案，所有舊空調(diào)系統(tǒng)都需要在一定時(shí)間內(nèi)更換相關(guān)部件，如逆變器或變頻端電路。

沐杰勵(lì)認(rèn)為，意法半導(dǎo)體的解決方案可以完美地滿(mǎn)足這個(gè)需求，傳統(tǒng)半導(dǎo)體解決方案換成新的高能效解決方案，成本是在幾美元到十美元之間，這意味著每個(gè)方案的成本大約在10至12美元。而意法半導(dǎo)體通過(guò)用戶(hù)界面提供固件更新和cube SDK開(kāi)發(fā)工具，支持壓縮機(jī)電機(jī)定制，提供所有STM32、電源模塊、分立和模擬器件、電路板，這是一個(gè)非常豐富的產(chǎn)品組合。

同樣，在傳統(tǒng)的冰箱市場(chǎng)，能效標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)提高到A類(lèi)以上，這意味著意法半導(dǎo)體的ST功率器件、STSPIN、STM32可以開(kāi)始大展拳腳。

編后話(huà)：世界級(jí)的半導(dǎo)體企業(yè)都有著超過(guò)10年的技術(shù)路線(xiàn)規(guī)劃，記得若干年前業(yè)界還在討論摩爾定律何時(shí)失效時(shí)，意法半導(dǎo)本就已經(jīng)開(kāi)始布局SiC和GaN技術(shù)的研究了。雖然過(guò)去10多年里SiC和GaN技術(shù)一直處在投資階段，但是現(xiàn)在包括直流充電樁和工業(yè)節(jié)能市場(chǎng)的爆發(fā)，使得早先投資于此的企業(yè)將再次站在行業(yè)潮頭。