意法半导体选择性布局消费与通讯设备市场

知识百科 · 2021-05-10

4月,2021年STM32峰会上,意法半导体CEO,Jean Marc Chery, 郑重宣布聚焦二个市场,全面布局汽车和工业电子市场,以创新IC前瞻性入局,加大投资力度。而在个人电子和通信计算机市场,采用选择性IC产品布局和大客户定制策略,包括手机、TWS耳机、打印机和智能穿戴等产品应用。由此看来,意法半导体正有条件选择该市场,包括曾称霸的机顶盒市场,偏离出货量不大的传统电子3C市场,已经没有悬念。

 

在意法半导体选择性布局该市场时,给其它IC原厂留下市场空间,今后一段时间,将形成一个拉锯交替的供应局面。它的大客户定制策略将继续造成代理商供应短缺,加剧市场炒货的局面。在工业应用市场,中国IC原厂也在抢夺市场,特别是在缺货潮下,取得显著进展。我爱方案网平台主流出货的电机控制、工业显示和安卓工控主板等方案,出现中MCU与国际MCU大厂主控平台并舞。

 

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意法半导体CEO,Jean Marc Chery:我们将全面布局汽车和工业电子市场


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图:意法半导体STM32产品路线图

 

意法半导体(ST)把老产品组合和新产品投资全面押注在汽车电子和工业电子,说明这二个市场的发展潜力和成长速度极具引力---汽车电子化、工业自动化、二者都要智能化。一方面,意法半导体的五条主力产品线(STM32 MCU、MEMS传感器、模拟器件、无线互联、功率和电源管理)通过产品组合能覆盖这二大市场应用。另外,在IC设计层面,它用延伸SoC,多核、增加接口、边缘计算等手段,提升单元电路解决问题的努力,较少信息传输量,改善IoT信息管理效率。由于意法半导体近15年围绕STM32 MCU和外围应用的积累,形成了系统套片的供给能力,所以它的成熟IC价格杀伤力很大,比如STM32G0(ARM 0)可以做到0.32美元单价。

 

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从技术层面,意法半导体依托AI与MEMS传感器,大力发展电机控制、电力&能源、自动化解决方案,工厂自动化、电动工具、电池充电、电源管理、无线互联。这些应用领域,意法半导体不仅有TI、NXP和英飞凌等通体量的竞争对手,还有局部抢夺市场的本地IC原厂。比如RK3288安卓工控板,得到市场接受,是我爱方案网出货的主流方案板卡。现在,STM32 H7正在进入安卓工控与工业显示,说明意法半导体也看中这个市场。

 

工业和自动控制领域,《我爱方案网》平台替代趋势显著。特别是在当前缺货潮下,华大、极海、圣邦微、聚洵和顺络电子等在方案替代中活跃。以极海替代举例:

 

方案一:基于APM32F030x8系列MCU的编码器解决方案

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该方案采用APM32F103TBU7为核心器件,用到了仿真器,J-Link、APEX-Link、ST-Link、ULink2、APM32PROG烧录器等开发工具。

 

该方案主要解决三个技术问题:

1、电机位置高实时采样;

2、与伺服机主控高速率进行数据交互通信;

3、在电机高速运转的高温情况下,保证编码器模块稳定。

 

性能与成本的改善指标:

1、主频高达96MHZ,高速预算处理性能,可满足编码器高实时性要求;

2、Flash:128KB;SRAM:20KB,储存空间大;独立FPU模块,有效提升单精度浮点预算速度;

3、同行业同类产品相比,运行功耗低30%,睡眠功耗低10%,1KB擦除时间快90%,16-ibt编程时间快65%;

4、电机位置采样周期在10us内完成;

5、编码器模块串口波特率达到4Mbps。

 

主要应用领域:工业伺服控制和变频器控制

 

方案二:APM32F030K6T6变频冰箱控制解决方案

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该方案采用APM32F030K6T6为核心器件,用到了仿真器,J-Link、APEX-Link、ST-Link、ULink2、APM32PROG烧录器等开发工具。

 

该方案主要解决三个技术问题:

1、保障冰箱长时间稳定运行,确保用不死机;

2、与后台监控实时进行数据交互通信,保障冰箱安全运行;

3、冰箱运行在低高温情况下,确保压缩机及各部件稳定工作。

 

性能与成本的改善指标:

1、更低功耗,运行部和休眠模式功耗比同行业同类产品低1.5倍;

2、16-bit编程、页擦除、全擦速度都快于同行业同类产品;

3、高精度ADC,在工作温度—40℃~+150℃下,一致性高于行业同类产品。

4、ESD HBM正负4.5KV,抗干扰性和防静电能力强,满足大部分工业可靠性标准需求。

 

应用领域:电控冰箱控制板

 

在个人电子和通信计算机市场,ST提供差异化IC和专用定制IC,只做出货量大、成长好和市场头部品牌显著的产品,包括手机、TWS、打印机、卫星通讯、服务器、PC、数据中心和5G相关产品。它的差异化IC主要体现在MCU+MEMS+Analog+NFC+安全插件等+的感念,也就是把它的五大产品线做芯片级组合,形成新IC产品,突出易应用、边缘计算、网络安全好、有利于生态发展等优势。STM32 G4和STM32 WB就是组合产品的代表,一个是MCU+信号处理IC,一个是MCU+OTA感念延伸。OTA是在线软件升级接口,网络安全和数据交换效率是考量的二个要素。

 

如该市场以下ST芯片的应用示例:

 

案例一:基于STM32mp153的禾川总线型运动控制器

 

采用的ST产品:STM32mp153

 

简介:HCFA在双核MPU STM32MP153上运行的机器人多轴运动控制产品。STM32MP1系列基于一个异构的Arm Cortex-A7和Cortex-M4核架构,Cortex-A7用于管理通信,Cortex-M4用于实时控制。通过这种“超级大脑”的作用,STM32MP153不仅可以提高系统的运行性能,还可以提高系统的实时性能,使机器人对指令的响应更快、更智能。

 

案例二:基于STM32GO,STSPIN32F0的风扇应用电机控制解决方案

 

采用的ST产品:STM32GO,STSPIN32F0

 

简介:ST室内、室风机类应用解决方案,提供初始角度检测和顺风、逆风启动算法。分别展示电机在启动是不会出现逆转以及顺风启动的性能,用户可以通过触摸屏来控制电机启动、停止及改变速度。

 

上述类似的应用案例,国产替代IC已经渗透,并成熟落地应用。如华大替代芯片系列,从我爱方案网平台就能找到详细应用示例,案例如下所示:

 

案例一:HC32M140J8TA主控风机类电子解决方案

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使用先进的无位置传感器FOC(Sensorless FOC)控制策略,实现连续平稳的风机调速系统,适用于家用风扇、空调内外风机、抽油烟机、空气净化器、无人机等应用场景。

 

功能优势:180°FOC控制,功耗低,转矩平稳,噪音小。方案可在静止、顺风、逆风条件下快速启动,同时提供了电子刹车、初始位置检测、系统保护等算法。

 

重要参数指标:

最高转速:(30~500rpm)--(110000rpm)

额定功率:35W-300W

加速时间:<500ms(至额定转速)

控制方式:无传感器FOC控制

电子刹车:支持断电刹车,刹车时间<150ms

多档控制、掉电检测、用户可自定义档位数量和速度/功率。支持静止、顺风、逆风启动控制,启停功能可靠(失效率<1‰)。

 

案例二:HC32F460主控芯片共享/自助洗衣机电子开发方案

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ARMv7-M架构32bit Cortex-M4 CPU集成FPU、MPU,支持SIMD指令的DSP,及CoreSight标准调试单元。最高工作主频200MHz Flash加速单元实现0-wait程序执行达到250DMIPS或680Coremarks的运算性能。

 

方案功能优势:可靠的称重和偏心OOB检测;领先的防撞桶算法,防止机器撞桶和移位;自适应智能摆布算法,大大缩短脱水时间;智能“摇篮洗”功能;单芯片双变频技术,行业最先实现;具有恒功率保护功能;双电机通过一颗MCU调度,在洗涤和脱水时提升整机性能。

 

应用领域:洗衣机、干衣机、洗碗机、风机、空调等电机控制领域。

 

STM32 H7系列 vs 极海大川系列

 

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STM32 H7系列碰到竞争对手,珠海极海半导体的大川系列也是32位配合网络安全插件。二者主要应用都是工业控制、打印机、充电桩等,双核单核可选,有显示和通讯端口。

 

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极海大川系列32位安全MCU

 

总结:此次峰会上,ST宣布将目光重点聚焦汽车与工业两大市场,对于其他两大终端市场,该公司是选择性布局个人电子、通信设备、计算机和外设市场。因此我们有理由相信,这对国内IC原厂布局该市场提振市场份额释放了利好信号,对寻求国产IC品牌替代提供更有利机会。

 

回顾过去,我们不难发现,ST正从一个半导体厂商已然跃升成为一个汽车玩家。而且随着5G市场的来临,ST在工业物联网市场积极布局,不断推出STM32创新产品,欲争成为嵌入式处理技术领域的领导者。此次峰会,领导层的明确表态(全面布局汽车和工业市场),也意味着未来很长一段时间,该公司的资源将倾向工业与汽车的新产品市场。


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