(文/程文智)2023年5月12日,意法半導體(ST)在深圳蛇口希爾頓酒店舉辦了2023 STM32中國峰會,本次峰會以“STM32不止于芯”為主題,圍繞邊緣AI &信息安全、連接、生態系統&開發者優先計劃,以及智能工業&高性能MCU/MPU四大主題,舉辦了29場主題演講和28場研討會,吸引了超過2600名觀眾到場參與。峰會現場還有200多款產品展示,覆蓋了邊緣AI、網絡連接、信息安全、生態系統、開發者優先解決方案,以及STM32垂直應用等市場應用。
圖:ST的高管們在與媒體互動
當然,還少不了ST一眾高管們與媒體的面對面對話,這次參與媒體對話的ST高管包括了ST微控制器和數字IC產品部(MDG)總裁Remi El-Ouazzane、ST執行副總裁、通用微控制器子產品部總經理Ricardo De-Sa-Earp、ST執行副總裁、中國區總裁曹志平(Henry Cao)、ST微控制器和數字IC產品部(MDG)、微控制器事業部高級總監Daniel Colonna、ST亞太區微控制器和數字IC產品部、(MDG)物聯網/人工智能技術創新中心及數字營銷副總裁朱利安(Arnaud Julienne),以及ST中國區微控制器和數字IC產品部(MDG)總監曹錦東 (Johnson Cao)。他們就STM32 MCU新產品、新技術、新的市場發展動態等問題與媒體做了深入的交流。
眾多新品打造STM32 MCU護城河
與前幾次STM32中國峰會有些不同的是,本次峰會ST帶來了多個新產品,比如針對高性能邊緣AI應用的STM32N6、無線MCU產品STM32WBA52、全新Sub-1GHz SoC STM32WL3、集成完整60GHz射頻收發器的ST60、STM32MP2系列MPU、高性能MCU STM32H5,以及適合成本敏感應用的入門級MCU STM32C0等新產品。
在與媒體對話環節上,據ST執行副總裁、通用微控制器子產品部總經理Ricardo De-Sa-Earp透露,STM32N6在ST去年資本市場日(Capital Market Day)上首次做過披露,當時有提到其研發和開發計劃。但實際上,該芯片樣片的首次亮相是今年早些時候的Embedded World上?,F在該產品的開發已經完成,且成型。
ST微控制器和數字IC產品部(MDG)總裁Remi El-Ouazzane在主題分享中也提到,STM32N6采用的是Cortex-55內核,具有機器視覺處理能力與神經網絡硬件加速器,具有卓越的安全性能。他同時談到,之所以沒有像其他STM32產品那樣發布STM32N6,是因為他是一種非常新穎的MCU,也是ST首款集成了ISP和神經網絡處理(NPU)單元的MCU。其中NPU單元并不是來自Arm發布M55時配套的U55的NPU核,而是ST自己研發的NPU IP——Neural-Art加速器。這既有利于其實現授權成本降低,提高最終客戶端的產品價格競爭力;同時也能夠讓ST自主把控在這一NPU IP上進行迭代升級的節奏。據他透露,從去年9月份開始,ST已經開始向部分潛在客戶提供STM32N6樣品,今年下半年將會繼續擴大樣品提供范圍。而STM32N6之后,未來在STM32MP2上也會專門配備Neural-ART加速器。邊緣人工智能在整個行業發展中將會成為一個非常重要的方向。
圖:ST微控制器和數字IC產品部(MDG)總裁Remi El-Ouazzane
Ricardo還聊到了其全新的藍牙無線MCU產品STM32WBA52,這是ST推出的一個新產品,具有較低的低能耗表現水平。其實它是基于ST現有的STM32U5平臺開發,加上其ULP射頻和Arm Cortex M33 100MHz內核,讓STM32WBA52具有了高效和超低功耗。由于M33具有Arm TrustZone技術,安全性能得到了進一步加強,達到了最高等級的SESIP和PSA L3認證目標,因此,可以用于對數據安全比較敏感的場景,比如智能家居、門禁等應用。
同時,Ricardo還特別指出,STM32WBA52具有軟件協議適配的靈活性,它可以滿足多種軟件協議,包括Matter協議。當然,它在性能上也不弱,主頻達到了100MHz;連接性方面,它完全支持和集成Bluetooth低功耗5.3協議,輸出功率超過+10dBm,傳輸距離遠;成本方面,它基于Arm T具有嵌入式巴倫和匹配電路,組要的外圍器件更少,能降低設計成本;內存也很充足,具有高達1MB閃存和128KB RAM。
在LPWAN方面,ST帶來了更新的產品型號STM32WL3。該產品采用單芯片方案,一個芯片上集成了兩個射頻單元和一個Cortex-M0+內核;同時還具有LCD控制器、傳感器等豐富外設。
不難看出,STM32WL3其實非常適合智能表計的應用,傳感器外設可以連接水、電、氣、熱等傳感器信號,LCD用于顯示數據,射頻單元用于傳輸表計數據。STM32WL3的多調制射頻單元可以支持Sigfox、W-BUS、Mioty和Wi-Sun等多種協議;專用的喚醒射頻單元在接收模式下僅消耗4.2μA,可以保證MCU核更多時間處在低功耗狀態,僅在接收到數據包時候才喚醒。
此外,ST在工業高速連接場景推出了一個產品和一個解決方案,產品是直接高速非接觸式連接的ST60,它內部集成了完整的60GHz射頻收發器,可實現對于板對板連接電纜的替換,速度高達6.25Gbps,尺寸小、功耗低;解決方案是基于STM32MP1的Linux-RT+EtherCAT的主棧解決方案,該方案是ST合作伙伴Acontis提供的。
新推出的STM32H5系列搭載了Arm的Cortex-M33嵌入式內核,運行頻率250MHz ,處理速度375 DMIPS,EEMBC CoreMark行業基準測試取得1023分的優異成績。其設計意圖是加快下一代智能物聯網設備創新轉化,讓“邊緣”設備具有更多的智能,并加強物聯網設備的攻擊防御能力。Cortex-M33內核為新系列產品帶來Arm 的 TrustZone安全架構,加上ST專有的各種安全功能,包括與授權合作伙伴 ProvenRun合作開發的一些功能STM32Trust TEE Secure Manager(安全管理器),該工具省去了開發者自己寫安全代碼,同時提供根據現有最佳實踐開發的安全服務,且在保證有效保護的同時簡化了應用開發。另外,客戶可以通過行業標準 API 訪問其安全服務。
STM32H5的應用領域包括空調、家電、報警等家電、工業可編程邏輯控制器 (PLC)、電機控制、工業泵、通信網關、照明控制和功率轉換,以及消費電子,例如,PC外圍設備、智能手機和配件。
新技術與工具讓MCU持續發光發熱
這幾年AI應用開始百花齊放,Ricardo對媒體表示,ST從2017年開始,就一直非常關注AI與MCU產品的結合。他們最早的做法是推出AI工具,幫助工程師將其AI算法移植到MCU當中,“現在我們做了進一步的升華和優化,在MCU中加入了NPU和機器學習,而且可以為客戶提供非常全面的軟件支持,幫助客戶實際落地他們開發的產品?!彼谂c媒體交流時表示。
在Ricardo看來,未來AI將會無處不在,而實現的關鍵是各種軟件和硬件的融合。因此,ST在2019年推出了STM32Cube.AI,2021年推出了NanoEdgeAI。通過STM32Cube.AI,開發者可以根據自己的需求來進行模型的搭建,將標準AI工具創建的深度神經網絡模型進行高度優化,優化到適合MCU資源級別的C代碼,使開發者的邊緣AI算法可以最終得以執行和落地。
而NanoEdge AI Studio是一個自動化的機器學習開發工具,適合不需要開發神經網絡的應用項目。該開發工具解決的是深度學習的痛點,就是數據清洗和數據加載,無論在AI領域的專業水平如何,通過NanoEdgeAI Studio,都可以找到最適合嵌入式項目的AI庫,并將機器學習功能加入到MCU的C代碼中。 NanoEdgeAI Studio為AI庫嵌入一個自動搜索引擎,開發人員只需幾步操作,即可基于最少量數據,為自己的項目生成最優機器學習庫。創建之后,該庫被加載到微控制器中,以便在邊緣直接進行訓練和推理,從而提高安全性并減少延遲。根據ST官網的信息,NanoEdgeAI Studio可生成四種類型的庫,包括異常檢測、異常值檢測、分類和回歸庫。當然,庫的數量在在增加過程當中,相信未來會支持更多種類的庫。
圖:ST執行副總裁、通用微控制器子產品部總經理Ricardo De-Sa-Earp
在今年年初,ST還發布了首個云端的MCU AI開發者平臺——STM32Cube.AI 開發者云,幫助開發者進一步加速邊緣AI開發流程。據Ricardo分享,通過該平臺,開發者可以學習了解如何在特定的應用場合當中進行神經網絡MCU相關的開發。云模版庫每年至少將會進行4次更新,板庫則是根據產品更新實時更新;開發者可以在該平臺上對比選擇最適合自己MCU型號的AI模版。
經過優化后的算法部署在端側,精度方面是否會大打折扣?這應該是開發者們非常關注的一點。而在峰會現場英偉達的演示來看,在足夠好的優化之后,這并不會成為一個問題。通過英偉達深度學習技術經理吳永亮 Luis WU在峰會現場分享的案例來看,通過NVDIA TAO 5.0訓練后的人員檢測模型,可以直接部署在STM32H747上,但內存占用和更新率較低。而進一步經過STM32 Cube.AI對于模型的剪裁和量化后,精度僅降低了0.5%,但內存占用率獲得了數倍降低,而更新率則直接從1.3FPS提高到了9FPS,優化效果非常明顯。
電機控制也是ST的強項,在今年的STM32中國峰會上,ST針對PMSM/BLDC電機無傳感器模式控制方案,推出了STM32 ZeST零速全力矩控制算法和HSO(高速觀測器),幫助客戶以更低的成本實現更可靠的系統設計。據ST介紹,零速全力矩控制算法應用于洗衣機后,可幫助洗衣過程電機驅動節能15%~40%。
關于市場現狀和未來趨勢
從去年下半年開始,全球市場都有一些變化,尤其是消費類電子與手機行業,并且需求有不斷弱化的趨勢?!敖衲曛袊袌鲋匦麻_放后,我們看到市場的消費已經有一些初步恢復的跡象,如果將消費類的業務動能跟工業類的客戶相比,在MCU這一范疇來講,工業會更強一些,工業類的客戶包括能源、電力管理、新能源客戶等?!?ST執行副總裁、中國區總裁曹志平(Henry Cao)與媒體交流時表示。
他坦承,雖然在消費類電子方面,ST做了很多的Design-in,也有很多的Design-win,但總體來看,消費電子市場大幅度的恢復可能還需要時間。對于工業類客戶,供供貨的角度來看,ST應該比去年的情況要好。
圖:ST執行副總裁、中國區總裁曹志平(Henry Cao)
除了極個別的一些產品型號以外,大部分的產品應該比去年的供貨能力要強,尤其是那些跟ST有全方位合作的一些客戶,他們的供貨基本上是ST優先保證的。所謂的全方位的合作,指的不光是MCU,還包括ST很多產品,包括功率器件、模擬器件、傳感器等等,還有一些柵極驅動器等。曹志平表示,對于跟我們全方位合作的客戶,他們供貨保證的優先支持力度應該會更大。
曹志平對電子發燒友網表示,他近期也走訪了國內一些客戶,根據他們的反饋,在汽車市場,雖然一季度由于各種原因出現了一些擾動,但他們對全年的汽車市場比較樂觀,普遍預計跟去年相比會有略微的增長,電動汽車的增幅會更大;在家電市場,幾家大的家電廠商均認為今年的生意相對去年會有有增長,他承認,一些中小型的家電企業可能會遇到一些困難,但對于大型家電廠商,他們主要是ST的客戶,他們的增長預期還是比較樂觀的;能源類,比如光伏和風能相關的需求明顯比去年大,而且他們開始全方位擁抱ST的整體解決方案,無論是MCU,還是功率器件、模擬產品,甚至是柵極驅動器等。
談到目前芯片市場上價格內卷的事情,曹志平認為,從價格來講,ST現在更多關注的是價值。ST提供的是一個全方位的服務,它不僅僅只是一個芯片。“我們的關注點不是僅僅比較一個硬件的價格,更多關注的是給客戶提供一個全方位的系統解決方案的價值。從價值的角度講,我們為客戶提供的價值比疫情前更大,因為我們提供的有硬件、有軟件、有生態系統、有功能安全、有信息安全,有無線的連接等等,以及各種開發的工具。如果我們的用戶能夠全方位地擁抱我們所提供的一些工具,一些方案,一些軟件和一些硬件,以及合作伙伴的一整套系統,他們能感受到的價值肯定會比以前更大?!彼赋?。
對于未來的預測,Remi認為2023年的業務將會表現不錯,因為在電動汽車的驅動下,汽車市場表現依然強勁,對ST來說,不論是其功率產品,還是MCU產品,在汽車市場仍然有非常不錯的表現。
在工業市場,主要分兩個場景。就工業市場當中的一些消費類場景而言,整個亞洲地區,ST都看到了復蘇的泡沫,特別是房地產行業所引發的泡沫;但就工業場景中的能源管理應用,增長還是非常不錯的;還有工廠自動化的增速雖然是兩位數的,但較之以往有所放緩。
Remi最后總結,ST是一家公司,他們能做的不是去主導經濟的發展,而是去回應社會經濟的發展,然后去發展其業務。因此,他們更加關注長期的發展,比如工業市場和汽車市場。
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