意法半導體解決方案賦能工業自動化

　　數據顯示，亞洲自動化應用市場需求，2019至2023年復合增長率將達到8%，僅2020年亞洲TAM(整體目標市場)規模高達64.7億美元。ST(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）認為，新冠肺炎疫情并未讓市場需求增長完全放緩，而需求出現的差異化，依然讓市場保持強勁的增長勢頭。在某些應用中，市場需求正在加速增長，其中智能化（不僅人工智能）以及嵌入式處理，這些市場需求對ST至關重要。此外，機器人技術創新、5G基礎設施建設等，這些在其中都發揮著極大地推動作用。

　　日前，意法半導體(ST)舉辦了工業自動化線上發布會，其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）、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等高層向自動化網等媒體介紹了意法半導體在工業制造市場的發展戰略及技術創新方案。

　　ST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）

　　據Muggeri介紹，目前ST把自動化主要分為工廠自動化以及家庭、樓宇和城市自動化兩大類。圍繞自動化應用，ST提供了完整的產品，從無線連接和無線充電，到ViperPlus電源管理產品，再到STPOWER碳化硅產品和STM32微控制器，還有包括STSPIN、SPIRIT、無線通信和安全芯片等其他產品。

　　一、為未來工廠建設提供解決方案

　　1、狀態監測和預測性維護

　　華爾街日報曾估計工業制造商的停機成本大約為每年500億美金。這些意外停機中42%來自設備故障。意外停機會導致過度維護，修復以及設備替換。而預測性維護可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線，將不用擔心產能閑置），早期故障檢測可以節省30％的成本，而且定期保養成本將低很多。

　　為此，ST推出了三大解決方案，其中，STEVAL IDP 004和BFA 001是IO-link通信解決方案，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，可以無縫傳輸數據，且錯誤率極低。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。ST產品則在其中執行第二層邊緣計算。

　　第二個解決方案是STWIN，此方案首次啟用無線工業通信技術，借此用戶可以檢測到振動。振動是故障的主要癥狀，過熱是故障的其他主要癥狀，磁感應也是如此。所以，ST能夠利用專業知識定制解決方案，并根據客戶產線需求優化解決方案。第三個方案是STEVAL-STWINKT1，此方案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。其不僅有傳感器的檢測功能，還有數據處理分析能力。

　　不僅如此，ST可以提供一站式的產品。針對工業電機監測的各項功能需求，比如振動捕捉，信號調節，處理，電源管理，連接，安全連接等，ST建立了完善的解決方案，如在振動監測方面，對于信號調理，ST提供所有的模擬設備和接口。數據處理方面，ST有STM32微控制器。為了實現安全的電源管理，ST提供電源管理芯片和分立器件，例如STPMIC芯片，以及分立MOSFET開關管。對于設備連接，ST有電力線和無線通信產品，也有安全連接技術。

　　ST不僅有產品，還有整個配套的生態系統。ST解決方案用到了STM32 Cube.AI支持STM32，且STM32 Cube.AI兼容市場上所有軟件標準的數據庫或軟件庫，例如Caffe,TensorFlowLite,ONNX,PyTorch。此外，ST還提供數據分析生態系統。借助ST的軟件庫，客戶可以支持計算機視覺，實現復雜的音頻，滿足所有狀態監測需求。

　　在媒體溝通環節，ST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進一步指出，ST的預測性維護解決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有系統中，這是ST的預測性維護解決方案的要素之一。在軟件算法方面，ST作為半導體供應商，提供多種軟件算法來支持不同的傳感器，并可與強大的STM32 CUBE AI人工智能生態系統配合使用。

　　2、BLE-KNX智能照明控制

　　1999年5月，歐洲三大總線協議EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex協會，提出了KNX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。

　　在此解決方案中ST有很多無線產品，例如ST Bluetooth 5認證產品，其內置了STM32的BlueNRG產品。由于ST STM32性能強大，足以支持這項技術，用戶可以連接任何主要的移動平臺，兼容Zigbee、Thread、Bluetooth等系統。與此同時，ST還創建了非常友好的生態系統，讓每個人都可以輕松地使用。

　　二、醫療應用和低壓電機控制產品

　　1、ST醫療應用解決方案

　　超聲成像解決方案

　　超聲成像是利用超聲聲束掃描人體，通過對反射信號的接收、處理，以獲得體內器官的圖象。據悉，在歐美和亞洲等市場，ST已經把這項業務做的很強，并為一些大公司提供產品，以支持其先進的超聲成像機器，例如產品有STM32、STHV系列4通道、8通道、16通道超聲波激勵發生器和STHV64SW 64通道超聲波激勵發生器及雙向功率復用器。

　　豐富的醫療產品組合

　　對于數據采集，ST有傳感器。對于數據采集，ST有運動傳感器、壓力傳感器、麥克風，以及溫度和濕度傳感器，當然，還有超聲傳感器。針對數據處理，ST有功能強大的微控制器，以及人工智能技術。對于電機控制，ST有電機驅動產品系列。對于網絡連接，ST提供有線和無線連接技術。

　　此外，ST也有數據安全技術。在人身安全和健康方面，ST除了必須確保人身安全，還必須保護我們的個人信息安全。關于安全性方面，ST提供STSAFE安全解決方案，其中包括唯一設備ID碼、數字簽名和加密算法。

　　據悉，目前ST器件已廣泛應用于包括醫學影像、超聲診斷、能量收集和神經刺激器、無損檢測、心電圖(ECG)、光電容積脈搏波(PPG)、皮膚電反應（GSR）、生物阻抗功能、血氧飽和度測試、呼吸頻率和體溫測量等。

　　而針對工業市場，ST重點推出了STM32G4，該產品的主要優點是計算性能高，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）。

　　2、低壓電機控制

　　醫療應用及電動工具

　　ST另一個重點關注的方向是低壓電動控制，適用于對功率要求很高的電池供電設備。例如智能割草機。在倉儲物流自動化方面，需要大量的機器人搬運倉庫中的貨物，這也需要大量的供電。

　　在這些解決方案中ST使用到了很多旗下自己的組件產品。例如，如果需要電擊和ESD防護，ST可提供STPROTECT產品。此外，ST還有各種功率器件，例如STPOWER、STSPIN電機驅動芯片，以及STM32微控制器及生態系統。基于這些豐富強大的產品系列，ST能夠輕松地滿足客戶對各項功能的要求。

　　據悉，ST已有三種主要套件上市，它們可用于醫療設備、伺服模塊和電動工具。以電動園林工具為例，ST的STSPIN32F0能夠驅動最高36V的電池供電設備。此外，ST還有36V-60V的高壓驅動解決方案。不僅如此，ST還提供STSPIN芯片和低壓電機驅動板，以及STSPIN32系列系統芯片。

　　不僅僅只是產品，如果客戶有需要，ST可以提供差異化支持。例如，當客戶對設計靈活性有很高的要求時，ST可提供分立的驅動解決方案；當客戶對可靠性和緊湊性有很高的要求時，ST可提供全集成的解決方案或系統芯片。可以說，如果客戶有定制化需求，不管是哪類系統架構ST均可滿足。

　　在功率器件產品方面，ST擁有非常完善的低壓MOSFET產品組合，例如，處于技術創新前沿的STripFET F7，ST提供了40V、60V、80V和100V版本和多種封裝可選，同時此系列有很多不同型號的產品。溝通會上，據Allan LAGASCA介紹，ST的STripFET F7 MOSFET低壓產品非常適合電機驅動應用，同時ST還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。

　　關于意法半導體（ST）：

　　自1995年起，意法半導體就設立了以物聯網應用、電機控制、電力及能源、自動化、人工智能(AI)、智能手機和電動汽車等戰略領域為重點的多家技術創新中心，進一步提升了在中國的設計能力。技術創新中心配備了約60名技術專家，從事各種應用的參考解決方案的設計開發和技術支持。如今，中國已成為意法半導體亞太區業務的重要部分。