作者：Challey
碳中和已經成為全球各國的重要目标和重大戰略，同時也是世界經濟發展與技術革新的推動力。中國将在2060年實作碳中和的目标，歐美将在2050年實作。要實作碳中和目标，不僅僅需要在政策方面發力，更需要企業以最快的方式履行節能減排的義務。在這一方面，意法半導體（ST）已經走在前面。截止2021 年，ST使用的電力中已經有 51%來自可再生能源，其碳中和的目标是到 2027 年實作 100%可再生能源的使用，并且也将幫助其客戶達到同樣水準（可再生能源的使用）。
2022年11月，ST舉辦了2022工業峰會，圍繞着節能提效、工業驅動、技術創新、碳化矽、氮化镓，自動化及電機控制技術等方面，ST闡釋了其已形成閉環的技術、市場及客戶的生态戰略。
ST的重點戰略
意法半導體2022工業峰會的主題是“激發智能 持續創新”，在溝通環節，亞太區功率分立和模拟産品部、市場和應用副總裁 Francesco MUGGERI沐傑勵先生介紹了ST如何通過各種舉措賦能“可持續”和“技術創新”。
在全球能源消費的影響方面，Francesco通過詳細的資料分析：工業市場節省1%的用電量，就相當于15 座核電站的發電量；同時還能夠減少3200萬噸的二氧化碳排放量，對減少二氧化碳的排放具有重要意義。
此外，家庭住宅也有能源的使用。每個家庭有數個擴充卡和充電器——估計每個人至少有三個充電器或擴充卡，所有這些裝置都一直連接配接電網，雖然大部分時間處于待機狀态而耗電很少，但它們24小時的待機過程中也會消耗電量。如果減少這些裝置待機狀态的耗電量，将節省另外 10座核電站的發電量。
是以，隻要做出一點點節能提效的努力，累積起來卻能夠節省大量的能源。
在分析了能源消耗積少成多的巨大影響力之後，Francesco說道：“ST所有解決方案的共同點都注重節能提效”。
這應該是ST的核心技術驅動：通過工業技術把節能提效做到極緻。
ST三大細分市場：專注增長最快的工業應用
工業市場主要由工業工藝自動化驅動。這個領域的複合年增長率很高，達到12%。
另一個驅動因素是電源和能源，複合年增長率達到10%。醫療電子的複合年增長率也達到10%。
還有一個市場：樓宇和居家控制（智能家居），它占據了另外一大部分市場佔有率。
此外還有安全和視訊監控領域。
這些增長最快的工業應用也是ST專注的領域。
2022年，這些領域的總體市場規模（TAM）達到 720 億（美元）。其中70% 的市場需求都可以通過ST的産品滿足。ST在分立&功率半導體，模拟器件，工業&電源轉換IC，通用MCU&MPU 安全MCU，EEPROM以及MEMS&光學傳感解決方案等方面都有豐富的産品線，這也反映了ST的産品組合既深入又廣泛。
在這方面，ST重點劃分了三大細分市場：電源&能源、電機控制、自動化。
針對這三大細分市場，ST提出了開發可持續性和效率的解決方案：通過能源産生、能源效率和節省能源三個環節組成的閉環，提供三大細分市場的一系列産品和解決方案。
由此，ST設立了三大工業技術創新中心。
ST三大工業技術創新中心：聚焦三大能源領域
ST的三大工業技術創新中心聚焦三個不同領域。
第一個技術創新中心緻力于幫助生産清潔能源。
第二個技術創新中心緻力于幫助提高解決方案和能源傳輸的效率。
第三個技術創新中心是通過引入自動化技術，幫助實作智能化，進而減少能源消耗。
ST 為什麼要聚焦能源生産、能源效率和節省能源三大領域呢？這要從能源轉換鍊中來分析。
從能源轉換鍊看能源産生、能源傳輸和存儲、以及能源消耗的重要性
能源轉換鍊
通過上圖，可以判斷如何對這三個能源環節進行幹預。
能源生産之後，需要進行傳輸，剩餘的能源需要儲存，傳輸和儲存的能源用于最終的工業應用、智能城市、智能家居、資料中心、交通以及電子移動等領域消耗。
在能源生産端，包括了太陽能、風能以及儲存的能源，對這些能源還要進行配置設定；
在能源的傳輸和儲存端，有智能電網、能源存儲等基礎設施以及對它們的自動化管理；
在能源消費端，包括智能農業、制造和過程自動化，以及現在流行的新能源汽車和充電樁等，這些都需要考慮怎樣節省、減少能源的消耗，這就需要自動化來優化能源的使用。
ST在能源轉換鍊中提供了全環節的産品和一整套解決方案：
儲能問題：未來重要的方向之一
其中，當考慮儲能時，不僅僅需要考慮充電的電池和元件，以及能源儲存的問題；還需要考慮其他的能源存儲方式，例如可以生産氫氣，然後用氫氣（儲能）。
同時，就能源傳輸而言，目前普遍采用交流電傳輸，但未來直流電傳輸可能成為一個能源傳輸發展趨勢。
當筆者Challey問到：“目前儲能領域越來越受到世界各國的重視，ST在産品和戰略方面有什麼新的布局？怎麼看待未來儲能市場的發展？”時，Francesco表示：“我認為目前儲能極其重要。正如我之前所指出的一樣，我們需要改變對能源生産的看法，不僅包括集中式的發電，還包括分布式的發電。舉個例子，如果您想建造一個新的足球場，建成後每周或者每兩周舉行一次足球賽事，現在假定每周舉行一次，每次賽事可能需要3~4個小時的照明。這個足球場需要電網供電嗎？也許需要，也許不需要。足球場的屋頂上有一大塊的面積，可用來在一周的時間裡收集太陽能進行發電。然後，在一周的某一天晚上可能需要使用這些電能。如果之前已經将電能存儲起來，那麼就有現成的電能可用。”
“在能源儲存方面，我們客戶提出的其中一個意見就是安全性，這非常重要。是以不能忽視這個問題。在這方面，ST 能夠提供一個完整的系統。需要注意的是，太陽能逆變器通常也分為電機型或混合型。我們所說的混合型太陽能逆變器能夠将直流電（DC）轉換為交流電（AC），并将電能傳輸給電網，或者進行DC/DC傳輸，将太陽能電池闆産生的DC傳輸到DC儲存設備當中。是以，這種轉換是在具有專門拓撲結構的逆變器内完成的。ST有能力支援這種轉換。産品是一樣的，包括IGBT、SiC，以及未來的GaN和模拟 IC。我們擁有所有的産品來為其提供支援。”
此外，儲能還有一個重要的方面是電池管理 IC。在這方面，ST能夠提供廣泛的産品來進行支援。這些産品借鑒了其在汽車電池管理方面的經驗。ST将應用于汽車的電池管理 IC也應用到了工業領域。當然，汽車領域的電池管理IC是車規級，規格更高，這兩個領域的技術類似，但産品不會完全一樣。
亞太區功率分立和模拟産品部、商務市場總監Michael KUANG匡磊先生補充道：“在這次2022工業峰會上，我們展出了大量的儲能産品，由ST賦能的、ST客戶已經在大規模量産的産品。同時，我們今天兩位客戶的演講也都是緊緊地圍繞着光伏和儲能來進行的。是以ST非常重視儲能這一個市場。在儲能領域，ST不僅僅有完整的産品線，同時我們幫助客戶大幅提高了效率，特别是碳化矽的産品，可以賦能我們的客戶提高效率，同時進行一些低噪音無風扇的方案。我們的STM32H7的MCU也是目前少有的能夠做核心算法控制的Arm-based的方案。是以ST不僅僅是提供完整的方案，也幫我們的客戶提高了效能。”
亞太區功率分立和模拟産品部，電源與能源技術創新中心應用開發經理Alex LI李曉先先生也說道：“首先，我們都同意現在儲能是一個非常重要的發展方向。光伏是非常好的綠色能源，但是通常它具有不穩定性，白天的時候可能光伏發電很多，夜晚需要用電的時候可能沒有。那我們需要把這個能源要麼在電網存儲起來，要麼在本地存儲起來。如果在電網存儲的話，這對電網的動态響應有非常高的要求。正如Francesco說的一樣，我們每周收集光伏電能，在周末足球賽的時候一起用掉。儲能是一個非常重要的方向，也是一個非常重要的“器件”。進一步來說，儲能這個器件在我們的未來動态電網裡有非常重要的作用。它不是一個單獨的儲能，它是和光伏系統，以至于整個供電網絡共同發揮作用的一個系統。”
ST儲能網絡的新産品和新方案
我們經常看到的電動汽車、充電樁是我們非常重要的發展方向，也是ST非常領先的産品和方案提供的方向。我們可以想象，如果一個小區裡每個人的電動汽車都要充電，總功率将有多高？現在的電網沒有可能一瞬間提供這麼大的電能，那我們得用什麼方式來處理？儲能是一個很好的協調方式。但是如何提供呢？誰家的電池提供多少電？這是一個動态平衡的問題。這其實是一個智能電網的延伸——在新的形勢下，在新的新能源網絡，新的儲能網絡共同構成的智能電網延伸的問題。
這方面，ST也提供了新的産品和新的方案，以及智能化通信裝置。一方面ST有碳化矽、氮化镓等産品帶來的高性能高效率的電源産品和儲能産品，另一方面有以光伏為重點的，包括集中式的和分布式的光伏系統，帶來一個高效率的發電。還有電能的動态計量，智能電表，包括把它們都連接配接起來的資訊管理網絡，有線和無線的通訊，包括ST在業界領先的電力線載波通信系統。這些都是ST在客戶推廣、設計和部署中的方案。
在以儲能為快速發展點、以光伏或新能源為能源生産端的新型的動态智能電網中，ST有完整的解決方案和專業知識和經驗。
ST不僅僅隻提供産品，還提供技術團隊服務。ST三大技術創新中心之一的電源與能源應用技術中心有團隊專門研發與智能光伏、智能儲能，以及智能電網相關的解決方案。
在上面的戰略重點和能源轉換鍊中均提到了兩種重要的技術，那就是碳化矽和氮化镓。這也是正不斷發展，在未來非常重要的第三代半導體技術，ST在這兩方面的技術研發和投入也走在了前面。
ST的碳化矽 (SiC)技術與投資
10月份，據報道，ST将在意大利建造一座價值 7.3 億歐元的碳化矽（SiC）晶圓廠。這座新碳化矽襯底廠比鄰意法半導體位于意大利卡塔尼亞（Catania）現有的碳化矽元件制造廠，未來将成為歐洲首座6吋碳化矽外延襯底的量産基地，整合生産流程中所有工序。
ST對新碳化矽工廠進行大量投資的同時也在自己生産裸晶圓，這座新工廠預計将在 2024 年底前生産出第一批裸晶圓。
在碳化矽技術方面，ST在高密度應用的高電壓和快速開關方面有廣泛的産品，包括分立、裸片、子產品縱向內建等，并有着突出的優勢。
ST的氮化镓 (GaN)技術與投資
ST已經在法國的圖爾建立了自己的氮化镓生産線，并且已經斥資開發功率分立器件産品。ST已經有了系統封裝産品，在這方面的發力很大。
ST的GaN技術允許更高的頻率、更好的效率和更高的功率密度，于2021年基于MasterGaN平台的創新優勢，推出了MasterGaN2，是先進功率系統級封裝(SiP),內建了栅極驅動器和兩個半橋配置的增強模式GaN功率半導體，是一個适用于軟開關有源鉗位反激拓撲的GaN內建化解決方案，使電源擴充卡縮小體積80%，減重70%。
ST的自動化與電機控制方面的技術與優勢
自動化方面，ST提供解決方案建設未來工廠，主要的目标應用和優勢包括：工廠自動化方面提供完整生态系統、認證産品、許可證固件；在智能家居和樓宇及城市方面有連接配接和傳感領域的産品，符合全球标準，領先地位和廣泛的産品選項等優勢；在智能農業方面的産品在連接配接方面也有着領先的地位和不斷增長的市場趨勢。
ST還提供更多的産品和技術，譬如：
• Servo, PLC, STM32F1->STM32G4 -> STM32H7
• EtherCAT & IO-link 主站: STM32MP1
• 無線連接配接協定: STM32WL/WB
• 針對預測性維護的STM32Cube.ai
• STM32 安全封裝
電機控制方面，ST有着高效的能源使用，極緻的運動控制性能。
通常人們在談到電機控制時，可能認為它是一個不太重要的因素，因為電機控制的能耗并不大，然而事實上并非如此。
從ST提供的雙電機精确定位控制解決方案中，可以發現電機控制中大約有52%的總能源是由電機消耗掉的。
是以，要優化這部分能耗，需要優化電機，這就需要減少振動和能耗，需要優化固件和硬體的支援。
ST在電機控制方面的目标應用和優勢有：
結語
在全球實作碳中和目标的大趨勢之下，新能源成為驅動世界經濟與工業發展的重要動力之一，ST基于能源轉換生态鍊，從能源産生、能源傳輸和存儲、以及能源消耗三大環節出發，設立了三大工業技術創新中心，聚焦這三大能源領域，在電源&能源、電機控制、自動化三大細分市場中提供了優秀而廣泛的産品和解決方案，專注和引領着增長最快的工業應用。
“ST可以提供所有的這些産品，擁有強大的産品組合，并與全球很多客戶合作，一起建構可持續發展的生态。這就是ST為什麼會朝這個方向發力的原因！” Francesco總結道。