編者按：隨著工業(yè)基礎設施數(shù)字化、智能化以及節(jié)能環(huán)保浪潮的不斷深入，工業(yè)應用市場新需求給半導體產(chǎn)品帶來更多機遇和挑戰(zhàn)。憑借種類繁多的產(chǎn)品組合，意法半導體公司正在依托工業(yè)嵌入式處理產(chǎn)品的市場地位，著力提高模擬和傳感技術產(chǎn)品的工業(yè)應用規(guī)模，致力于實現(xiàn)在工業(yè)電力能源、電機控制和自動化領域的領先地位。為了全面了解意法半導體工業(yè)市場發(fā)展戰(zhàn)略和相關技術產(chǎn)品，本刊記者專訪了意法半導體亞太區(qū)功率分立器件和模擬產(chǎn)品部區(qū)域營銷及應用副總裁沐杰勵先生。

瞄準高速增長的工業(yè)應用市場

市場調(diào)研機構IHS Markit公司給出數(shù)據(jù)顯示，2018－2021年間，包括生產(chǎn)過程自動化、電力及能源、醫(yī)療設備、安全視頻監(jiān)控和樓宇家居控制在內(nèi)的工業(yè)市場復合增垂長率高達6%，而安全視頻監(jiān)控這一細分領域的增工率達到了19%。

面對如此高速發(fā)展的工業(yè)市場，世界各大半導體供應紛紛把目光集中過來，希望通過創(chuàng)新的技術和產(chǎn)品擴大在這一領域的市場份額。

意法半導體亞太區(qū)功率分立器件和模擬產(chǎn)品部區(qū)域營銷及應用副總裁沐杰勵先生表示，意法半導體公司將從多個層面加強和擴大工業(yè)市場的領導地位，一方面持續(xù)鞏固在工業(yè)嵌入式處理以及MCU和CPU產(chǎn)品的市場地位，另一方面提高在模擬和傳感領域的市場地位，通過加強產(chǎn)品組合從而擴大在工業(yè)電力和能源管理市場的領導地位。

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

其中，低壓電機驅動芯片銷量超過10億顆，占據(jù)了12%的市場份額；智能電表芯片出貨量超過1.2億顆，占據(jù)了38%的市場份額；工廠自動化智能電源開關驅動餅片銷量超過10億枚，占據(jù)了12%的市場從額。

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

沐杰勵強調(diào)，意法半導體公司的戰(zhàn)略目標是成為工業(yè)市場的領導者。

作為亞太地區(qū)的管理層一員，沐杰勵表示，亞洲工業(yè)市場戰(zhàn)略主要聚焦于3個應用領域，即自動化、電力和能源和電機控制，復合增長率超過11%。

SiC和GaN產(chǎn)品成為拓展電力與能源市場的生力軍 

多年來，基于成熟的創(chuàng)新技術和電源管理經(jīng)驗，意法半導體公司在SiC和GaN等第三代半導體產(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)實現(xiàn)量產(chǎn)，準備大量應用到直流充電和工業(yè)用電管理中去。

據(jù)沐杰勵介紹，意法半導體的電力與能源技術創(chuàng)新中心已經(jīng)首批推出了兩個面向新應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，對比采用IGBT開發(fā)的解決方案， ST的SiC產(chǎn)品能夠將能效提高0.5％?？雌饋磉@似乎是一個很小的數(shù)字，但實際上當能效接近100％時，提高0.5％并不是那么容易，所以這是一個非常了不起的節(jié)能改進方案。

在這個優(yōu)秀方案里，SiC功率MOSFET和SiC二極管當仁不讓的主角，而STM32G4數(shù)字控制器、STGAP磁隔離柵極驅動器、GaN HEMT、VIPer轉換器和高溫可控硅也發(fā)揮了不小的作用，意法半導體公司這些優(yōu)秀的半導體產(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節(jié)省150美元。

沐杰勵強調(diào)，像種15kW雙向PFC組件級別的集成解決方案，目前在市場上是獨一無二的優(yōu)秀方案。

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

據(jù)沐杰勵介紹，從用戶體驗的角度來看，65 W Type-C手機和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動器。該產(chǎn)品主攻高端手機充電器市場。

因此，當向客戶介紹充電產(chǎn)品時，他們對這種解決方案非常感興趣，它能夠實現(xiàn)更高的能效，根據(jù)工作條件，可達到93％-94％。

ST能根據(jù)任何type-C USB適配器進行手機的外形設計，并提供手機優(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充電，充滿電用時少于30分鐘，這意味著可以在30分鐘內(nèi)為手機充滿電。

可以看出，領先的SiC和GaN技術和產(chǎn)品，疊加先進的封裝能力和數(shù)字控制技術，正在成為意法半導體公司在電力能源市場的競爭利器。

家電能效提升政策帶給電機控制技術新機遇

依托廣泛的產(chǎn)品組合和強大的技術儲備，意法半導體在電機控制領域不斷擴大著自己的地盤，而中國家電領域的能效提升政策，正在為其開啟更大的市場空間。

意法半導體的高能效電機控制解決方案，支持從步進電機、直流電機到BLDC的各種電機。在數(shù)字控制和模擬控制方面，有系統(tǒng)級封裝和嵌入式智能方案，功率密度高達500W /cm2。專門的電隔離驅動技術保護人身安全。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)部嵌入式開關MOSFET，到使用IPM的擴展MOSFET，豐富的產(chǎn)品組合以及擁有兩種出色的技術：STSPIN和STDRIVE。

沐杰勵表示，意法半導體的產(chǎn)品組合具有很強的優(yōu)勢，可以有7種架構支持同一種解決方案，可以給客戶在適應能效新政策時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種不同的架構可以選擇。

第一個架構是完全分立的解決方案，可以讓客戶以他喜歡的方式設計板子布局，這是較好又方便的方法。

第二個采用ACEPACK模塊，可用3個模塊處理高功率，這使我們能夠通過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)核外圍集成驅動電路以及該分立解決方案，這實際上是一種針對空間稍小應用優(yōu)化的解決方案。

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

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

沐杰勵認為，意法半導體的解決方案可以完美地滿足這個需求，傳統(tǒng)半導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，這意味著每個方案的成本大約在10至12美元。而意法半導體通過用戶界面提供固件更新和cube SDK開發(fā)工具，支持壓縮機電機定制，提供所有STM32、電源模塊、分立和模擬器件、電路板，這是一個非常豐富的產(chǎn)品組合。

同樣，在傳統(tǒng)的冰箱市場，能效標準已經(jīng)提高到A類以上，這意味著意法半導體的ST功率器件、STSPIN、STM32可以開始大展拳腳。

編后話：世界級的半導體企業(yè)都有著超過10年的技術路線規(guī)劃，記得若干年前業(yè)界還在討論摩爾定律何時失效時，意法半導本就已經(jīng)開始布局SiC和GaN技術的研究了。雖然過去10多年里SiC和GaN技術一直處在投資階段，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。