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依托丰富产品组合致力于成为工业市场领先者

专访意法半导体亚太区功率分立器件和模拟产品部区域营销及应用副总裁沐杰励先生
2020-06-28
作者:于寅虎
来源:电子技术应用
关键词: 意法半导体 充电桩

  编者按:随着工业基础设施数字化、智能化以及节能环保浪潮的不断深入,工业应用市场新需求给半导体产品带来更多机遇和挑战。凭借种类繁多的产品组合,意法半导体公司正在依托工业嵌入式处理产品的市场地位,着力提高模拟和传感技术产品的工业应用规模,致力于实现在工业电力能源、电机控制和自动化领域的领先地位。为了全面了解意法半导体工业市场发展战略和相关技术产品,本刊记者专访了意法半导体亚太区功率分立器件和模拟产品部区域营销及应用副总裁沐杰励先生。

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瞄准高速增长的工业应用市场

市场调研机构IHS Markit公司给出数据显示,2018-2021年间,包括生产过程自动化、电力及能源、医疗设备、安全视频监控和楼宇家居控制在内的工业市场复合增垂长率高达6%,而安全视频监控这一细分领域的增工率达到了19%。

 

面对如此高速发展的工业市场,世界各大半导体供应纷纷把目光集中过来,希望通过创新的技术和产品扩大在这一领域的市场份额。

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意法半导体亚太区功率分立器件和模拟产品部区域营销及应用副总裁沐杰励先生表示,意法半导体公司将从多个层面加强和扩大工业市场的领导地位,一方面持续巩固在工业嵌入式处理以及MCU和CPU产品的市场地位,另一方面提高在模拟和传感领域的市场地位,通过加强产品组合从而扩大在工业电力和能源管理市场的领导地位。

 

在此之前,意法半导体公司的许多半导体产品在工业市场已经取得了非常好的市场占有率。

 

其中,低压电机驱动芯片销量超过10亿颗,占据了12%的市场份额;智能电表芯片出货量超过1。2亿颗,占据了38%的市场份额;工厂自动化智能电源开关驱动饼片销量超过10亿枚,占据了12%的市场从额。

另外,通用MCU(不包括汽车)、安全MCU和EEPROM、模拟集成电路等产品,均已挤进了全球领先供应商的行列。

沐杰励强调,意法半导体公司的战略目标是成为工业市场的领导者。

作为亚太地区的管理层一员,沐杰励表示,亚洲工业市场战略主要聚焦于3个应用领域,即自动化、电力和能源和电机控制,复合增长率超过11%。

 

 

SiC和GaN产品成为拓展电力与能源市场的生力军 

多年来,基于成熟的创新技术和电源管理经验,意法半导体公司在SiC和GaN等第三代半导体产品研发方面也取得了可喜的收获,以SiC为材料的MOSFET和以GaN为材料的二极管产品,目前都已经实现量产,准备大量应用到直流充电和工业用电管理中去。

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据沐杰励介绍,意法半导体的电力与能源技术创新中心已经首批推出了两个面向新应用的电源管理解决方案,分别是15 kW双向PFC和65 W Type-C手机和PD充电器。

 

15kW双向PFC采用SiC功率MOSFET、STM32G4数字控制器和SiC二极管,对比采用IGBT开发的解决方案, ST的SiC产品能够将能效提高0。5%。看起来这似乎是一个很小的数字,但实际上当能效接近100%时,提高0。5%并不是那么容易,所以这是一个非常了不起的节能改进方案。

 

在这个优秀方案里,SiC功率MOSFET和SiC二极管当仁不让的主角,而STM32G4数字控制器、STGAP磁隔离栅极驱动器、GaN HEMT、VIPer转换器和高温可控硅也发挥了不小的作用,意法半导体公司这些优秀的半导体产品组合在一起,使得这款面向直流充电站的电路板可以为用户节省150美元。

 

沐杰励强调,像种15kW双向PFC组件级别的集成解决方案,目前在市场上是独一无二的优秀方案。

 

65 W Type-C手机和PD充电器解决方案是意法半导体公司电力与能源技术创新中心推出的第二个创新方案。

 

据沐杰励介绍,从用户体验的角度来看,65 W Type-C手机和PD充电器更具创新性。65 W Type-C™具有创新性,原因有二。

 

首先,它启用GaN FET SiP。其次,使用SiP作为控制器和整体解决方案的驱动器。该产品主攻高端手机充电器市场。

 

因此,当向客户介绍充电产品时,他们对这种解决方案非常感兴趣,它能够实现更高的能效,根据工作条件,可达到93%-94%。

 

ST能根据任何type-C USB适配器进行手机的外形设计,并提供手机优化电池充电性能所需的电能。该方案真正令人震撼的是,能够给市面上在售的普通手机充电,充满电用时少于30分钟,这意味着可以在30分钟内为手机充满电。

 

 

可以看出,领先的SiC和GaN技术和产品,叠加先进的封装能力和数字控制技术,正在成为意法半导体公司在电力能源市场的竞争利器。

  

家电能效提升政策带给电机控制技术新机遇

 

依托广泛的产品组合和强大的技术储备,意法半导体在电机控制领域不断扩大着自己的地盘,而中国家电领域的能效提升政策,正在为其开启更大的市场空间。

 

意法半导体的高能效电机控制解决方案,支持从步进电机、直流电机到BLDC的各种电机。在数字控制和模拟控制方面,有系统级封装和嵌入式智能方案,功率密度高达500W /cm2。专门的电隔离驱动技术保护人身安全。从非常低的功率到非常高的功率,从数字控制器到模拟控制器,从内部嵌入式开关MOSFET,到使用IPM的扩展MOSFET,丰富的产品组合以及拥有两种出色的技术:STSPIN和STDRIVE。

 

沐杰励表示,意法半导体的产品组合具有很强的优势,可以有7种架构支持同一种解决方案,可以给客户在适应能效新政策时有更灵活的处理方案。

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例如, 1.5kW至2kW的空调控制解决方案,有4种不同的架构可以选择。


第一个架构是完全分立的解决方案,可以让客户以他喜欢的方式设计板子布局,这是较好又方便的方法。

第二个采用ACEPACK模块,可用3个模块处理高功率,这使我们能够通过紧凑型解决方案提供更高的功率。

第三,如果空间有限,还可以使用双模块MOSFET解决方案,用STM32F3或G4搭配SLLIMM IPM系列智能电源模块。

第四,在STM32内核外围集成驱动电路以及该分立解决方案,这实际上是一种针对空间稍小应用优化的解决方案。

 

这样灵活的架构选择,可以让不同的客户选择适合自己的最优能效提升方案。

 

众所周知,中国从2020年7月1日起强制实施极其严格的新空调系统能效标准(A+)。 这意味着在售产品都必须使用新标准解决方案,所有旧空调系统都需要在一定时间内更换相关部件,如逆变器或变频端电路。

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沐杰励认为,意法半导体的解决方案可以完美地满足这个需求,传统半导体解决方案换成新的高能效解决方案,成本是在几美元到十美元之间,这意味着每个方案的成本大约在10至12美元。而意法半导体通过用户界面提供固件更新和cube SDK开发工具,支持压缩机电机定制,提供所有STM32、电源模块、分立和模拟器件、电路板,这是一个非常丰富的产品组合。

 

同样,在传统的冰箱市场,能效标准已经提高到A类以上,这意味着意法半导体的ST功率器件、STSPIN、STM32可以开始大展拳脚。

 

编后话:世界级的半导体企业都有着超过10年的技术路线规划,记得若干年前业界还在讨论摩尔定律何时失效时,意法半导本就已经开始布局SiC和GaN技术的研究了。虽然过去10多年里SiC和GaN技术一直处在投资阶段,但是现在包括直流充电桩和工业节能市场的爆发,使得早先投资于此的企业将再次站在行业潮头。

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