本地制造战略再提速,新品迭出开启嵌入式应用新时代
日期:2025-01-13
最近,MCU市场波动较大,世界半导体贸易统计组织下调了2024年MCU市场预期,通用型MCU市场,不包括安全型和汽车MCU从141亿美元下调至88亿美元。中国MCU市场也是卷得不得了,价格战打得不亦乐乎;国内公司有裁撤MCU团队的,也有收入下降很多的……
就在这个时候,意法半导体(ST)在北京举办了下半年STM32新品媒体发布会。会上,ST高层详细介绍了STM32系列的本地制造优势,以及针对汽车市场的全新MCU产品线——STM32A,并重点推介了三款新产品:STM32N6、STM32C071和STM32WL3,这些产品进一步了丰富STM32家族,以满足多样化的市场需求。
STM32产品家族五大类别包括:无线MCU、超低功耗MCU、主流MCU、高性能MC和嵌入式MPU。ST此次推出的三款新产品分别聚焦高性能、性价比和连接性,产品分别是STM32N6、STM32C071和STM32WL3。
我们来看看ST的举措和新产品发布能够为提振MCU市场带来了什么信息。
01
本地制造战略再升级
ST的STM32本地制造战略是其全球供应链管理的重要组成部分,旨在更好地服务中国市场和全球客户。意法半导体中国区MCU、数字IC与射频产品部(MDRF)物联网/人工智能技术创新中心及数字营销副总裁朱利安(Arnaud Julienne)强调了ST中国本地化战略的核心就是:在中国,为中国。其内容涵盖中国设计、中国创新和中国制造。
对于STM32供应链本地化的重要性,他提到,ST携手三安光电成立合资公司,将采用ST的专利制造工艺技术生产碳化硅器件,满足中国客户的需求。他表示,ST同样致力于实现STM32供应链的完全本地化,通过在中国建立端到端的制造链,ST为开展国际业务的中国OEM厂商提供了供应链选择权,帮助企业提高运营效率,同时为在中国开展业务的全球OEM厂商提供本地化供应链支持。
他说:“ST为客户提供无缝的第二货源验证过程,受益于ST经过市场检验的40纳米制造工艺,在欧洲或中国制造的eNVM 40纳米STM32产品采用相同的掩模版,产品完全相同。”
在他看来,ST是目前唯一能够提供这种双供应链的MCU大厂,能够满足中国市场中期对eNVM 40纳米STM32的大部分需求。“最新的STM32高性能系列的首批产品最早将于2025年底推出。我们的这一战略不仅强化了ST在中国市场的竞争力,也展现了ST对本地化制造和技术创新的持续承诺。”他表示。
关于华虹宏力代工模式,朱利安表示:“ST委托华虹代工40纳米eNVM的MCU产品,有助于实现STM32产品的本地化。ST是唯一采用这种合作方式的公司。”ST的方法能够最大程度保证设备的兼容性,工艺流程由意法半导体开发和拥有,掩模版与ST相同,制造机器和工艺参数也和ST晶圆厂一样,因此,可以生产出相同的裸片。“我们更想强调的是在中国区的制造。在中国区我们目前有一个后端制造工厂、两个在建的前端晶圆制造厂。这对于让中国用户和在中国的国外用户能够使用ST质量一流的产品至关重要。”他说。
02
让汽车应用也能分享STM32的好处
今天,汽车行业的趋势正在引发汽车架构的根本性变化。在电气化方面,主要体现在功能集成、多核灵活性、安全性和可靠性,以及可扩展的高密度存储器和丰富的I/O端口,集成的模块化软件也在不断发展。在数字化方面,数据聚合与分发、虚拟化应用之间的无干扰操作、基于以太网的网络架构,以及面向服务的软件架构,都是推动这一变革的重要因素。这些变化将为未来汽车的智能化和高效化奠定坚实基础。
意法半导体中国区MCU、数字IC与射频产品部(MDRF)汽车MCU产品营销高级经理黄延球指出,下一代汽车MCU正在重塑未来汽车的面貌,ST凭借其Stellar系列产品站在了这一变革的前沿。Stellar MCU通过在Arm Cortex-R52+ MCU上整合多个实时应用功能,简化了整车电子电气架构,降低了开发成本和ECU集成的复杂性。
这些MCU不仅安全可靠、相互无干扰,还支持应用软件之间的高速数据交换,满足大量I/O端口的需求,适用于车辆控制单元、电驱逆变器系统、电池管理系统和热管理单元等多种应用。
特别值得一提的是ST的PCM(相变存储器)MCU,它为客户带来了强大的价值主张。ST专有的汽车级PCM技术在存储密度和鲁棒性方面领先行业,相比其他技术如RRAM、MRAM、Flash,PCM的PPA(功耗、性能、面积)指数更胜一筹,为客户提供了高水平的存储灵活性。
黄延球说,基于ST强大的全球生态系统,Stellar MCU支持客户应用开发,让汽车应用也能分享STM32的好处。专为车辆执行机构设计的STM32A,具有高扩展性和高性价比,涵盖车身控制、便利设施、车载充电等目标应用。
他提到,通过将具有竞争力的STM32平台延伸到汽车领域,专注于ASIL-B功能安全等级的应用,ST将STM32生态系统扩展到汽车开发社区,利用ST的工艺技术和弹性供应链,让STM32客户便捷地开拓工业和汽车市场。
这种汽车平台与工业平台的融合统一,优势互补,将加快创新速度,让客户能够在工业和汽车两种解决方案之间无缝过渡,同时给简化设计和高扩展性的需求带来有力的帮助。
03
为边缘AI开创效率与智能先河
在云连接的“智能物联”时代,支撑汽车和物联网的智能化、安全性和互联性的三大支柱是:边缘端AI、信息安全和云计算。边缘AI通过更高效的自主计算和执行,实现超低延迟,满足了实时应用的需求。它减少了数据传输,能够生成有意义的信息,增强了隐私和安全性,同时具有高能效、低数据、降低推理成本及实现新型操作的特点。
意法半导体中国区MCU、数字IC与射频产品部(MDRF)的MCU市场经理丁晓磊表示,ST推出的STM32MP2 MCU是在带有神经处理单元(NPU)的STM32产品上迈出的重要一步,其每秒能执行1.35万亿次运算,使在工业级且经济高效的微处理器上实现计算机视觉和其他机器学习应用成为现实。
她说:“现在,ST的STM32N6 MCU在实时操作系统上实现了同样的突破。首款搭载ST Neural-ART加速器的MCU硬件设计与软件开发的深度整合,实现了理想的性能和效率。”
与STM32H7相比,采用Neural-ART加速器的STM32N6性能提高了600倍,能够让边缘AI随处可见。这一首款具有AI加速功能的高性能STM32 MCU,是有史以来功能最强大的STM32系列,也是STM32历史上销售额很快达到1亿美元的MCU。
据了解,STM32N6内部有AXI和NPU NIC两条64位总线,可最大程度保证总线执行效率。STM32N6提供了STM32系列有史以来最大的4.2MB SRAM,存储器总线宽度是其他MCU的两倍。
STM32N6的两个系列——AI系列和通用系列基因相同,均具有高性能,堪称新一代高效、智能产品。借助STM32N6可以在MCU上以MCU的功耗实现高性能边缘AI性能,提升图形和多媒体体验。
丁晓磊表示,STM32N6实现了跨产品领域的嵌入式创新,涵盖无人机、智能工业、智能家居、智能农业、个人保健,以及白电、汽车、智能楼宇、机器人、个人电子产品等多个领域。
在她看来:“STM32N6不仅是一个带有NPU的MCU,更是ST布局全面边缘AI生态系统的重要组成部分。它首先是STM32系列的一员,这意味着这款通用MCU在不断突破高效嵌入式系统的上限。”
04
下一个8位MCU是32位
STM32家族中的新成员STM32C0 MCU系列专为价格敏感型应用设计,是入门型32位MCU的理想选择。STM32C0以其出色的性价比,成为8位MCU用户的升级首选。用意法半导体中国区MCU、数字IC与射频产品部(MDRF)技术市场经理闫涛的话说就是:“你的下一个8位MCU是32位,它就是STM32C0。”这就是STM32C0的市场定位。
他说,STM32C0系列是一种高能效MCU,性能得到了大幅提升,其三大特点经济可用、可靠易用和传承好用使之在市场上脱颖而出。
经济可用性体现在其具有吸引力的价格和紧凑的封装上,同时提供更多的I/O和更少的周边器件。STM32C0内置1%精度误差的高速RC时钟,仅需一对供电引脚,进一步优化了BOM成本。
在可靠性方面,STM32C0继承了STM32品牌已被验证的质量和可靠性,让客户放心使用。
传承好用则表现在STM32C0与STM32G0的完全兼容性上,两者使用相同的90纳米工艺制程,确保了高标准的产品质量。STM32C0搭载Arm® Cortex®-M0+内核,最高主频可达48MHz,提供44DMIPS和114CoreMark的性能表现。
STM32C0系列的易用性还体现在其与STM32G0的无缝移植能力上。完全兼容的管脚设计为产品升级提供了更大空间,片上功能和系统也具有相同的管脚,支持最大的管脚利用率。
闫涛进一步提到,STM32C0系列提供了11种简洁的封装选项,可取代传统的8位或16位MCU应用,如智能家电、工业产品和消费电子产品,满足更有效的低功耗模式需求。
作为32位MCU中的经济型产品,STM32C0具有更高的处理性能、更大的存储容量、更高的外设集成度(适合用户界面控制等功能),以及其他基本控制、定时、计算和通信功能。
例如,STM32C071 MCU配备高达128KB闪存和24KB RAM,并新增了不需要外部晶振的USB从设备,支持TouchGFX图形软件。片上USB控制器让设计人员轻松节省至少一个外部时钟和四个去耦电容,降低物料清单成本,简化PCB元器件布局。此外,新产品有助于简化PCB设计,让设计变得更薄、更整洁、更具竞争力。
他最后表示,现在,STM32 开发人员可以在 STM32C0 MCU上获得更多存储空间和更多功能,在资源有限和成本敏感的嵌入式应用中实现更先进的功能。它为8位MCU用户提供了一个无缝升级到32位的高性价比选择。它的推出不仅是STM32传奇的延续,也为MCU市场带来了新的活力和创新。
05
高效长距离通信无线MCU用途更广
在介绍STM32产品系列中的STM32WL3x MCU系列时,意法半导体中国区MCU、数字IC与射频产品部(MDRF)STM32无线产品总监陈德勇强调了其在高效长距离通信无线MCU领域的重要作用。他表示,STM32WL3系列满足Sub-GHz射频要求,适用于广泛的无线应用领域,包括智慧工业、智慧城市、智慧农业、智能家居、资产跟踪、表计、报警系统和热量成本分配器等。这些应用要求设备具备低功耗、全球覆盖和全球漫游的能力。
STM32WL3结合传感应用(如加速度计、压力传感器),支持多协议和低功耗运行,搭配非充电电池,能够实现长达10年的持续使用,展现了其高能效射频和LCD驱动器的优势。
该产品系列包括Sub-GHz MCU双核、Sub-GHz MCU单核、第三代STM32WL55和STM32WLE5。新系列无线MCU结合了多协议Sub-GHz射频和应用功能,高度集成的设计降低了设计复杂性。
STM32WL3采用Arm® Cortex®-M0+,能够同时驱动应用和Sub-GHz协议。内部总线(AHB和APB)连接外设和Sub-GHz射频IP,实现并行访问。STM32WL3提供高达256KB的闪存和2×16KB SRAM存储器,以及1个字节的OTP存储ID、密钥和校准数据。此外,还包括8通道DMA控制器和一系列集成外设。
STM32WL3的超低功耗双射频技术使其在长距离通信方面表现出色。主射频适用于长距离通信,具备双输出架构和接收单端架构,提供高通用性。序列发生器能够延长电池寿命,而唤醒射频则提供超低功耗的无线接近检测和系统唤醒功能。内部DCDC转换器的高效率进一步支持了这些应用。
陈德勇介绍说,这些新的面向物联网的MCU支持海量应用,包括智能(水电燃气)表、警报系统、智能建筑设备、物流跟踪和近距离检测等。新产品还是其他高端智能监测系统的理想选择,例如智慧城市监测、智慧农业监测,包括土壤状况和动物福利报告、森林火灾检测、水表和漏水检测等。
陈德勇通过表计应用的例子解释了STM32WL3 MCU的优势。该产品能够显著延长电池寿命并扩大覆盖范围,输出功率高达+20dBm,适应全电压和全温度范围。其超低功率射频在10dBm时电流仅为10mA;搭载自主射频序列发生器优化了能效。STM32WL3还集成了LC传感器控制器,采用基于液相色谱仪结合模拟前端和数字处理技术实现精确的流体计量。此外,其LCD驱动器支持多达96个显示段,增强了用户界面的灵活性。
他总结道,用STM32WL3 MCU开发新产品时,开发人员可以利用灵活的产品选项、超低功耗架构、一流的射频能效和创新功能来优化无线通信距离,简化产品设计,延长电池续航时间。
写在最后
ST展示了在MCU领域的最新技术成果,以及对汽车和物联网市场的深入洞察。三个新产品系列布,不仅丰富了STM32的产品线,也为开发者提供了更多的选择,以满足不同应用场景的需求。ST通过不断的技术创新和产品迭代,将进一步巩固其在全球MCU市场的领导地位。
ST还特别强调了本地制造的优势,这一战略旨在降低生产成本,同时满足中国市场对高性能、低功耗芯片的需求。本地化生产不仅能够更高效地响应市场变化,还能有效规避跨国制造中的潜在政策风险和物流问题,体现了ST对中国市场的重要性和高度依赖。这一战略不仅强化了ST在中国市场的竞争力,也展现了ST对本地化制造和技术创新的持续承诺。
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