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STM32家族再添新品,意法半导体持续引领MCU市场潮流

随着边缘人工智能技术的兴起,越来越多的高级计算和人工智能能力正逐渐下沉至通常部署在物联网边缘的智能设备上。这种趋势导致大数据模型的细分运算逐渐转移到边缘端进行处理,成为当前边缘人工智能发展的主要趋势。这种发展要求边缘智能设备在设计上具备更快的响应速度、更高的性能、更低的功耗、更强的连接性以及更高水平的安全性等多方面要求。

作为嵌入式处理和微控制器领域的领导者,意法半导体(以下简称“ST”)一直致力于推动技术创新,并将STM32系列视为释放开发人员创造力、实现边缘智能的关键推动因素。在今年上半年,ST再次引领行业潮流,推出了一系列令人瞩目的MCU新品:无线MCU STM32WBA、首款64位微处理器STM32MP2、高性能微控制器STM32H7R/S、超低功耗新系列微控制器STM32U0,进一步巩固了其在MCU领域的先进地位。

近期,ST在北京成功举办了2024意法半导体STM32媒体沟通会,就STM32面向未来的战略、产品线家族,以及最新的融合AI技术的创新成果等进行全面分享。

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四大战略支柱,STM32向智能边缘持续发力

STM32诞生已有17年。自发布以来,STM32就凭借其宽广的产品、丰富的生态一直帮助工程师释放创造力,同时推动客户项目升级,创新与设计和市场推广。面向人工智能、物联网、工业自动化、安全等领域的快速发展与变革,以及智能终端应用场景的持续拓展,开发人员如何抓住机遇、应对挑战,快速取得成功?

意法半导体中国区微控制器、数字IC与射频产品部 (MDRF)、物联网/人工智能技术创新中心及数字营销副总裁朱利安从四大战略支柱,深入解析了STM32面向未来的发展战略。

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其一,广而深的产品组合。ST拥有超过 3000款的MCU产品,仅2023年就新增了600款,并在过去两周新增了4个产品线。产品涵盖超低功耗、主流型、无线、高性能和 MPU 系列。

其二,成熟的生态系统。在嵌入式开发者首选的32位MCU中,使用ST的开发板、软件和云资源的开发者超过100万人。ST对该生态系统进行了大量投资,旨在让其成为行业翘首。生态系统主要聚焦四大领域:边缘 AI、网络连接、信息 安全和图形处理。

其三,产能保障。在提高ST自有产能,同时加强与代工厂合作,致力于为客户提供 10~15 年的产能保障,保持行业领先的长期供货计划。

其四,开发资源直通工程师。2023年 www.stmcu.com.cn 网站访客量超过220万人 ,STM32微信公众号关注量超过20万人。通过ST32社区和全球活动来分享专业的知识和丰富的经验。

ST通过技术创新不断扩展产品矩阵,丰富五大产品家族产品线,并在工艺层面持续精进,据朱利安介绍,ST突破20纳米节点打造了极具竞争力的新一代STM32。与三星共同开发的最新一项基于18纳米FDSOI 技术并整合PCM的先进制造工艺,在产品性能、功率密度和低功耗方面实现了巨大飞跃。预计今年下半年 向选定的客户提供采用该工艺生产的样品,并在明年下半年实现量产。

ST进入中国市场已有40年时间,在本土拥有4500多名员工,共有17个办事处、1个后端制造工厂、7个技术创新中心和研发中心。秉承着在中国为中国乃至全球设计产品的理念,朱利安强调,ST会充分考虑本地市场需求,基于我们和客户的专业知识,以及ST 广泛的产品组合,共同带来参考设计和应用系统解决方案。

为保证充足的产品供应,ST还与晶圆代工厂三安成立合资公司,以保障本土客户和合作伙伴的需求。“ST 是全球首个在中国投资和生产 SiC 的国际半导体公司。ST 对本地制造包括对三安合资公司的投资,将保证公司业务的增长。”朱利安总结道。

四大新品齐发,引领MCU市场潮流

创新无线连接——STM32WBA 

无线连接技术打破了线缆布线带来的空间限制和布局约束,重新定义工业生产的未来,其灵活性和可扩展性为更多的应用场景打开新思路。

意法半导体中国区微控制器、数字IC与射频产品部(MDRF)市场经理于引表示,新发布的STM32 WBA 正是基于2.4G推出的无线MCU。

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据介绍,WBA采用40纳米制造工艺,基于Cortex M33内核,主频可达100MHz,支持多协议,如低功耗蓝牙、Open Thread ZigBee和基于Thread的Matter协议。最大输出功率为10DBM,具备多种低功耗模式和基于多功耗的开关电源及SMPS功能。符合最新法规要求,包括SESIP等级3认证、美国网络信任标准和2025年欧盟RED法规。

WBA具有高处理性能和可扩展的外设,适用于工业控制、医疗设备、消费类电子和智能家居等应用领域。在这些领域中,WBA可支持照明、工控、信标Beacon、运输系统维护、Tracker、健康医疗设备和家庭自动化等典型应用场景。

此外,于引还特别强调了WBA 产品的低功耗和安全的特性。她指出,该产品在待机模式下可功耗可小140nA,在安全性方面除了满足传统的存储器保护、加密、平台保护和代码隔离需求外,WBA还支持STM32 Trust信任根等安全服务。

融入边缘AI能力——STM32MP2

数字化时代,无论是云端的训练还是边缘端的计算,都需要高能效的算力芯片支持,而AI无疑是输送算力的有力保障。ST最新推出的STM32MP2产品中,配备了一个1.35TOPS的NPU用于处理AI算法,然而AI生态系统不仅限于在NPU上运行,也可以在CPU和GPU上运行。

意法半导体中国区微控制器、数字IC与射频产品部(MDRF)市场经理杜铭率先总结了STM32MP2微处理器的三大特点:首先,作为工业级产品,该芯片具有出色的稳健性。其次,丰富的外设接口为传统MPU外设应用带来更多创新可能性。第三,作为ST首款64位先进MPU处理器,配备强大的安全功能,使其在各种安全应用领域表现出色。主要应用方向分为三类:一是工业及工厂自动化;二是泛智能家居领域,如智能网关、家居网关等;三是智慧城市系列,如智慧交通、智慧基础设施等。

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此外,MP2继承了优秀的多媒体单元,包括3D GPU和支持高达1080P分辨率的H.264视频编解码功能。同时,它支持RGB、LVDS和MIPI DSI接口,以满足不同的图像输出需求。在图形输入方面,MP2具有内置ISP功能的MIPI CSI双线摄像头接口,使其在机器视觉和多媒体应用方面较MP1系列有了显著提升。

据介绍,整个STM32MP2分四个子系列:257/255/253/251,整个系列均做到了生态统一与封装兼容,客户可以在整个系列产品中灵活选择,简化了设计和开发,实现成本优化。

杜铭还特别介绍了STM32MP2系列融入的边缘AI能力。在AI应用中,数据模型训练可通过工程师提供的自定义模型或选择ST提供的模型库,经离线或云端编译器优化后部署到MP2产品上,实现边缘AI计算能力。

最具成本收益——STM32H7R/S

在ST的五大主流MCU产品线系列中,STM32H7R/S属于高性能MCU系列,同时也是最具性价比的MCU系列。该产品应用方向分为两类:一类是通用型MCU系列;一类是图显MCU系列。两个系列都适用于实时MCU级别的应用,提供高实时运算和优秀的图形显示能力。具有设计自由度高,同时继承STM32生态系统等特点,加速工程师开发。

意法半导体中国区微控制器、数字IC与射频产品部(MDRF)市场经理黄熘对STM32H7R/S的特征进行总结:一,至强性能,主频高达600M,是整个STM32家族里,第一款BootFlash的MCU;二,高扩展性,采用40纳米工艺,没有内置Flash,用户可自由选择外部存储器装置;三,安全保证,STM32H7R/S在MCU级别拥有最高安全级别,致力于符合SESIP等级3和PSA级3认证要求,加强数据加密和安全启动性能;四,同级一流的GPU,搭载最新一代的NeoChrom GPU,2.5D GPU支持高清流畅的UI图形设计。

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基于其高性能优势,STM32H7R的应用领域广泛,包括智能家居、工业控制、医疗和支付终端等。其强大的图形显示和连通性以及安全稳定性使其适用于冰箱、洗衣机、微波炉等智能家居设备,工业控制和医疗领域的需求,以及对稳定性要求高的支付终端和机器人应用。

超低功耗表现——STM32U0

作为一款集功耗、功能以及成本完美平衡的产品,STM32U0为入门级的电池供应应用开发者提供一个自由的设计空间。

对于STM32U0的产品定位,意法半导体中国区微控制器、数字IC与射频产品部(MDRF)市场经理张明表示,STM32U0是基于Cortex M0+内核,主频为56MHz,可被视为 STM32L系列中L0的升级版本,资源更丰富,性能更强。ULP Mark得分从L0的244分提升至430分,显示了U0不仅性能提升,功耗也得到大幅优化。

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在低功耗方面表现优异,与上一代产品相比,在静态功耗上实现了近15倍以上的优化,在动态功耗上也有近36%的优化。根据实际客户产品验证,水表类应用中实现了38%的功耗优化,而在传统工业传感器方面更是达到了近50%以上的功耗优化。

张明总结了最新的STM32U0的优势:首先,采用ST最新的超低漏电流技术,具有优异的静态功耗表现,其多个超低功耗模式,为工程师提供了更大的设计灵活性;其次,集成性强,包括段码驱动器、高精度MSI内部振荡器、ART加速器和增强安全功能;最后,成本效益高,降低整体BOM成本,加快项目研发速度和产品上市时间。

目前,STM32U0在工业、医疗、智能表计和消费电子领域都表现出色。在工业领域,它被广泛应用于电池供电的独立烟感器、大厦的恒温调节器以及门锁等设备中,展现出卓越性能。

持续精进工艺,创造更大行业价值

在最后的媒体问答环节,ST就媒体关注的几个焦点问题进行一一解答。一方面是针对边缘AI领域的应用,特别是针对边缘设备的AI处理需求。结合MP2产品,ST展示了在边缘AI计算方面的技术优势,强调了在设备端实时处理AI任务的重要性。

另一方面是对工艺制程的关注,ST在半导体制造和工艺优化方面的创新和发展。ST强调其在工艺制程方面的技术实力和持续改进,并且有针对性地、按照市场需求和应用场景进行设计和研发,而不是一味地追求工艺的迭代,以确保产品质量和性能。

还有对产品的节能和低功耗设计的关注。ST在产品设计中注重节能和低功耗,特别是针对工业控制和无线通信领域的产品,其在设计中更加强调低功耗,以满足客户对节能和高效的需求,这也体现了ST在产品设计中对可持续发展的关注,以及对市场趋势的积极响应。

通过发布的四大系列MCU新品,ST展现了在产品线全面覆盖和技术深度上引领行业潮流的实力。这些新产品不仅代表了技术上的突破和创新,更体现了ST对不同市场需求的精准把握和持续投入。从边缘计算到高性能应用,从无线通信到工业控制,ST的产品涵盖了多个关键领域,为客户提供了多元化产品选择和全方位的解决方案。

长期来看,MCU作为连接物理世界与数字世界的关键桥梁,将在物联网的发展和半导体工艺的进步下扮演越发重要的角色。随着对小尺寸、高性能、低功耗、高集成MCU的需求不断增加,同时结合AI技术的应用,MCU在更广泛的市场和应用领域将迎来更大的拓展空间。

面对激烈的市场竞争,技术创新、产品升级以及生态体系建设将成为推动半导体企业增长的关键驱动力。相信STM32系列的新品的推出,能为边缘人工智能领域的更多应用带来卓越体验,为智能设备和物联网应用提供更高效、智能的解决方案,为整个行业创造更大的价值。

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