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在快速創(chuàng)新的科技世界中，微控制器（MCU）是重要的助推器，是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備自動化、緊密連接的核心。放眼全球MCU市場，意法半導(dǎo)體（ST）的STM32微控制器系列具有重要影響力，以其豐富的產(chǎn)品線、強大的生態(tài)系統(tǒng)支持和持續(xù)的創(chuàng)新，贏得了全球開發(fā)者的廣泛認可。
于2007年推出的STM32系列已經(jīng)步入第17個年頭，面向AI、大數(shù)據(jù)、云等共同驅(qū)動的創(chuàng)新，STM32將面向怎樣的未來？又有哪些戰(zhàn)略規(guī)劃和核心的創(chuàng)新點？
日前舉行的STM32媒體溝通會上，ST中國區(qū)微控制器、數(shù)字IC與射頻產(chǎn)品部 (MDRF)、物聯(lián)網(wǎng)/人工智能技術(shù)創(chuàng)新中心及數(shù)字營銷副總裁朱利安(ARNAUD JULIENNE) ，ST中國區(qū)微控制器、數(shù)字IC與射頻產(chǎn)品部 (MDRF)總監(jiān)曹錦東，以及ST中國區(qū)微控制器、數(shù)字IC與射頻產(chǎn)品部 (MDRF) 市場經(jīng)理于引、杜銘、黃熘、張明，就最新的產(chǎn)品技術(shù)和創(chuàng)新做了深入解讀。
四大戰(zhàn)略支柱面向未來
“物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的自動化水平和連接性在提升，同時也需要本地安全地處理更多數(shù)據(jù)，它們被稱作是‘云連接的智能終端(cloud-connected intelligent edge)’”，朱利安表示，“我們將STM32 視為釋放開發(fā)人員創(chuàng)造力、并實現(xiàn)這一愿景的關(guān)鍵推動因素。如何幫助開發(fā)人員取得并保持成功呢?這都有賴于我們的四大戰(zhàn)略支柱。”
ST中國區(qū)微控制器、數(shù)字IC與射頻產(chǎn)品部 (MDRF)、物聯(lián)網(wǎng)/人工智能技術(shù)創(chuàng)新中心及數(shù)字營銷副總裁 朱利安(ARNAUD JULIENNE)
第一大戰(zhàn)略支柱是產(chǎn)品的廣度和深度。在廣度方面，ST提供了超過3000款MCU產(chǎn)品，包括新增的600款，覆蓋超低功耗、主流型、無線、高性能和MPU系列，旨在為開發(fā)者提供廣泛選擇并擴大其用戶基礎(chǔ)；深度方面，ST絕大多數(shù)產(chǎn)品采用一流的模擬和數(shù)字IP技術(shù)，并將這些尖端技術(shù)納入公司專有技術(shù)，以支持內(nèi)部和外部產(chǎn)品生產(chǎn)。
第二大戰(zhàn)略支柱是生態(tài)系統(tǒng)。自2007年起，ST圍繞STM32Cube平臺打造了一個綜合性的生態(tài)系統(tǒng)，匯聚了各類硬件和軟件合作伙伴，STM32Cube甚至可提供近一萬個軟件庫?！叭ツ?，我們達到了一個里程碑，已有100萬開發(fā)人員參與我們的生態(tài)系統(tǒng)。我們對這個生態(tài)系統(tǒng)進行了大量投資，旨在讓其成為行業(yè)翹首。過去這些年，我們聚焦四大領(lǐng)域，包括邊緣AI、網(wǎng)絡(luò)連接、信息安全和圖形處理”，朱利安解釋說。
第三大戰(zhàn)略支柱是產(chǎn)能。ST近年來非常注重產(chǎn)能建設(shè)，致力于為客戶提供10~15 年的產(chǎn)能保障。作為IDM，ST一方面通過投資建設(shè)自有產(chǎn)能，另一方面，也在積極加強和晶圓代工廠的合作伙伴關(guān)系。朱利安表示，“這意味著我們已經(jīng)意識到，有必要打造一條本地化的供應(yīng)鏈。ST對中國區(qū)客戶非常重視，我們承諾在未來一年、五年、十年、甚至十五年，都會提供供貨保障。目前，我們每分鐘出產(chǎn)4000個MCU，約合每天達到600萬個，同時，我們也始終將‘2027年實現(xiàn)碳中和’的承諾銘記在心?！?/p>
第四大戰(zhàn)略支柱是為工程師提供直接的開發(fā)資源。據(jù)了解，目前有已有10萬家公司和100萬開發(fā)人員在使用ST的生態(tài)系統(tǒng)。為了支持這一龐大的用戶基礎(chǔ)，ST打造了STM32社區(qū)，去年，該社區(qū)的獨立訪問量超過了130萬次。此外，ST與代理商建立了牢固的合作關(guān)系，通過這些合作伙伴網(wǎng)絡(luò)，ST能夠在全球1000個地區(qū)觸達客戶，進一步擴大了開發(fā)資源的覆蓋范圍。
STM32將繼續(xù)強化哪些競爭優(yōu)勢？朱利安首先強調(diào)了STM32五大類別的多樣性，主要包括：無線、低功耗、主流型、高性能和微處理器。
而在創(chuàng)新方向上，ST在產(chǎn)品設(shè)計和制造工藝方面都在不斷精進。例如最新宣布的與三星共同開發(fā)的基于18納米FDSOI的非易失性存儲器工藝，旨在提升下一代MCU的產(chǎn)品性能、功率密度和低功耗、以及可靠性。該工藝將在今年下半年提供樣品，并計劃在明年下半年量產(chǎn)。而在多個產(chǎn)品系列中，ST也致力于持續(xù)推進創(chuàng)新。
STM32系列的多元化創(chuàng)新
STM32WBA系列無線MCU，提高近距離處理性能
于引介紹了新一代STM32WBA無線MCU系列，該產(chǎn)品適用于2.4GHz短距離通信，滿足應(yīng)用對無線MCU的集成度、功耗、性能、以及安全性等要求。
STM32WBA支持自主低功耗模式，超低功耗射頻。即便在系統(tǒng)休眠的情況下，也可借助LPDMA實現(xiàn)外設(shè)和存儲的讀寫訪問，使得 STM32WBA節(jié)能效果出色，喚醒速度更快。
安全性方面，STM32WBA通過 SESIP三級認證和 PSA 三級認證，可幫助開發(fā)者簡化開發(fā)流程、縮短產(chǎn)品上市時間。這也是ST推出的可滿足這一需求的首款無線MCU，它具有多種安全保護功能，如防止非法訪問的存儲器保護功能、提高硬件安全防御能力的加密功能、在產(chǎn)品生命周期內(nèi)保護設(shè)備的平臺保護功能、以及代碼隔離功能；同時還提供STM32 TrustTEE TF-M、安全啟動和安全更新、安全固件安裝、NIST – CAVP認證加密軟件庫等一攬子安全服務(wù)。
STM32WBA系列MCU采用40nm制造工藝，搭載Cortex M33內(nèi)核，主頻可達100MHz。該系列MCU支持多種2.4G無線通信協(xié)議，包括低功耗藍牙、Open Thread、ZigBee，以及基于Thread的Matter協(xié)議。WBA系列提供最大10dBm的輸出功率，并設(shè)計了多種低功耗模式，以及多功耗開關(guān)電源和SMPS功能，以提高能效。以其高處理性能和可擴展外設(shè)，STM32 WBA系列微控制器滿足了工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備、消費電子和智能家居等多個應(yīng)用領(lǐng)域的需求。
STM32MP2微處理器賦能安全及先進的邊緣AI
杜銘介紹了STM32MP2系列工業(yè)級微處理器（MPU），作為一款強大的通用微處理器產(chǎn)品，其主要應(yīng)用方向包括：工業(yè)及工廠自動化、泛智能家居領(lǐng)域（智能網(wǎng)關(guān)、家居網(wǎng)關(guān)等）、以及智慧城市（智慧交通、智慧基礎(chǔ)設(shè)施等）。
作為ST首款搭載Arm Cortex-A35 64位中央處理單元的微處理器，STM32MP2系列運行頻率達1.5GHz，相比前代產(chǎn)品STM32MP1，主處理能力有了顯著提升。
更值得一提的是STM32MP2的異構(gòu)處理引擎，它除了擁有Cortex-A35作為主處理器外，還集成了Cortex-M33 MCU，并配備了GPU、NPU和VPU。這種異構(gòu)設(shè)計使得STM32MP2能夠根據(jù)處理器的負載情況和應(yīng)用需求，靈活地在CPU、GPU或NPU上運行AI任務(wù)，從而實現(xiàn)最佳性能和能效。這種靈活性不僅提高了設(shè)備的整體性能，還降低了功耗，使得STM32MP2系列微處理器在邊緣計算領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢。
安全性方面，STM32MP2系列采用了ST專有的安全硬件、防篡改控制、安全固件和安全網(wǎng)絡(luò)配置技術(shù)，并結(jié)合了Arm的TrustZone架構(gòu)，為敏感數(shù)據(jù)和密鑰提供保護。此外，STM32MP2系列微處理器還正在進行SESIP Level 3認證，以確保其符合物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全和合規(guī)性的最高標準。
STM32MP2為什么采用異構(gòu)設(shè)計？杜銘表示，集成NPU主要是為了實現(xiàn)邊緣AI的能力，這樣的好處是成本更低、應(yīng)用更靈活、處理速度更快。在他看來，MPU搭載NPU處理單元，將成為一個運算趨勢。
此外，異構(gòu)設(shè)計可以讓應(yīng)用更靈活，比如大的數(shù)據(jù)處理工作可以讓高算力核負責(zé)，實時的信號采集和監(jiān)控可以讓實時的MCU核來負責(zé)，這是充分考慮了應(yīng)用趨勢后所采用的架構(gòu)設(shè)計。
STM32H7R/S系列具備高性能和高性價比
STM32H7系列包括三個子系列：雙核、單核和高性價比子系列，其中，STM32H7R/S屬于高性價比系列，是內(nèi)置128KB iROT閃存的MCU，適用于工業(yè)網(wǎng)關(guān)、電信設(shè)備、高性能電機控制、家庭自動化、家電產(chǎn)品、智能消費電子、AI以及用戶界面功能豐富的應(yīng)用。
STM32H7R/S分為兩大子產(chǎn)品線：通用MCU系列STM32H7R3/S3和圖顯MCU系列STM32H7R7/S7，兩個系列都可實時在MCU上運行MPU級別的應(yīng)用。
據(jù)黃熘介紹，STM32H7R/S系列微控制器具備四大顯著特性：首先是高性能，該系列擁有600MHz的主頻，確保了強大的處理能力；其次是高擴展性與性價比，該系列沒有內(nèi)置大容量Flash，而是提供更大的靈活性，允許客戶根據(jù)應(yīng)用選擇不同接口、不同容量的外部Flash；第三是安全性，STM32H7R/S是STM32 MCU中安全級別最高的產(chǎn)品，目標是符合SESIP三級和PSA三級認證，它增強了數(shù)據(jù)加密和安全啟動性能，以滿足未來更多的安全法規(guī)要求；第四是圖形處理能力，與同級MCU相比，該系列GPU性能強勁，采用最新一代NeoChrom GPU，支持2.5D圖形，能夠提供更高清和流暢的用戶界面（UI）圖形設(shè)計。
STM32H7R/S是STM32中第一款采用BootFlash設(shè)計的MCU。為什么采用這一方式？黃熘解釋說，STM32H7采用40nm工藝，僅用最少的64K Internal Flash作為啟動代碼，這也使得STM32H7R/S成為H7系列中迄今售價最低的一款產(chǎn)品，具有很高的性價比，同時實現(xiàn)了較高的靈活性。
新一代超低功耗入門級STM32U0，為電池供電而生
STM32U0系列為電池供電應(yīng)用而優(yōu)化，采用ST最新的超低漏電流技術(shù)，具有優(yōu)異的靜態(tài)功耗表現(xiàn)，同時具備多個超低功耗模式，為設(shè)計提供了更大的靈活性。
STM32U0配備LCD段碼顯示控制器，有助于提高應(yīng)用的成本效益。帶有LCD面板的設(shè)備，例如，Ascol的水表、恒溫器、智能零售標簽、門禁面板和工廠自動化控制設(shè)備，可以利用這個配置來降低PCB成本。STM32U0 MCU的其他超值功能包括各種模擬外設(shè)，例如，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、運算放大器和比較器。片上還集成一個系統(tǒng)振蕩器，有助于減少物料清單，節(jié)省成本和PCB空間。
據(jù)介紹，STM32U0是市場上首個通過SESIP 3級和PSA 1級安全認證的專注固件代碼保護的Arm Cortex-M0+微控制器。產(chǎn)品認證為客戶帶來第三方對STM32U0的安全功能保證，產(chǎn)品制造商可以利用安全認證達到即將生效的自愿性的美國網(wǎng)絡(luò)信任標志認證和強制性的歐盟無線電設(shè)備認證指令(RED)的要求。
“STM32U0 是功耗、功能以及成本實現(xiàn)了平衡的產(chǎn)品，可以為入門級電池供應(yīng)應(yīng)用提供自由的設(shè)計空間”，張明表示。
重申對中國市場承諾
朱利安重申了對中國市場的承諾，強調(diào)了ST在中國40年的歷史和強大的本地布局，包括4500多名員工、17個辦事處、1個制造工廠和7個技術(shù)創(chuàng)新及研發(fā)中心。通過本地化戰(zhàn)略，ST不僅滿足中國市場的需求，還能與客戶共同創(chuàng)新，提供參考設(shè)計和應(yīng)用系統(tǒng)解決方案。ST的廣泛產(chǎn)品組合，結(jié)合其模擬傳感器和電源產(chǎn)品，能夠為客戶提供獨特的合作創(chuàng)新機會。
據(jù)介紹，ST在深圳后端工廠擁有超過20年的生產(chǎn)經(jīng)驗，并與晶圓代工廠合作生產(chǎn)產(chǎn)品。去年六月，ST與三安光電新建合資廠，該項目投資額達32億美元，專注于滿足中國工業(yè)市場對SiC芯片的需求，預(yù)計將在明年年末投入生產(chǎn)。朱利安強調(diào)，ST作為首家在中國投資生產(chǎn)SiC的國際半導(dǎo)體公司，對本地制造包括對三安合資公司的投資，將保障其業(yè)務(wù)的增長，并且，這也證明了ST對中國市場的長期承諾和投資規(guī)劃。
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