STM32家族再添新品,意法半導體持續(xù)引領MCU市場潮流
隨著邊緣人工智能技術的興起,越來越多的高級計算和人工智能能力正逐漸下沉至通常部署在物聯(lián)網(wǎng)邊緣的智能設備上。這種趨勢導致大數(shù)據(jù)模型的細分運算逐漸轉移到邊緣端進行處理,成為當前邊緣人工智能發(fā)展的主要趨勢。這種發(fā)展要求邊緣智能設備在設計上具備更快的響應速度、更高的性能、更低的功耗、更強的連接性以及更高水平的安全性等多方面要求。
作為嵌入式處理和微控制器領域的領導者,意法半導體(以下簡稱“ST”)一直致力于推動技術創(chuàng)新,并將STM32系列視為釋放開發(fā)人員創(chuàng)造力、實現(xiàn)邊緣智能的關鍵推動因素。在今年上半年,ST再次引領行業(yè)潮流,推出了一系列令人矚目的MCU新品:無線MCU STM32WBA、首款64位微處理器STM32MP2、高性能微控制器STM32H7R/S、超低功耗新系列微控制器STM32U0,進一步鞏固了其在MCU領域的先進地位。
近期,ST在北京成功舉辦了2024意法半導體STM32媒體溝通會,就STM32面向未來的戰(zhàn)略、產(chǎn)品線家族,以及最新的融合AI技術的創(chuàng)新成果等進行全面分享。
四大戰(zhàn)略支柱,STM32向智能邊緣持續(xù)發(fā)力
STM32誕生已有17年。自發(fā)布以來,STM32就憑借其寬廣的產(chǎn)品、豐富的生態(tài)一直幫助工程師釋放創(chuàng)造力,同時推動客戶項目升級,創(chuàng)新與設計和市場推廣。面向人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化、安全等領域的快速發(fā)展與變革,以及智能終端應用場景的持續(xù)拓展,開發(fā)人員如何抓住機遇、應對挑戰(zhàn),快速取得成功?
意法半導體中國區(qū)微控制器、數(shù)字IC與射頻產(chǎn)品部 (MDRF)、物聯(lián)網(wǎng)/人工智能技術創(chuàng)新中心及數(shù)字營銷副總裁朱利安從四大戰(zhàn)略支柱,深入解析了STM32面向未來的發(fā)展戰(zhàn)略。
其一,廣而深的產(chǎn)品組合。ST擁有超過 3000款的MCU產(chǎn)品,僅2023年就新增了600款,并在過去兩周新增了4個產(chǎn)品線。產(chǎn)品涵蓋超低功耗、主流型、無線、高性能和 MPU 系列。
其二,成熟的生態(tài)系統(tǒng)。在嵌入式開發(fā)者首選的32位MCU中,使用ST的開發(fā)板、軟件和云資源的開發(fā)者超過100萬人。ST對該生態(tài)系統(tǒng)進行了大量投資,旨在讓其成為行業(yè)翹首。生態(tài)系統(tǒng)主要聚焦四大領域:邊緣 AI、網(wǎng)絡連接、信息 安全和圖形處理。
其三,產(chǎn)能保障。在提高ST自有產(chǎn)能,同時加強與代工廠合作,致力于為客戶提供 10~15 年的產(chǎn)能保障,保持行業(yè)領先的長期供貨計劃。
其四,開發(fā)資源直通工程師。2023年 www.stmcu.com.cn 網(wǎng)站訪客量超過220萬人 ,STM32微信公眾號關注量超過20萬人。通過ST32社區(qū)和全球活動來分享專業(yè)的知識和豐富的經(jīng)驗。
ST通過技術創(chuàng)新不斷擴展產(chǎn)品矩陣,豐富五大產(chǎn)品家族產(chǎn)品線,并在工藝層面持續(xù)精進,據(jù)朱利安介紹,ST突破20納米節(jié)點打造了極具競爭力的新一代STM32。與三星共同開發(fā)的最新一項基于18納米FDSOI 技術并整合PCM的先進制造工藝,在產(chǎn)品性能、功率密度和低功耗方面實現(xiàn)了巨大飛躍。預計今年下半年 向選定的客戶提供采用該工藝生產(chǎn)的樣品,并在明年下半年實現(xiàn)量產(chǎn)。
ST進入中國市場已有40年時間,在本土擁有4500多名員工,共有17個辦事處、1個后端制造工廠、7個技術創(chuàng)新中心和研發(fā)中心。秉承著在中國為中國乃至全球設計產(chǎn)品的理念,朱利安強調,ST會充分考慮本地市場需求,基于我們和客戶的專業(yè)知識,以及ST 廣泛的產(chǎn)品組合,共同帶來參考設計和應用系統(tǒng)解決方案。
為保證充足的產(chǎn)品供應,ST還與晶圓代工廠三安成立合資公司,以保障本土客戶和合作伙伴的需求。“ST 是全球首個在中國投資和生產(chǎn) SiC 的國際半導體公司。ST 對本地制造包括對三安合資公司的投資,將保證公司業(yè)務的增長?!敝炖部偨Y道。
四大新品齊發(fā),引領MCU市場潮流
創(chuàng)新無線連接——STM32WBA
無線連接技術打破了線纜布線帶來的空間限制和布局約束,重新定義工業(yè)生產(chǎn)的未來,其靈活性和可擴展性為更多的應用場景打開新思路。
意法半導體中國區(qū)微控制器、數(shù)字IC與射頻產(chǎn)品部(MDRF)市場經(jīng)理于引表示,新發(fā)布的STM32 WBA 正是基于2.4G推出的無線MCU。
據(jù)介紹,WBA采用40納米制造工藝,基于Cortex M33內核,主頻可達100MHz,支持多協(xié)議,如低功耗藍牙、Open Thread ZigBee和基于Thread的Matter協(xié)議。最大輸出功率為10DBM,具備多種低功耗模式和基于多功耗的開關電源及SMPS功能。符合最新法規(guī)要求,包括SESIP等級3認證、美國網(wǎng)絡信任標準和2025年歐盟RED法規(guī)。
WBA具有高處理性能和可擴展的外設,適用于工業(yè)控制、醫(yī)療設備、消費類電子和智能家居等應用領域。在這些領域中,WBA可支持照明、工控、信標Beacon、運輸系統(tǒng)維護、Tracker、健康醫(yī)療設備和家庭自動化等典型應用場景。
此外,于引還特別強調了WBA 產(chǎn)品的低功耗和安全的特性。她指出,該產(chǎn)品在待機模式下可功耗可小140nA,在安全性方面除了滿足傳統(tǒng)的存儲器保護、加密、平臺保護和代碼隔離需求外,WBA還支持STM32 Trust信任根等安全服務。
融入邊緣AI能力——STM32MP2
數(shù)字化時代,無論是云端的訓練還是邊緣端的計算,都需要高能效的算力芯片支持,而AI無疑是輸送算力的有力保障。ST最新推出的STM32MP2產(chǎn)品中,配備了一個1.35TOPS的NPU用于處理AI算法,然而AI生態(tài)系統(tǒng)不僅限于在NPU上運行,也可以在CPU和GPU上運行。
意法半導體中國區(qū)微控制器、數(shù)字IC與射頻產(chǎn)品部(MDRF)市場經(jīng)理杜銘率先總結了STM32MP2微處理器的三大特點:首先,作為工業(yè)級產(chǎn)品,該芯片具有出色的穩(wěn)健性。其次,豐富的外設接口為傳統(tǒng)MPU外設應用帶來更多創(chuàng)新可能性。第三,作為ST首款64位先進MPU處理器,配備強大的安全功能,使其在各種安全應用領域表現(xiàn)出色。主要應用方向分為三類:一是工業(yè)及工廠自動化;二是泛智能家居領域,如智能網(wǎng)關、家居網(wǎng)關等;三是智慧城市系列,如智慧交通、智慧基礎設施等。
此外,MP2繼承了優(yōu)秀的多媒體單元,包括3D GPU和支持高達1080P分辨率的H.264視頻編解碼功能。同時,它支持RGB、LVDS和MIPI DSI接口,以滿足不同的圖像輸出需求。在圖形輸入方面,MP2具有內置ISP功能的MIPI CSI雙線攝像頭接口,使其在機器視覺和多媒體應用方面較MP1系列有了顯著提升。
據(jù)介紹,整個STM32MP2分四個子系列:257/255/253/251,整個系列均做到了生態(tài)統(tǒng)一與封裝兼容,客戶可以在整個系列產(chǎn)品中靈活選擇,簡化了設計和開發(fā),實現(xiàn)成本優(yōu)化。
杜銘還特別介紹了STM32MP2系列融入的邊緣AI能力。在AI應用中,數(shù)據(jù)模型訓練可通過工程師提供的自定義模型或選擇ST提供的模型庫,經(jīng)離線或云端編譯器優(yōu)化后部署到MP2產(chǎn)品上,實現(xiàn)邊緣AI計算能力。
最具成本收益——STM32H7R/S
在ST的五大主流MCU產(chǎn)品線系列中,STM32H7R/S屬于高性能MCU系列,同時也是最具性價比的MCU系列。該產(chǎn)品應用方向分為兩類:一類是通用型MCU系列;一類是圖顯MCU系列。兩個系列都適用于實時MCU級別的應用,提供高實時運算和優(yōu)秀的圖形顯示能力。具有設計自由度高,同時繼承STM32生態(tài)系統(tǒng)等特點,加速工程師開發(fā)。
意法半導體中國區(qū)微控制器、數(shù)字IC與射頻產(chǎn)品部(MDRF)市場經(jīng)理黃熘對STM32H7R/S的特征進行總結:一,至強性能,主頻高達600M,是整個STM32家族里,第一款BootFlash的MCU;二,高擴展性,采用40納米工藝,沒有內置Flash,用戶可自由選擇外部存儲器裝置;三,安全保證,STM32H7R/S在MCU級別擁有最高安全級別,致力于符合SESIP等級3和PSA級3認證要求,加強數(shù)據(jù)加密和安全啟動性能;四,同級一流的GPU,搭載最新一代的NeoChrom GPU,2.5D GPU支持高清流暢的UI圖形設計。
基于其高性能優(yōu)勢,STM32H7R的應用領域廣泛,包括智能家居、工業(yè)控制、醫(yī)療和支付終端等。其強大的圖形顯示和連通性以及安全穩(wěn)定性使其適用于冰箱、洗衣機、微波爐等智能家居設備,工業(yè)控制和醫(yī)療領域的需求,以及對穩(wěn)定性要求高的支付終端和機器人應用。
超低功耗表現(xiàn)——STM32U0
作為一款集功耗、功能以及成本完美平衡的產(chǎn)品,STM32U0為入門級的電池供應應用開發(fā)者提供一個自由的設計空間。
對于STM32U0的產(chǎn)品定位,意法半導體中國區(qū)微控制器、數(shù)字IC與射頻產(chǎn)品部(MDRF)市場經(jīng)理張明表示,STM32U0是基于Cortex M0+內核,主頻為56MHz,可被視為 STM32L系列中L0的升級版本,資源更豐富,性能更強。ULP Mark得分從L0的244分提升至430分,顯示了U0不僅性能提升,功耗也得到大幅優(yōu)化。
在低功耗方面表現(xiàn)優(yōu)異,與上一代產(chǎn)品相比,在靜態(tài)功耗上實現(xiàn)了近15倍以上的優(yōu)化,在動態(tài)功耗上也有近36%的優(yōu)化。根據(jù)實際客戶產(chǎn)品驗證,水表類應用中實現(xiàn)了38%的功耗優(yōu)化,而在傳統(tǒng)工業(yè)傳感器方面更是達到了近50%以上的功耗優(yōu)化。
張明總結了最新的STM32U0的優(yōu)勢:首先,采用ST最新的超低漏電流技術,具有優(yōu)異的靜態(tài)功耗表現(xiàn),其多個超低功耗模式,為工程師提供了更大的設計靈活性;其次,集成性強,包括段碼驅動器、高精度MSI內部振蕩器、ART加速器和增強安全功能;最后,成本效益高,降低整體BOM成本,加快項目研發(fā)速度和產(chǎn)品上市時間。
目前,STM32U0在工業(yè)、醫(yī)療、智能表計和消費電子領域都表現(xiàn)出色。在工業(yè)領域,它被廣泛應用于電池供電的獨立煙感器、大廈的恒溫調節(jié)器以及門鎖等設備中,展現(xiàn)出卓越性能。
持續(xù)精進工藝,創(chuàng)造更大行業(yè)價值
在最后的媒體問答環(huán)節(jié),ST就媒體關注的幾個焦點問題進行一一解答。一方面是針對邊緣AI領域的應用,特別是針對邊緣設備的AI處理需求。結合MP2產(chǎn)品,ST展示了在邊緣AI計算方面的技術優(yōu)勢,強調了在設備端實時處理AI任務的重要性。
另一方面是對工藝制程的關注,ST在半導體制造和工藝優(yōu)化方面的創(chuàng)新和發(fā)展。ST強調其在工藝制程方面的技術實力和持續(xù)改進,并且有針對性地、按照市場需求和應用場景進行設計和研發(fā),而不是一味地追求工藝的迭代,以確保產(chǎn)品質量和性能。
還有對產(chǎn)品的節(jié)能和低功耗設計的關注。ST在產(chǎn)品設計中注重節(jié)能和低功耗,特別是針對工業(yè)控制和無線通信領域的產(chǎn)品,其在設計中更加強調低功耗,以滿足客戶對節(jié)能和高效的需求,這也體現(xiàn)了ST在產(chǎn)品設計中對可持續(xù)發(fā)展的關注,以及對市場趨勢的積極響應。
通過發(fā)布的四大系列MCU新品,ST展現(xiàn)了在產(chǎn)品線全面覆蓋和技術深度上引領行業(yè)潮流的實力。這些新產(chǎn)品不僅代表了技術上的突破和創(chuàng)新,更體現(xiàn)了ST對不同市場需求的精準把握和持續(xù)投入。從邊緣計算到高性能應用,從無線通信到工業(yè)控制,ST的產(chǎn)品涵蓋了多個關鍵領域,為客戶提供了多元化產(chǎn)品選擇和全方位的解決方案。
長期來看,MCU作為連接物理世界與數(shù)字世界的關鍵橋梁,將在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和半導體工藝的進步下扮演越發(fā)重要的角色。隨著對小尺寸、高性能、低功耗、高集成MCU的需求不斷增加,同時結合AI技術的應用,MCU在更廣泛的市場和應用領域將迎來更大的拓展空間。
面對激烈的市場競爭,技術創(chuàng)新、產(chǎn)品升級以及生態(tài)體系建設將成為推動半導體企業(yè)增長的關鍵驅動力。相信STM32系列的新品的推出,能為邊緣人工智能領域的更多應用帶來卓越體驗,為智能設備和物聯(lián)網(wǎng)應用提供更高效、智能的解決方案,為整個行業(yè)創(chuàng)造更大的價值。
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