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半導體技術、工藝和封裝,合力應對工業市場四大挑戰!

張慧娟 ? 來源:電子發燒友網 ? 作者:張慧娟 ? 2019-10-02 08:00 ? 次閱讀

一直以來,ST專注于四大終端市場:汽車、工業、個人電子設備、通信設備/計算機&外設。這四大市場去年銷售額占總體比重約為30%、30%、25%、15%。其中,工業市場未來2-3年間年復合增長率為7%,潛力巨大。正是如此,ST近年來越來越重視在工業市場的發展,在該領域ST的四大戰略目標定位為:
  • 成為工業嵌入式處理器領導者
  • 在工業模擬器件及傳感器領域加速發展
  • 擴大工業電力及能源管理市場規模
  • 加速工業OEM客戶開發

工業四大挑戰:多樣、非標、小批量、定制化

在日前舉行的“ST工業巡演2019”北京站上,ST亞太區功率分立和模擬產品器件部區域營銷和應用副總裁FRANCESCO MUGGERI認為,面向工業轉型升級的道路上,目前主要面臨四大挑戰:應用多樣化、產品非標化、小批量、小眾產品和定制化產品。如何直面這四大挑戰,加速技術和產品落地成為當前的發展難題。

在他看來,在工業市場走向智能化的過程當中,技術和產品的落地尤為重要,而不僅僅是熱炒風口上的概念。ST在工業市場有超過30年的經驗,對許多應用都有足夠深入的認識和了解。未來,ST將通過差異化的解決方案,直面工業市場的四大挑戰,包括:數字化及可復用平臺;系統級封裝及片上系統;商業化方案及合作;工業定制專用芯片。

多樣化是工業市場最為顯著的特征之一,通常一大類應用下面覆蓋非常多很小的子應用,導致產品難以形成標準化,即一個產品只能針對某一個小應用和一個小客戶的需求,導致市場對產品的小批量需求。這樣的話,廠商對利潤的要求就會比較高,導致廠商需要應對小眾產品提供定制化的商業解決方案。一個產品從定義到開發、生產、封裝,中間要經歷很多步驟,其中的成本很高,可能會達到上百萬美金,如果需求量大概只有幾百片,就對廠商的可持續性和投資回報產生了很大的挑戰。

ST的優勢主要在于什么?FRANCESCO MUGGERI表示,ST對應用非常了解,有完善的產品工藝線和技術布局,因此能夠把全球不同客戶的需求整合到一起。可以使一個產品適應不同需求,而無需修改設計,只需在生產的最后一步進行金屬層修改,這是相對比較容易的事情。

異構集成是未來技術焦點

從具體的實現路徑來看,ST致力于提供高附加值專用的系統級封裝,其核心則在于異構集成。例如下圖中間的這款芯片,中間由模擬和MOSFET組成,通過將其中一部分改為左邊芯片中的隔離驅動或低壓控制,從而可以實現不同的功能。這樣大大縮短了開發時間,在少于3、4個月的時間內,就能夠推出一款適應用戶需求的芯片。

FRANCESCO MUGGERI表示,為了更好地滿足小型市場發展的需求,半導體廠商往往需要盡可能地減少封裝的體積,將不同的技術和不同的部件集成到同一個封裝當中,來實現技術的優勢,例如小尺寸、高性價比,以及低功耗等。未來將會在市場上出現越來越多的ST的異構集成產品。

專有技術與差異化技術并存

在工藝的投入方面,ST堅持專有技術與差異化技術并存的路線,從而實現整體解決方案的能力。具體覆蓋:模擬&RF CMOS,eNVM CMOS,FD-SOI CMOS FinFET代工,MEMS傳感器和微致動器,智能功率BCD,分立無源集成、功率MOSFET、IGBT碳化硅、氮化鎵,面向垂直應用的智能功率、專用影像傳感器。這是ST的整體解決方案能夠為客戶提供的價值。

專注于系統級解決方案的開發

此外,ST專注于系統級解決方案的開發。在現在的工業市場和半導體市場,單純的硬件是不夠的,必須還要有軟件和生態系統。ST的系統級解決方案首要的核心是能為全球提供技術支持的專業人才,其次包括應用開發和原型設計、各種參考設計、方案設計平臺和軟件工具、在線數字營銷計劃、合作伙伴計劃等等。

應用角度出發,解決不同層面的問題

作為系統化整合和方案提供商,ST目前主要設有三個應用中心:電力和電源、馬達控制、工業自動化

電力和電源方面,能效和節能是主要驅動因素。從小功率的模擬方案,到大功率的數字方案,以及數字和模擬混合的方案,覆蓋從45瓦一直到上千瓦的工作范圍;這其中值得一提的是碳化硅和氮化鎵,不但有分立器件,也有驅動集成的整體方案。目前ST的碳化硅解決方案在汽車行業非常領先,得益于與全球很出名的電動車廠家的合作,將來這些合作還會持續深入。

為了強調對于碳化硅市場的投入和重視,FRANCESCO MUGGERI介紹,過去三五年,碳化硅基材在市場上有些短缺,ST當時就決定去進行積極整合。直到今年上半年正式宣布并購做碳化硅基材的瑞士公司Norstel。據透露,從這個月開始,ST會在意大利Catania工廠旁邊興建基材公司。

馬達控制方面,ST可以面向家用電器、工業電源和工業工具,包括工業馬達、消費類機器人等整體解決方案。例如掃地機器人,ST可以提供傳感器,實現監測位置、防撞。同時有藍牙和各種無線的通用芯片,有MCU+低壓的MOC管做馬達驅動,采用無線充電的方案等。FRANCESCO MUGGERI笑稱,ST的產品完全可以做一個掃地機器人,而不需要其它任何產品,在市場上基本上沒有其它公司能夠提供這樣完整的解決方案。截止到去年,ST的智能電機控制產品已實現130多款產品,在整個市場中的銷量已經達到10億

工業自動化方面,趨勢是更高效、更安全。同時,ST希望所提供的方案,從大量的生產走向少量、高質量的生產。資產管理是當前的熱門,在智能農場跟蹤牛、羊、豬所在位置、活動水平、進食情況等等。資產管理還可用于工業產品的防偽和分工方面,例如大型的工業公司,可能并不知道客戶用的是他們原廠的產品,還是維修過的產品,而通過資產管理,可以很清晰地掌握這些信息。

FRANCESCO MUGGERI表示,ST能夠提供更智能、更安全的產品,ST的傳感器能夠監測環境及機器特定的參數,微控器能夠帶來更加安全的嵌入式處理功能,完成本地數據的分析同時還能啟動本地操作和遠程連接;ST的連接技術能夠實現與環境、云端更加緊密的互聯,靈活的安全解決方案能夠幫助客戶實時對外部事件做出響應和調整;ST的高端模擬技術電源管理IC、功率晶體管、模塊、二極管和其它保護功能,保證了整個能源在使用時候的最佳效率。ST還有一些和應用相關的芯片能夠幫助實現電機控制和自動化,內嵌式電流隔阻、分散智能和分散診斷能有效地提高電機加載的效率,確保系統的強大性、可靠性和一致性。


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