工業領域一直是半導體廠商的重要垂直應用市場之一。隨著工業4.0、工業互聯網在全球的持續推進，工業領域對半導體的需求也持續增長。2020年上半年，COVID-19疫情肆虐全球，半導體產業深受影響。在半導體行業主要垂直應用領域中，工業相對汽車、通信、消費等領域成為受影響最小的領域。
作為全球重要的半導體廠商，意法半導體（ST）一直是工業領域半導體供應商的重要的一員。針對工業市場，意法半導體將采取怎樣的發展戰略？主要目標領域是什么？將為工業領域帶來哪些創新應用？日前，意法半導體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沐杰勵先生和意法半導體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先生接受了《電子技術應用》記者專訪，就意法半導體在工業領域的最新發展戰略與技術創新作了深入介紹。
意法半導體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沐杰勵
意法半導體的自動化市場戰略
沐杰勵介紹道，意法半導體高度重視工業市場的發展，ST亞洲制定部署了一個非常明確的工業市場戰略，目標是成為工業市場的領導者。對于亞洲區域工業市場，意法半導體的發展重心專注于工業自動化、電機控制、電力與能源三個重點領域。
為什么要專注于自動化呢？沐杰勵表示，自動化是一個對技術水平要求很高的細分市場，客戶和技術開發機構在這個市場上投入很大。從2019年到2023年，市場需求復合年增長率將達到8％。沐杰勵認為，新冠肺炎疫情并沒有導致市場需求增長完全放慢，或許需求出現了差異化，但依然保持強勁的增長勢頭，而且，在某些應用中，市場需求正在加速增長。其中，智能化、機器人技術創新、5G基礎設施，這些都發揮著重要作用。
沐杰勵介紹，自動化主要分為兩大類，包括工廠自動化以及家庭、樓宇和城市自動化。工廠自動化又分為兩個部分：自動化系統和工業機器人。在自動化領域，意法半導體提供了很多產品：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，還有其他多款產品，包括STSPIN、SPIRIT、無線通信和安全芯片。在制造和加工方面，亞洲TAM（整體目標市場）體量非常大，高達31億美元。在樓宇及家居控制方面，亞洲TAM市場規模約12億美元。
針對這兩個目標市場，意法半導體近期特別推出代表性的解決方案：面向工廠自動化的“狀態監測和預測性維護”方案，以及面向家庭、樓宇應用的“BLE-KNX 智能照明控制”解決方案。
狀態監測和預測性維護
沐杰勵介紹道，預測性維護對于工業4.0非常重要。 預測性維護可以預見潛在的故障或者生產線停產，以將突發故障率降低70％，停機時間減少50％，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。狀態檢測和預測性維護對于工廠自動化有著重要意義，對于減少故障、減少停機時間、降低設備及維修成本有著顯著的效果。為此，意法半導體特別推出了全套解決方案，包括三個解決方案：IO-link通信解決方案、STWIN、STEVAL-STWINKT1。
其中，STEVAL IDP 004和BFA 001是IO-link通信解決方案，一個是IO-link 主站，另一個則是接收器。IO-link是一種無線通信協議，可以無縫地傳輸數據，且沒有錯誤數據。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，執行第二層邊緣計算。
第二個解決方案STWIN首次啟用無線工業通信技術，可以檢測振動。ST已經優化了工業M12連接器，并且有專門的算法,能夠利用專業知識定制解決方案，并根據客戶的生產線需求優化解決方案。
STEVAL-STWINKT1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。不僅有傳感器的檢測功能，還有數據處理分析能力。在收集完數據及傳送過程中，ST的STSAFE-100能夠讓用戶對安全數據了如指掌。該方案的耗電量非常低，并具有BLE藍牙模塊，能夠用藍牙連接許多其他設備，并且在STM32L4 +上實現算法。
意法半導體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
意法半導體的狀態監測與預測性維護方案如何兼顧對原有系統的兼容性？另外對于軟件和算法有哪些支持？對此，Allan LAGASCA表示，基本上，意法半導體的預測性維護解決方案和生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來的系統中，這是ST的預測性維護解決方案的要素之一。因此，這不僅適用于新系統，而且適用于原來系統。關于軟件算法，意法半導體作為半導體供應商，提供了多種軟件算法來支持不同的傳感器，并可以與強大的STM32 CUBE AI人工智能生態系統配合使用。
BLE-KNX 智能照明控制
針對樓宇照明，意法半導體推出了基于KNX總線的完整智能照明控制解決方案。該方案所用到的主要產品包括KNX 發送器 STKNX 、STM32 MCU (STM32F103, STM32L151) 、BLE 無線 SoC BLUENRG-232 、LED 驅動芯片 LED1642GW 、 MEMS 壓力傳感器 LPS25HB 及 溫濕度傳感器HTS221。意法半導體針對該領域應用為客戶提供完整的開發工具，包括KNX 評估板 EVALKITSTKNX、LED 評估板 xNucleo-LED16A1、BLE 評估板 STEVAL-IDB008V2及移動應用程序 Remote Manager。
沐杰勵介紹，KNX總線的優點主要是兩方面，一是低功耗，另外就是與IT系統兼容。意法半導體推出的BLE-KNX 智能照明控制方案主要有以下特點: 可通過移動應用程序和按鈕進行控制開關燈；可通過移動應用程序對調光器照明亮度和顏色進行調整；可實現環境溫度測量和顯示；能夠與其他KNX設備和系統集成。
醫療保健應用
2020年，COVID-19疫情對人們造成重要影響，醫療保健領域的技術創新需求也不斷涌現。意法半導體廣泛的產品組合在醫療保健領域同樣大有用武之地，能夠為行業帶來高質量的創新解決方案。
沐杰勵介紹，ST有豐富的醫療產品組合。對于數據采集，有傳感器。針對數據處理，有功能強大的微控制器，以及人工智能技術。對于電機控制，有電機驅動產品系列。最重要的是，也有數據安全技術。在人身安全和健康方面，除了必須確保人身安全，還必須保護個人信息安全。關于安全性，意法半導體提供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。對于網絡連接，意法半導體提供有線和無線連接技術。
意法半導體的解決方案已廣泛應用于醫療保健領域，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等應用。
STSAFE保障自動化安全
無論是工業自動化領域還是醫療領域，安全性始終是日趨重要的關鍵一環。意法半導體在相應領域的解決方案，都將安全納為重要考量。
Allan LAGASCA介紹，安全(safety)和安防(security)始終是工廠自動化的一個基本問題。安全主要是把人類體驗變得更好和更安全，確保工廠自動化工人的人身安全。安防也非常重要，這里我們主要討論數據安全，因為數據完整性是公司最關注的問題之一，尤其是在與預測性維護相關的情況。由于大多數數據送到不同的系統和供應商，這些系統都是互聯互通的。意法半導體已經在很多方面著手解決這一問題。在安全方面，我們有SIL認證智能功率開關等模擬產品，用于解決工廠自動化機器的安全問題。我們的安全微控制器當然采用STSAFE安全技術，提供硅基數據安全保護、Unique ID、密碼加密以及STM32生態系統，這提供了滿足工廠自動化的安全性要求所需的全部要素。
自動化、電力&能源以及電機控制是意法半導體在工業領域所專注的三大市場，正如沐杰勵所介紹，意法半導體擁有完整的產品和解決方案，專業的技術和銷售支持，能為市場及客戶提供完整的生態系統服務。無論是針對自動化的狀態監測和預測性維護及BLE-KNX 智能照明控制方案，還是醫療以及低壓電機控制方案，都離不開STM32 MCU的身影，意法半導體強大的STM32生態體系無疑是其在相關領域拓展的強大優勢；此外，作為涉足工業領域30年的領先廠商，意法半導體廣泛的產品組合、強大的生產制造能力、深厚的行業經驗更是贏得客戶信賴的重要保障；而安全則是意法半導體各類解決方案中都未缺席的重要一環。憑借STM32豐富的產品體系、強大的生態系統，以及傳感器等廣泛的產品組合，意法半導體在工業領域的拓展前景可期。