意法半导体2023工业峰会：创新性解决方案助力能源、自动化、电机控制产业发展

2023年9月28日，意法半导体（ST）在深圳福田香格里拉大酒店召开第五届工业峰会，本届峰会不仅是ST在亚洲举办的首个碳中和活动，也是ST全球范围内首个完全获得碳中和认证的活动。

峰会上，ST的高管们针对主题“激发智能，持续创新”介绍了他们对工业市场的洞察、ST对于碳中和目标的助力，以及聚焦的三大领域，即自动化、电机控制和电源与能源。另外，ST及其客户和合作伙伴带来了150多款面向自动化、电源和能源、电机控制3个细分市场的方案展示，同时围绕自动化、电机控制和电源与能源应用主题举办了30多场技术分论坛。峰会上重点展示了发电和储能、智慧家居、智能电机，以及智能工厂等应用场景。

ST创新技术助力碳中和

近年来极端气候事件频发，在气候危机面前，寻求经济转型和创新之道，加速绿色低碳行动与合作、实现碳达峰、碳中和双碳目标，已成为全球性共识。

要实现双碳目标，不仅仅需要在政策方面发力，更需要企业以最快的方式履行节能减排的义务。在这一方面，ST已经在有条不紊地开展相关工作。

碳中和目标下，如何通过提高新能源使用占比，加快能源领域的绿色转型，降低碳排放是我们当前需要攻克的难题之一。储能作为电力系统中重要的灵活性资源，是未来实现双碳目标的关键。

在上午的主题分享阶段，意法半导体工业电源与能源技术创新中心总监周光祖（Eric）谈到，针对储能市场，ST在最传统的硅基功率分立器件到最先进的宽禁带半导体，包括SiC、GaN，相关的隔离驱动器（STGAP）等方面都有丰富的产品线，这也反映了ST的产品组合既深入又广泛。甚至到所有的系统级封装的方案和数字控制芯片；此外，我们客户现场介绍的一些电池管理系统，在这块领域ST可以提供所有的芯片，包括ST的MCU，负载开关，高级模拟IC方案等，这些都是ST在产品线上具有竞争力的一些产品，可以有效满足储能市场需求。

意法半导体应用专属产品(ASP)部门总经理Domenico补充道，意法半导体希望全球能源市场可以朝着可持续发展的目标前进，尽可能地减少废物的产生，进一步降低二氧化碳的排放。通过提高功率密度，带来更多的节能减排的作用。这也是我们目前技术发展一个主要的方向。

在峰会现场，意法半导体展示了KNX能源管理系统，针对太阳能逆变器、微电网及电池储能的多种能源，该能源系统能够为楼宇、家电及新能源汽车充电站等不同应用进行能耗显示及管理。意法半导体的STKNX是一款极具市场竞争力的KNX收发器芯片，ST出色的MCU、SiC和GaN电源技术和电源转换IC也对整体能源管理系统方案做了很好的补充。

KNX能源管理系统能够实现能源的产生和消耗的追踪，静态及动态负载的管理。例如，当系统能源输入源或者工作的充电桩数量改变时，各充电站的电流将根据优化的能源用途自动调整。通过KNX ETS配置，该系统可以非常方便的集成来自不同厂商的多个充电站到同一个KNX网络中，从而实现多机动态协调，统一管理的高效能源管理策略。

意法半导体表示，KNX能源管理系统是一种积极主动助力碳中和的方法，其目标是主动决定新能源是否需要消耗或存储，以及根据用户需求提供最优化的能源用途。

事实上，电机驱动的功耗对于节能也非常重要。意法半导体的功率器件如何满足工业电机控制的需要呢?

在上午的主题演讲阶段，意法半导体亚太区功率分立及模拟产品器件部高级市场经理NormanZhou周志强介绍了意法半导体电机控制的功率分立产品。在功率器件上，意法半导体是全球拥有最为广泛的技术工艺以及产品组合的一家半导体供应商，它涵盖了所有的硅晶体功率器件，以及最近非常热门的第三代宽禁带半导体，包括碳化硅、氮化镓。

意法半导体的SiC和GaN等技术产品对电机驱动应用有很大影响，SiC可以有效提高在高电压和极端温度范围下电机驱动模块工作的能力以及提升RDSon随时间的稳定性。GaN则是可以大大提高PWM频率的同属不会增加太多的开关损耗，这可以有效提升高速电机的控制频率以及转矩控制的精度。总的来说，意法半导体丰富的晶圆技术和碳化硅、氮化镓组合的模块，能够很好地在大功率应用场合提升工业电机的效率和功率密度。

意法半导体IO-Link技术强化工业通讯互联

近年来，工业4.0和物联网的崛起共同推动了全球工业自动化市场的高速发展，工业智能化、数字化成为了新的发展趋势。物联网（IoT）通过数字化和创新技术连接了制造业的整个价值链。自动化流程建立起来以后，人、机器、产品和系统之间就形成了实时沟通。因而智能工厂变得更高效、更灵活，也更具有成本效益。

在ST看来，工业4.0是数字化生产的缩影。意法半导体模拟器件、MEMS和传感器产品部 (AMS) 执行副总裁、模拟子产品部总经理Matteo认为，工业4.0和自动化在过去几年中一直在不断地发展，而且工业4. 0目前已经成为了我们社会当中的现实。传感、连接（数据传输）、信息处理和任务执行是工业4.0中的要点。

在这四大要素里，ST能提供强大的传感器产品组合，包括传感技术、产品和解决方案，包括用于处理信息的MCU，以及进行任务执行的执行器。ST是世界上为数不多的能够根据能够提供非常高效解决方案的技术和产品来定义解决方案的公司之一。

在本次峰会主题演讲中，意法半导体MEMS子产品部市场总经理Simone FERRI介绍了ST多款用于工厂自动化中的传感器。

ST将加速度传感器、陀螺仪、磁传感器等MEMS器件集成在一起，以满足更小体积、更低成本的要求，并引入智能AI功能，内置了DSP和BNN神经单元，DSP完成行为识别等算法，BNN神经单元学习用户行为，进行个性化配置优化，还内嵌了机器学习内核，运行分类引擎卸载主处理器的负荷以运行不同的任务，保持同类传感器中的最佳功耗水平。

这些传感器可以优化机器效率，有效提高生产力，提高安全性和可靠性，并及时预测或早期故障检测，避免机器停机。

在IO-LINK方面，意法半导体也有一个非常强大的生态系统，可为工厂自动化提供广泛且经过现场验证的工业链接解决方案组合，使工厂具备强大的工业通讯互联技术，该技术实现了从模拟控制到数字控制系统的转变，使机器更灵活、更易维护与配置。

在本次主题演讲中，意法半导体应用专属产品部门 (ASP) 总经理Domenico ARRIGO重点介绍了ST的NB-IoT & GNSS 工业模块 ST87M01。

NB-IoT 是物联网领域新兴技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接。ST这款完全可编程的工业级模块 ST87M01 已获得 LTE Cat NB2 NB-IoT 认证，覆盖全球蜂窝移动网络通信频段，并集成了先进安全功能。

ST87M01 模块适合各种需要可靠的低功耗广域网 (LPWAN) 连接的物联网设备，包括智能电表、鼠标、智能照明、智能城市和智能基础设施，以及工业状态监测和工厂自动化、预测性维护，还适用于宠物和工具跟踪定位和通用智能物流。

此外， 意法半导体亚太区功率分立及模拟器件产品部、工业产品市场总监及自动化技术创新中心负责人Allan LAGASCA还在本次峰会现场展示了一套工厂自动化中使用到的全自动化包装系统。该包括系统利用了全套支持意法半导体的IO-Link技术的数字输入/输出模块、传感器模块和阀岛驱动。该系统由PLC（可编程逻辑控制器）控制，系统状态可以在人机界面上显示和控制。此外，通过将系统连接到LoRa节点，物联网云可以通过LoRa网关远程监控机器。利用IO-Link技术，这套自动化包装机可以将不同的产品如手机支架等自动封装打包，以及打印、贴标等工作。该机器使用了意法半导体自动化技术创新中心开发的数字IO板、传感器板和执行器板，展示了意法半导体各种产品带来的综合性能。

ST独特技术缓解电动车里程焦虑

随着新能源汽车渗透率的提高，碳化硅在电子汽车中的运用与地位越来越高。汽车产业是国民经济的重要支柱产业，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。随着我国经济持续快速发展和城镇化进程加速推进，今后较长一段时期内，汽车的需求量仍将保持增长势头，而随着新能源汽车渗透率的提高，碳化硅在电子汽车中的运用与地位越来越高。

碳化硅给汽车行业带来哪些改变？意法半导体亚太区功率分立和模拟产品部营销和应用副总裁Francesco表示，SiC器件能很大缓解用户购买电车车后产生的里程焦虑。在采用SiC后，新能源汽车的电耗表现、续航里程、性能等指标都会有大幅提升。

当前，ST 碳化硅业务在电动汽车领域占据了大部分市场份额，特别在牵引逆变器的应用中，碳化硅技术在这方面赋予了价值。ST之前也专门做过一个调研，在使用碳化硅的材料之后，整个续航里程能够提升16%~20%。同时，意法半导体也一直加强在中国地区的投资，今年6月，ST和三安光电共同在重庆建立了碳化硅的生产线。

同时，为了更好地去赋能充电桩需求，ST提出了分布式的电网和分布式的微电网的创新解决方案，通过不断去优化充电器，以确保它的充电的效率和充电表现达到最高的水平，以进一步加强充电桩的性能表现，并进一步降低充电的时间。

据了解，微电网解决方案是与可再生能源发电和储能连接的分布式电网，可以最大限度地减少能源传输损耗，具有连接电网和高效利用能源的双重优势。意法半导体与客户联合展示了一个涉及多种发电和储能解决方案的微电网，其中包括光伏（PV）优化器、组串式逆变器、微型逆变器、储能混合逆变器、独立储能，以及电动汽车充电站能源使用示例。

这款涉及多个应用的微电网解决方案采用了意法半导体的先进技术，包括市场先进的各种STM32 MCU产品和突破性的宽禁带功率技术，例如，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），以及电能计量和电力线通信（PLC）控制器。值得一提的是，ST的GaN功率分立器件以及MasterGaN和Sti2GaN系统封装器件，有望成为未来住宅光伏+储能系统（ESS）的首选技术，满足未来应用对高功率密度和高能效的需求。这个演示不仅展示了微电网应用的复杂性，也展示了它们的可行性。

深耕亚洲市场，提供量身定制方案

目前来看，中国很有可能是世界范围内最大的电子产品市场，为了满足中国市场的诸多解决方案需求，意法半导体亚太区功率分立和模拟产品部营销和应用副总裁Francesco表示，我们在亚洲设立了七个技术创新中心，分别是智能手机、物联网、人工智能、电机控制、自动化、电源和能源以及新能源汽车。技术创新中心助力ST的技术更好覆盖当地市场，并提供更好的客户支持服务，这些本地化的服务能够更好地帮助意法半导体优化生态系统，并以尽可能最好的方式交付给客户。

意法半导体模拟器件、MEMS和传感器产品部 (AMS) 副总裁、通用模拟部门总经理Marcello补充，“意法半导体的工业业务增速达到了35%，但是全球的行业的平均增速是10%左右。所以，我们确确实实跑赢了市场，而其中最大的贡献来自中国，这表明中国在解决方案方面有多创新。

另外，如果从创新的维度出发，如果以100作为参数，在我所负责的部门，每100款产品当中，不管是产品解决方案，还是技术解决方案，有70%的创新观点都是来自于亚洲。，这些数据足以表明ST在本地市场的投入度。”

Francesco认为，意法半导体作为一家半导体公司，只有聆听中国市场的声音，来到中国，为中国服务，扎根于中国，我们才能和中国的市场共同成长，让中国的客户和意法半导体在共同成长的道路上相互获益。