意法半導體解決方案賦能工業(yè)自動化

　　數(shù)據(jù)顯示，亞洲自動化應(yīng)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(guī)模高達64.7億美元。ST(意法半導體)亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品部區(qū)域營銷和應(yīng)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(xiàn)的差異化，依然讓市場保持強勁的增長勢頭。在某些應(yīng)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(guān)重要。此外，機器人技術(shù)創(chuàng)新、5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等，這些在其中都發(fā)揮著極大地推動作用。

　　日前，意法半導體(ST)舉辦了工業(yè)自動化線上發(fā)布會，其亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品部區(qū)域營銷和應(yīng)用副總裁Francesco MUGGERI（沐杰勵）、亞太區(qū)功率分立及模擬器件產(chǎn)品部工業(yè)產(chǎn)品市場總監(jiān)、自動化技術(shù)創(chuàng)新中心負責人Allan LAGASCA等高層向自動化網(wǎng)等媒體介紹了意法半導體在工業(yè)制造市場的發(fā)展戰(zhàn)略及技術(shù)創(chuàng)新方案。

　　ST亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品部區(qū)域營銷和應(yīng)用副總裁

　　Francesco MUGGERI（沐杰勵）

　　據(jù)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(yīng)用，ST提供了完整的產(chǎn)品，從無線連接和無線充電，到ViperPlus電源管理產(chǎn)品，再到STPOWER碳化硅產(chǎn)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(chǎn)品。

　　一、為未來工廠建設(shè)提供解決方案

　　1、狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)測性維護

　　華爾街日報曾估計工業(yè)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(shè)備故障。意外停機會導致過度維護，修復以及設(shè)備替換。而預(yù)測性維護可預(yù)見潛在的故障或者生產(chǎn)線停產(chǎn)，以將突發(fā)故障率（如生產(chǎn)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(chǎn)能閑置），早期故障檢測可以節(jié)省30％的成本，而且定期保養(yǎng)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(xié)議，可以無縫傳輸數(shù)據(jù)，且錯誤率極低。傳感器數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。ST產(chǎn)品則在其中執(zhí)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(yè)通信技術(shù)，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(yīng)也是如此。所以，ST能夠利用專業(yè)知識定制解決方案，并根據(jù)客戶產(chǎn)線需求優(yōu)化解決方案。第三個方案是STEVAL-STWINKT1，此方案是一款一流的工業(yè)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(shù)據(jù)處理分析能力。

　　不僅如此，ST可以提供一站式的產(chǎn)品。針對工業(yè)電機監(jiān)測的各項功能需求，比如振動捕捉，信號調(diào)節(jié)，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(jiān)測方面，對于信號調(diào)理，ST提供所有的模擬設(shè)備和接口。數(shù)據(jù)處理方面，ST有STM32微控制器。為了實現(xiàn)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(guān)管。對于設(shè)備連接，ST有電力線和無線通信產(chǎn)品，也有安全連接技術(shù)。

　　ST不僅有產(chǎn)品，還有整個配套的生態(tài)系統(tǒng)。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(shù)據(jù)庫或軟件庫，例如Caffe,TensorFlowLite,ONNX,PyTorch。此外，ST還提供數(shù)據(jù)分析生態(tài)系統(tǒng)。借助ST的軟件庫，客戶可以支持計算機視覺，實現(xiàn)復雜的音頻，滿足所有狀態(tài)監(jiān)測需求。

　　在媒體溝通環(huán)節(jié)，ST亞太區(qū)功率分立及模擬器件產(chǎn)品部工業(yè)產(chǎn)品市場總監(jiān)、自動化技術(shù)創(chuàng)新中心負責人Allan LAGASCA進一步指出，ST的預(yù)測性維護解決態(tài)系統(tǒng)涵蓋了設(shè)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(tǒng)中，這是ST的預(yù)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(yīng)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(tài)系統(tǒng)配合使用。

　　2、BLE-KNX智能照明控制

　　1999年5月，歐洲三大總線協(xié)議EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex協(xié)會，提出了KNX協(xié)議。KNX協(xié)議的主要優(yōu)點是能夠集成到家庭和辦公室環(huán)境現(xiàn)有IT基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)中。KNX的另一個優(yōu)勢是通過引入智能控件來降低能耗，能夠讓暖通空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風系統(tǒng)實現(xiàn)智能化和自動化，如在需要遮陽時自動關(guān)閉卷簾窗，當房間沒有人時，自動關(guān)閉通風系統(tǒng)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(chǎn)品，例如ST Bluetooth 5認證產(chǎn)品，其內(nèi)置了STM32的BlueNRG產(chǎn)品。由于ST STM32性能強大，足以支持這項技術(shù)，用戶可以連接任何主要的移動平臺，兼容Zigbee、Thread、Bluetooth等系統(tǒng)。與此同時，ST還創(chuàng)建了非常友好的生態(tài)系統(tǒng)，讓每個人都可以輕松地使用。

　　二、醫(yī)療應(yīng)用和低壓電機控制產(chǎn)品

　　1、ST醫(yī)療應(yīng)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(nèi)器官的圖象。據(jù)悉，在歐美和亞洲等市場，ST已經(jīng)把這項業(yè)務(wù)做的很強，并為一些大公司提供產(chǎn)品，以支持其先進的超聲成像機器，例如產(chǎn)品有STM32、STHV系列4通道、8通道、16通道超聲波激勵發(fā)生器和STHV64SW 64通道超聲波激勵發(fā)生器及雙向功率復用器。

　　豐富的醫(yī)療產(chǎn)品組合

　　對于數(shù)據(jù)采集，ST有傳感器。對于數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理，ST有功能強大的微控制器，以及人工智能技術(shù)。對于電機控制，ST有電機驅(qū)動產(chǎn)品系列。對于網(wǎng)絡(luò)連接，ST提供有線和無線連接技術(shù)。

　　此外，ST也有數(shù)據(jù)安全技術(shù)。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(guān)于安全性方面，ST提供STSAFE安全解決方案，其中包括唯一設(shè)備ID碼、數(shù)字簽名和加密算法。

　　據(jù)悉，目前ST器件已廣泛應(yīng)用于包括醫(yī)學影像、超聲診斷、能量收集和神經(jīng)刺激器、無損檢測、心電圖(ECG)、光電容積脈搏波(PPG)、皮膚電反應(yīng)（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(yè)市場，ST重點推出了STM32G4，該產(chǎn)品的主要優(yōu)點是計算性能高，集成豐富的模擬和數(shù)字外設(shè)（體積緊湊，集成度高，例如，帶有可接收信號的數(shù)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(yī)療應(yīng)用及電動工具

　　ST另一個重點關(guān)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(shè)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(chǎn)品。例如，如果需要電擊和ESD防護，ST可提供STPROTECT產(chǎn)品。此外，ST還有各種功率器件，例如STPOWER、STSPIN電機驅(qū)動芯片，以及STM32微控制器及生態(tài)系統(tǒng)。基于這些豐富強大的產(chǎn)品系列，ST能夠輕松地滿足客戶對各項功能的要求。

　　據(jù)悉，ST已有三種主要套件上市，它們可用于醫(yī)療設(shè)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(qū)動最高36V的電池供電設(shè)備。此外，ST還有36V-60V的高壓驅(qū)動解決方案。不僅如此，ST還提供STSPIN芯片和低壓電機驅(qū)動板，以及STSPIN32系列系統(tǒng)芯片。

　　不僅僅只是產(chǎn)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(shè)計靈活性有很高的要求時，ST可提供分立的驅(qū)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(tǒng)芯片。可以說，如果客戶有定制化需求，不管是哪類系統(tǒng)架構(gòu)ST均可滿足。

　　在功率器件產(chǎn)品方面，ST擁有非常完善的低壓MOSFET產(chǎn)品組合，例如，處于技術(shù)創(chuàng)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(chǎn)品。溝通會上，據(jù)Allan LAGASCA介紹，ST的STripFET F7 MOSFET低壓產(chǎn)品非常適合電機驅(qū)動應(yīng)用，同時ST還有低壓電機控制解決方案的全部配套產(chǎn)品，例如，STSPIN32或STM32+柵極驅(qū)動器。

　　關(guān)于意法半導體（ST）：

　　自1995年起，意法半導體就設(shè)立了以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(zhàn)略領(lǐng)域為重點的多家技術(shù)創(chuàng)新中心，進一步提升了在中國的設(shè)計能力。技術(shù)創(chuàng)新中心配備了約60名技術(shù)專家，從事各種應(yīng)用的參考解決方案的設(shè)計開發(fā)和技術(shù)支持。如今，中國已成為意法半導體亞太區(qū)業(yè)務(wù)的重要部分。