編者按：隨著工業基礎設施數字化、智能化以及節能環保浪潮的不斷深入，工業應用市場新需求給半導體產品帶來更多機遇和挑戰。憑借種類繁多的產品組合，意法半導體公司正在依托工業嵌入式處理產品的市場地位，著力提高模擬和傳感技術產品的工業應用規模，致力于實現在工業電力能源、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市場發展戰略和相關技術產品，本刊記者專訪了意法半導體亞太區功率分立器件和模擬產品部區域營銷及應用副總裁沐杰勵先生。

瞄準高速增長的工業應用市場

市場調研機構IHS Markit公司給出數據顯示，2018－2021年間，包括生產過程自動化、電力及能源、醫療設備、安全視頻監控和樓宇家居控制在內的工業市場復合增垂長率高達6%，而安全視頻監控這一細分領域的增工率達到了19%。

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

意法半導體亞太區功率分立器件和模擬產品部區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市場的領導地位，一方面持續鞏固在工業嵌入式處理以及MCU和CPU產品的市場地位，另一方面提高在模擬和傳感領域的市場地位，通過加強產品組合從而擴大在工業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品在工業市場已經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，占據了12%的市場份額；智能電表芯片出貨量超過1.2億顆，占據了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、模擬集成電路等產品，均已擠進了全球領先供應商的行列。

沐杰勵強調，意法半導體公司的戰略目標是成為工業市場的領導者。

作為亞太地區的管理層一員，沐杰勵表示，亞洲工業市場戰略主要聚焦于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，基于成熟的創新技術和電源管理經驗，意法半導體公司在SiC和GaN等第三代半導體產品研發方面也取得了可喜的收獲，以SiC為材料的MOSFET和以GaN為材料的二極管產品，目前都已經實現量產，準備大量應用到直流充電和工業用電管理中去。

據沐杰勵介紹，意法半導體的電力與能源技術創新中心已經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數字控制器和SiC二極管，對比采用IGBT開發的解決方案， ST的SiC產品能夠將能效提高0.5％。看起來這似乎是一個很小的數字，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能改進方案。

在這個優秀方案里，SiC功率MOSFET和SiC二極管當仁不讓的主角，而STM32G4數字控制器、STGAP磁隔離柵極驅動器、GaN HEMT、VIPer轉換器和高溫可控硅也發揮了不小的作用，意法半導體公司這些優秀的半導體產品組合在一起，使得這款面向直流充電站的電路板可以為用戶節省150美元。

沐杰勵強調，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新中心推出的第二個創新方案。

據沐杰勵介紹，從用戶體驗的角度來看，65 W Type-C手機和PD充電器更具創新性。65 W Type-C?具有創新性，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。該產品主攻高端手機充電器市場。

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

ST能根據任何type-C USB適配器進行手機的外形設計，并提供手機優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分鐘內為手機充滿電。

可以看出，領先的SiC和GaN技術和產品，疊加先進的封裝能力和數字控制技術，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。在數字控制和模擬控制方面，有系統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，從數字控制器到模擬控制器，從內部嵌入式開關MOSFET，到使用IPM的擴展MOSFET，豐富的產品組合以及擁有兩種出色的技術：STSPIN和STDRIVE。

沐杰勵表示，意法半導體的產品組合具有很強的優勢，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系統能效標準（A+）。 這意味著在售產品都必須使用新標準解決方案，所有舊空調系統都需要在一定時間內更換相關部件，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品組合。

同樣，在傳統的冰箱市場，能效標準已經提高到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都有著超過10年的技術路線規劃，記得若干年前業界還在討論摩爾定律何時失效時，意法半導本就已經開始布局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，但是現在包括直流充電樁和工業節能市場的爆發，使得早先投資于此的企業將再次站在行業潮頭。