進(jìn)入低碳互聯(lián)時(shí)代，隨著可再生能源技術(shù)和電子工業(yè)的進(jìn)步，電力能源、智慧交通、數(shù)字化工廠等對(duì)系統(tǒng)高能效要求越來(lái)越重要，加之政策持續(xù)推動(dòng)——實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”（以下簡(jiǎn)稱“雙碳”）的目標(biāo)已是國(guó)際共識(shí)，在亞太地區(qū)尤其是我們國(guó)內(nèi)對(duì)環(huán)境法規(guī)和能源管理標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，并已宣布碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。對(duì)于各行業(yè)、各供應(yīng)鏈企業(yè)來(lái)說(shuō)，減碳提升能效也從環(huán)保議題，變身成為產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力工程的關(guān)鍵一環(huán)。

超前布局長(zhǎng)期戰(zhàn)略性市場(chǎng) 創(chuàng)“碳中和”商機(jī)

在工業(yè)市場(chǎng)，能源優(yōu)化或轉(zhuǎn)型趨勢(shì)愈發(fā)明顯。意法半導(dǎo)體（以下簡(jiǎn)稱“ST”）副總裁中國(guó)區(qū)總經(jīng)理曹志平在近期舉行的ST2021工業(yè)峰會(huì)上表示，在“碳達(dá)峰”“碳中和”的愿景指引下，目前的工業(yè)市場(chǎng)正在發(fā)生著很多前所未有的歷史性的變革，圍繞能源管理，能源結(jié)構(gòu)的變化，能源利用的效率，工業(yè)市場(chǎng)的這些變化，蘊(yùn)育著無(wú)數(shù)的來(lái)自關(guān)于技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和商業(yè)的機(jī)會(huì)。

圖1：ST副總裁中國(guó)區(qū)總經(jīng)理曹志平

曹志平說(shuō)，針對(duì)當(dāng)前工業(yè)市場(chǎng)，ST準(zhǔn)備有超過(guò)5000多種的產(chǎn)品和解決方案。在峰會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，該公司圍繞智慧基礎(chǔ)設(shè)施、智慧農(nóng)業(yè)、智能制造、智能綠色能源網(wǎng)絡(luò)管理呈列有四大展區(qū)，并圍繞電機(jī)控制、電源與能源管理、自動(dòng)化布置了超過(guò)40多個(gè)展臺(tái)。

對(duì)于ST而言，工業(yè)市場(chǎng)的長(zhǎng)期戰(zhàn)略是基于以下三個(gè)賦能趨勢(shì)，即ST已超前布局的智慧出行、電力和能源、物聯(lián)網(wǎng)和5G。其分別推出了電動(dòng)汽車快充（PD）、高能效功率半導(dǎo)體微控制器、傳感器、模擬和電源管理芯片等，藉此使得智慧出行幫助汽車制造商讓每個(gè)人的駕駛更安全、更環(huán)保、更互聯(lián)；讓不同的行業(yè)能夠全面提高能效、提高清潔能源的使用率；讓智能互聯(lián)設(shè)備廣泛普及。

意法半導(dǎo)體總裁兼首席執(zhí)行官Jean-Marc Chery強(qiáng)調(diào)說(shuō)，“我們特別關(guān)注對(duì)可再生能源、綠色出行和能源效率有益的應(yīng)用——如，工廠自動(dòng)化、電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施、家用電器、太陽(yáng)能和風(fēng)能以及智能工廠機(jī)器人。”對(duì)于實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、和碳中和的目標(biāo)，ST也致力于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)計(jì)劃，并是最早承諾實(shí)現(xiàn)碳中和的半導(dǎo)體行業(yè)公司。該公司將到2027年實(shí)現(xiàn)碳中和的承諾，并符合聯(lián)合國(guó)在巴黎會(huì)議上部署的1.5攝氏度控溫目標(biāo)。同時(shí)，ST計(jì)劃到2027年為所有工廠提供可再生能源。

圖2：意法半導(dǎo)體總裁兼首席執(zhí)行官Jean-Marc Chery

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，ST的工業(yè)市場(chǎng)策略是一方面不斷提高創(chuàng)新產(chǎn)品和方案效率，另一方面使用可再生能源并提高能源利用效率。根據(jù)意法半導(dǎo)體亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品部營(yíng)銷和應(yīng)用副總裁Francesco Muggeri表示，ST特別為此建立了三個(gè)技術(shù)中心：電源和能源技術(shù)創(chuàng)新中心專注于能源產(chǎn)生和分配、計(jì)量、無(wú)線充電、電力系統(tǒng)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品電源、照明等。電機(jī)控制技術(shù)創(chuàng)新中心專注于專業(yè)電器、工業(yè)電機(jī)控制器、工業(yè)運(yùn)輸和其他消費(fèi)品，以優(yōu)化從電能到動(dòng)能的轉(zhuǎn)換效率。自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新中心重點(diǎn)關(guān)注智慧城市、智能樓宇、智能家居、智能農(nóng)業(yè)、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化，在這些領(lǐng)域我們需要支持電能的智能使用。

意法STM32是如何促進(jìn)“碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)？

在具體產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，一方面，ST繼續(xù)加大碳化硅（SiC)和氮化鎵(GaN)上的投入。該舉措有力于促進(jìn)電動(dòng)汽車的普及。另外，ST正在加快對(duì)碳化硅的產(chǎn)能投資，計(jì)劃到2024年，把碳化硅晶圓產(chǎn)能提高到2017年的10倍，40%的襯底從內(nèi)部采購(gòu)。ST也在提高新加坡工廠的產(chǎn)能及SiC后工序產(chǎn)能，并投資擴(kuò)建在摩洛哥Bouskoura以及中國(guó)深圳的封測(cè)廠。

圖3：ST碳化硅產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

截止目前，ST可提供從650V到1700V不等的諸多產(chǎn)品，目前這類產(chǎn)品都是基于第三代碳化硅技術(shù)，并且都與未來(lái)能效相關(guān)的，能夠節(jié)省高達(dá)50%的損耗，提高開(kāi)關(guān)頻率，降低使用成本。

圖4：ST氮化鎵產(chǎn)品戰(zhàn)略

另一方面，ST全面的氮化鎵產(chǎn)品戰(zhàn)略，支持創(chuàng)新，縮短上市時(shí)間以及提升產(chǎn)量。該公司100V-650V的氮化鎵產(chǎn)品可以覆蓋在工業(yè)電源應(yīng)用領(lǐng)域的各種場(chǎng)合，包括服務(wù)器、通信電源、個(gè)人穿戴設(shè)備、逆變器等等，ST內(nèi)部在大力地發(fā)展200毫米的制造技術(shù)，同時(shí)和臺(tái)積電合作，可以縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間，以及提供可靠而穩(wěn)定的產(chǎn)能。

譬如，ST推出的采用MasterGaN技術(shù)的超小尺寸65WType-C快充方案，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)超業(yè)界同款大于98%，該公司預(yù)計(jì)到2025年，將擁有近10億市場(chǎng)體量。ST認(rèn)為，更小體積、更輕重量、更高功率密度、更低功耗的設(shè)備是滿足環(huán)保和可持續(xù)需求的理想產(chǎn)品。

除此以外，在電機(jī)控制、工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，ST也提供了非常廣泛的產(chǎn)品組合進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)市場(chǎng)能效的提升及能源的利用率。如針對(duì)電機(jī)控制應(yīng)用ST推出的STM32G0、G4系列等等。此外，還有STSPIN系統(tǒng)級(jí)封裝電機(jī)控制器和柵極驅(qū)動(dòng)器、ST功率分立器件，如IGBT、MDmeshMOSFET、IPM模塊。

圖5：變頻式電機(jī)控制可以延長(zhǎng)電器的使用壽命，減少設(shè)備噪音，節(jié)約能源

圖6：ST工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域產(chǎn)品方案應(yīng)用

ST亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品器件部市場(chǎng)和應(yīng)用副總裁 Francesco MUGGERI 沐杰勵(lì)在媒體問(wèn)答環(huán)節(jié)針對(duì)寬禁帶（WBG）SiC、GaN器件能效問(wèn)題進(jìn)一步補(bǔ)充。他認(rèn)為，在電源/能源領(lǐng)域，目前市場(chǎng)上主流廠商依然生產(chǎn)的是6英寸SiC晶圓，而ST已經(jīng)率先推出了8英寸SiC晶圓樣品，并且非常受汽車、工業(yè)市場(chǎng)青睞。他指出，在未來(lái)不久ST還將推出第四代、第五代SiC技術(shù)。

圖7： ST亞太區(qū)功率分立和模擬產(chǎn)品器件部市場(chǎng)和應(yīng)用副總裁 Francesco MUGGERI

至于GaN，ST將相繼推出PowerGaN系列。包括常開(kāi)的G-FET?技術(shù)、常閉型e-mode GHEMT?技術(shù)及帶有嵌入式硅數(shù)字門(mén)的超快速氮化鎵驅(qū)動(dòng)器G-DRIVE?。目前ST已為其申請(qǐng)了STPower GaN和STI2GaN商標(biāo)。STI2GaN主要面向汽車領(lǐng)域。STPower GaN的技術(shù)主要面向SMPS領(lǐng)域。

而在自動(dòng)化領(lǐng)域，正如Francesco Muggeri前面講述的，自動(dòng)化應(yīng)用需要大量的集成電路元器件。而半導(dǎo)體界數(shù)以提供廣泛產(chǎn)品組合應(yīng)用的意法半導(dǎo)體，可以提供所有所需的相應(yīng)器件。如，通信產(chǎn)品，ST提供了用于樓宇家具自動(dòng)化的KNX協(xié)議以及用于工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的IO-Link協(xié)議。那么，ST工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用如何賦能“碳中和”實(shí)現(xiàn)目標(biāo)？

ST亞太區(qū)功率分立及模擬器件產(chǎn)品部，工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用及市場(chǎng)總監(jiān), 自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新中心負(fù)責(zé)人 ALLAN LAGASCA舉例指出，在智能家居中引入了STKNX解決方案可以實(shí)現(xiàn)80%的節(jié)能。最佳的例子是，如果一層樓的空調(diào)消耗1千瓦電能，那么如果將這個(gè)解決方案應(yīng)用于30層樓，那么總共可以節(jié)省30千瓦電能。如果你能在房間沒(méi)人時(shí)關(guān)掉電燈，那么就可以在這方面實(shí)現(xiàn)很好的能效。

圖8：ST亞太區(qū)功率分立及模擬器件產(chǎn)品部，工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用及市場(chǎng)總監(jiān), 自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新中心負(fù)責(zé)人 ALLAN LAGASCA

此外在能源優(yōu)化方面，我們還可以看到STM32大家族中，繼STM32L被推出至最新發(fā)布的STM32U5，都具備具備超低的功耗和安全認(rèn)證，并且已廣受電子工業(yè)市場(chǎng)歡迎。ST亞太區(qū)MCU和數(shù)字IC產(chǎn)品部、IoT/AI技術(shù)創(chuàng)新中心及數(shù)字營(yíng)銷副總裁 ARNAUD JULIENNE指出，借助集成ST MCU控制的逆變器技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高達(dá)40%的節(jié)能優(yōu)化，并且STM32 MCU大家族在智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域都有廣泛的優(yōu)異節(jié)能表現(xiàn)。

圖9：ST亞太區(qū)MCU和數(shù)字IC產(chǎn)品部、IoT/AI技術(shù)創(chuàng)新中心及數(shù)字營(yíng)銷副總裁 ARNAUD JULIENNE