超前布局戰(zhàn)略性市場創(chuàng)“碳中和”商機，ST推動電子工業(yè)應用更高效、更環(huán)保、更智能

2022-07-01 來源：作者：深圳市中電網(wǎng)絡技術(shù)有限公司

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進入低碳互聯(lián)時代，隨著可再生能源技術(shù)和電子工業(yè)的進步，電力能源、智慧交通、數(shù)字化工廠等對系統(tǒng)高能效要求越來越重要，加之政策持續(xù)推動——實現(xiàn)“碳達峰”和“碳中和”（以下簡稱“雙碳”）的目標已是國際共識，在亞太地區(qū)尤其是我們國內(nèi)對環(huán)境法規(guī)和能源管理標準日益嚴格，并已宣布碳排放力爭于2030年前達到峰值，2060年前實現(xiàn)碳中和。對于各行業(yè)、各供應鏈企業(yè)來說，減碳提升能效也從環(huán)保議題，變身成為產(chǎn)業(yè)競爭力工程的關(guān)鍵一環(huán)。

超前布局長期戰(zhàn)略性市場創(chuàng)“碳中和”商機

在工業(yè)市場，能源優(yōu)化或轉(zhuǎn)型趨勢愈發(fā)明顯。意法半導體（以下簡稱“ST”）副總裁中國區(qū)總經(jīng)理曹志平在近期舉行的ST2021工業(yè)峰會上表示，在“碳達峰”“碳中和”的愿景指引下，目前的工業(yè)市場正在發(fā)生著很多前所未有的歷史性的變革，圍繞能源管理，能源結(jié)構(gòu)的變化，能源利用的效率，工業(yè)市場的這些變化，蘊育著無數(shù)的來自關(guān)于技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和商業(yè)的機會。

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圖1：ST副總裁中國區(qū)總經(jīng)理曹志平

曹志平說，針對當前工業(yè)市場，ST準備有超過5000多種的產(chǎn)品和解決方案。在峰會現(xiàn)場，該公司圍繞智慧基礎(chǔ)設(shè)施、智慧農(nóng)業(yè)、智能制造、智能綠色能源網(wǎng)絡管理呈列有四大展區(qū)，并圍繞電機控制、電源與能源管理、自動化布置了超過40多個展臺。

對于ST而言，工業(yè)市場的長期戰(zhàn)略是基于以下三個賦能趨勢，即ST已超前布局的智慧出行、電力和能源、物聯(lián)網(wǎng)和5G。其分別推出了電動汽車快充（PD）、高能效功率半導體微控制器、傳感器、模擬和電源管理芯片等，藉此使得智慧出行幫助汽車制造商讓每個人的駕駛更安全、更環(huán)保、更互聯(lián)；讓不同的行業(yè)能夠全面提高能效、提高清潔能源的使用率；讓智能互聯(lián)設(shè)備廣泛普及。

意法半導體總裁兼首席執(zhí)行官Jean-Marc Chery強調(diào)說，“我們特別關(guān)注對可再生能源、綠色出行和能源效率有益的應用——如，工廠自動化、電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施、家用電器、太陽能和風能以及智能工廠機器人。”對于實現(xiàn)碳達峰、和碳中和的目標，ST也致力于實現(xiàn)這一目標計劃，并是最早承諾實現(xiàn)碳中和的半導體行業(yè)公司。該公司將到2027年實現(xiàn)碳中和的承諾，并符合聯(lián)合國在巴黎會議上部署的1.5攝氏度控溫目標。同時，ST計劃到2027年為所有工廠提供可再生能源。

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圖2：意法半導體總裁兼首席執(zhí)行官Jean-Marc Chery

為實現(xiàn)這一目標，ST的工業(yè)市場策略是一方面不斷提高創(chuàng)新產(chǎn)品和方案效率，另一方面使用可再生能源并提高能源利用效率。根據(jù)意法半導體亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品部營銷和應用副總裁Francesco Muggeri表示，ST特別為此建立了三個技術(shù)中心：電源和能源技術(shù)創(chuàng)新中心專注于能源產(chǎn)生和分配、計量、無線充電、電力系統(tǒng)、消費類電子產(chǎn)品電源、照明等。電機控制技術(shù)創(chuàng)新中心專注于專業(yè)電器、工業(yè)電機控制器、工業(yè)運輸和其他消費品，以優(yōu)化從電能到動能的轉(zhuǎn)換效率。自動化技術(shù)創(chuàng)新中心重點關(guān)注智慧城市、智能樓宇、智能家居、智能農(nóng)業(yè)、工業(yè)機器人、自動化，在這些領(lǐng)域我們需要支持電能的智能使用。

意法STM32是如何促進“碳中和”目標實現(xiàn)？

在具體產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，一方面，ST繼續(xù)加大碳化硅（SiC)和氮化鎵(GaN)上的投入。該舉措有力于促進電動汽車的普及。另外，ST正在加快對碳化硅的產(chǎn)能投資，計劃到2024年，把碳化硅晶圓產(chǎn)能提高到2017年的10倍，40%的襯底從內(nèi)部采購。ST也在提高新加坡工廠的產(chǎn)能及SiC后工序產(chǎn)能，并投資擴建在摩洛哥Bouskoura以及中國深圳的封測廠。

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圖3：ST碳化硅產(chǎn)品優(yōu)勢

截止目前，ST可提供從650V到1700V不等的諸多產(chǎn)品，目前這類產(chǎn)品都是基于第三代碳化硅技術(shù)，并且都與未來能效相關(guān)的，能夠節(jié)省高達50%的損耗，提高開關(guān)頻率，降低使用成本。

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圖4：ST氮化鎵產(chǎn)品戰(zhàn)略

另一方面，ST全面的氮化鎵產(chǎn)品戰(zhàn)略，支持創(chuàng)新，縮短上市時間以及提升產(chǎn)量。該公司100V-650V的氮化鎵產(chǎn)品可以覆蓋在工業(yè)電源應用領(lǐng)域的各種場合，包括服務器、通信電源、個人穿戴設(shè)備、逆變器等等，ST內(nèi)部在大力地發(fā)展200毫米的制造技術(shù)，同時和臺積電合作，可以縮短產(chǎn)品的上市時間，以及提供可靠而穩(wěn)定的產(chǎn)能。

譬如，ST推出的采用MasterGaN技術(shù)的超小尺寸65WType-C快充方案，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率遠超業(yè)界同款大于98%，該公司預計到2025年，將擁有近10億市場體量。ST認為，更小體積、更輕重量、更高功率密度、更低功耗的設(shè)備是滿足環(huán)保和可持續(xù)需求的理想產(chǎn)品。

除此以外，在電機控制、工業(yè)自動化技術(shù)領(lǐng)域，ST也提供了非常廣泛的產(chǎn)品組合進一步推動工業(yè)市場能效的提升及能源的利用率。如針對電機控制應用ST推出的STM32G0、G4系列等等。此外，還有STSPIN系統(tǒng)級封裝電機控制器和柵極驅(qū)動器、ST功率分立器件，如IGBT、MDmeshMOSFET、IPM模塊。

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圖5：變頻式電機控制可以延長電器的使用壽命，減少設(shè)備噪音，節(jié)約能源

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圖6：ST工業(yè)自動化領(lǐng)域產(chǎn)品方案應用

ST亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品器件部市場和應用副總裁 Francesco MUGGERI 沐杰勵在媒體問答環(huán)節(jié)針對寬禁帶（WBG）SiC、GaN器件能效問題進一步補充。他認為，在電源/能源領(lǐng)域，目前市場上主流廠商依然生產(chǎn)的是6英寸SiC晶圓，而ST已經(jīng)率先推出了8英寸SiC晶圓樣品，并且非常受汽車、工業(yè)市場青睞。他指出，在未來不久ST還將推出第四代、第五代SiC技術(shù)。

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圖7：ST亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品器件部市場和應用副總裁 Francesco MUGGERI

至于GaN，ST將相繼推出PowerGaN系列。包括常開的G-FET?技術(shù)、常閉型e-mode GHEMT?技術(shù)及帶有嵌入式硅數(shù)字門的超快速氮化鎵驅(qū)動器G-DRIVE?。目前ST已為其申請了STPower GaN和STI2GaN商標。STI2GaN主要面向汽車領(lǐng)域。STPower GaN的技術(shù)主要面向SMPS領(lǐng)域。

而在自動化領(lǐng)域，正如Francesco Muggeri前面講述的，自動化應用需要大量的集成電路元器件。而半導體界數(shù)以提供廣泛產(chǎn)品組合應用的意法半導體，可以提供所有所需的相應器件。如，通信產(chǎn)品，ST提供了用于樓宇家具自動化的KNX協(xié)議以及用于工業(yè)自動化應用的IO-Link協(xié)議。那么，ST工業(yè)自動化應用如何賦能“碳中和”實現(xiàn)目標？

ST亞太區(qū)功率分立及模擬器件產(chǎn)品部，工業(yè)產(chǎn)品應用及市場總監(jiān), 自動化技術(shù)創(chuàng)新中心負責人 ALLAN LAGASCA舉例指出，在智能家居中引入了STKNX解決方案可以實現(xiàn)80%的節(jié)能。最佳的例子是，如果一層樓的空調(diào)消耗1千瓦電能，那么如果將這個解決方案應用于30層樓，那么總共可以節(jié)省30千瓦電能。如果你能在房間沒人時關(guān)掉電燈，那么就可以在這方面實現(xiàn)很好的能效。

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圖8：ST亞太區(qū)功率分立及模擬器件產(chǎn)品部，工業(yè)產(chǎn)品應用及市場總監(jiān), 自動化技術(shù)創(chuàng)新中心負責人 ALLAN LAGASCA

此外在能源優(yōu)化方面，我們還可以看到STM32大家族中，繼STM32L被推出至最新發(fā)布的STM32U5，都具備具備超低的功耗和安全認證，并且已廣受電子工業(yè)市場歡迎。ST亞太區(qū)MCU和數(shù)字IC產(chǎn)品部、IoT/AI技術(shù)創(chuàng)新中心及數(shù)字營銷副總裁 ARNAUD JULIENNE指出，借助集成ST MCU控制的逆變器技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了高達40%的節(jié)能優(yōu)化，并且STM32 MCU大家族在智能手機、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域都有廣泛的優(yōu)異節(jié)能表現(xiàn)。

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