ST高层谈MCU产品、技术和市场发展趋势

（文/程文智）2023年5月12日，意法半导体（ST）在深圳蛇口希尔顿酒店举办了2023 STM32中国峰会，本次峰会以“STM32不止于芯”为主题，围绕边缘AI &信息安全、连接、生态系统&开发者优先计划，以及智能工业&高性能MCU/MPU四大主题，举办了29场主题演讲和28场研讨会，吸引了超过2600名观众到场参与。峰会现场还有200多款产品展示，覆盖了边缘AI、网络连接、信息安全、生态系统、开发者优先解决方案，以及STM32垂直应用等市场应用。
 

图：ST的高管们在与媒体互动

 
当然，还少不了ST一众高管们与媒体的面对面对话，这次参与媒体对话的ST高管包括了ST微控制器和数字IC产品部(MDG)总裁Remi El-Ouazzane、ST执行副总裁、通用微控制器子产品部总经理Ricardo De-Sa-Earp、ST执行副总裁、中国区总裁曹志平（Henry Cao）、ST微控制器和数字IC产品部(MDG)、微控制器事业部高级总监Daniel Colonna、ST亚太区微控制器和数字IC产品部、（MDG)物联网/人工智能技术创新中心及数字营销副总裁朱利安（Arnaud Julienne），以及ST中国区微控制器和数字IC产品部（MDG）总监曹锦东 （Johnson Cao）。他们就STM32 MCU新产品、新技术、新的市场发展动态等问题与媒体做了深入的交流。
 

众多新品打造STM32 MCU护城河

与前几次STM32中国峰会有些不同的是，本次峰会ST带来了多个新产品，比如针对高性能边缘AI应用的STM32N6、无线MCU产品STM32WBA52、全新Sub-1GHz SoC STM32WL3、集成完整60GHz射频收发器的ST60、STM32MP2系列MPU、高性能MCU STM32H5，以及适合成本敏感应用的入门级MCU STM32C0等新产品。
 
在与媒体对话环节上，据ST执行副总裁、通用微控制器子产品部总经理Ricardo De-Sa-Earp透露，STM32N6在ST去年资本市场日（Capital Market Day）上首次做过披露，当时有提到其研发和开发计划。但实际上，该芯片样片的首次亮相是今年早些时候的Embedded World上。现在该产品的开发已经完成，且成型。

ST微控制器和数字IC产品部(MDG)总裁Remi El-Ouazzane在主题分享中也提到，STM32N6采用的是Cortex-55内核，具有机器视觉处理能力与神经网络硬件加速器，具有卓越的安全性能。他同时谈到，之所以没有像其他STM32产品那样发布STM32N6，是因为他是一种非常新颖的MCU，也是ST首款集成了ISP和神经网络处理（NPU）单元的MCU。其中NPU单元并不是来自Arm发布M55时配套的U55的NPU核，而是ST自己研发的NPU IP——Neural-Art加速器。这既有利于其实现授权成本降低，提高最终客户端的产品价格竞争力；同时也能够让ST自主把控在这一NPU IP上进行迭代升级的节奏。据他透露，从去年9月份开始，ST已经开始向部分潜在客户提供STM32N6样品，今年下半年将会继续扩大样品提供范围。而STM32N6之后，未来在STM32MP2上也会专门配备Neural-ART加速器。边缘人工智能在整个行业发展中将会成为一个非常重要的方向。

图：ST微控制器和数字IC产品部(MDG)总裁Remi El-Ouazzane

 
Ricardo还聊到了其全新的蓝牙无线MCU产品STM32WBA52，这是ST推出的一个新产品，具有较低的低能耗表现水平。其实它是基于ST现有的STM32U5平台开发，加上其ULP射频和Arm Cortex M33 100MHz内核，让STM32WBA52具有了高效和超低功耗。由于M33具有Arm TrustZone技术，安全性能得到了进一步加强，达到了最高等级的SESIP和PSA L3认证目标，因此，可以用于对数据安全比较敏感的场景，比如智能家居、门禁等应用。

同时，Ricardo还特别指出，STM32WBA52具有软件协议适配的灵活性，它可以满足多种软件协议，包括Matter协议。当然，它在性能上也不弱，主频达到了100MHz；连接性方面，它完全支持和集成Bluetooth低功耗5.3协议，输出功率超过+10dBm，传输距离远；成本方面，它基于Arm T具有嵌入式巴伦和匹配电路，组要的外围器件更少，能降低设计成本；内存也很充足，具有高达1MB闪存和128KB RAM。
 
在LPWAN方面，ST带来了更新的产品型号STM32WL3。该产品采用单芯片方案，一个芯片上集成了两个射频单元和一个Cortex-M0+内核；同时还具有LCD控制器、传感器等丰富外设。

不难看出，STM32WL3其实非常适合智能表计的应用，传感器外设可以连接水、电、气、热等传感器信号，LCD用于显示数据，射频单元用于传输表计数据。STM32WL3的多调制射频单元可以支持Sigfox、W-BUS、Mioty和Wi-Sun等多种协议；专用的唤醒射频单元在接收模式下仅消耗4.2µA，可以保证MCU核更多时间处在低功耗状态，仅在接收到数据包时候才唤醒。

此外，ST在工业高速连接场景推出了一个产品和一个解决方案，产品是直接高速非接触式连接的ST60，它内部集成了完整的60GHz射频收发器，可实现对于板对板连接电缆的替换，速度高达6.25Gbps，尺寸小、功耗低；解决方案是基于STM32MP1的Linux-RT+EtherCAT的主栈解决方案，该方案是ST合作伙伴Acontis提供的。

新推出的STM32H5系列搭载了Arm的Cortex-M33嵌入式内核，运行频率250MHz ，处理速度375 DMIPS，EEMBC CoreMark行业基准测试取得1023分的优异成绩。其设计意图是加快下一代智能物联网设备创新转化，让“边缘”设备具有更多的智能，并加强物联网设备的攻击防御能力。Cortex-M33内核为新系列产品带来Arm 的 TrustZone安全架构，加上ST专有的各种安全功能，包括与授权合作伙伴 ProvenRun合作开发的一些功能STM32Trust TEE Secure Manager(安全管理器)，该工具省去了开发者自己写安全代码，同时提供根据现有最佳实践开发的安全服务，且在保证有效保护的同时简化了应用开发。另外，客户可以通过行业标准 API 访问其安全服务。
 
STM32H5的应用领域包括空调、家电、报警等家电、工业可编程逻辑控制器 (PLC)、电机控制、工业泵、通信网关、照明控制和功率转换，以及消费电子，例如，PC外围设备、智能手机和配件。
 

新技术与工具让MCU持续发光发热

这几年AI应用开始百花齐放，Ricardo对媒体表示，ST从2017年开始，就一直非常关注AI与MCU产品的结合。他们最早的做法是推出AI工具，帮助工程师将其AI算法移植到MCU当中，“现在我们做了进一步的升华和优化，在MCU中加入了NPU和机器学习，而且可以为客户提供非常全面的软件支持，帮助客户实际落地他们开发的产品。”他在与媒体交流时表示。
 
在Ricardo看来，未来AI将会无处不在，而实现的关键是各种软件和硬件的融合。因此，ST在2019年推出了STM32Cube.AI，2021年推出了NanoEdgeAI。通过STM32Cube.AI，开发者可以根据自己的需求来进行模型的搭建，将标准AI工具创建的深度神经网络模型进行高度优化，优化到适合MCU资源级别的C代码，使开发者的边缘AI算法可以最终得以执行和落地。

而NanoEdge AI Studio是一个自动化的机器学习开发工具，适合不需要开发神经网络的应用项目。该开发工具解决的是深度学习的痛点，就是数据清洗和数据加载，无论在AI领域的专业水平如何，通过NanoEdgeAI Studio，都可以找到最适合嵌入式项目的AI库，并将机器学习功能加入到MCU的C代码中。 NanoEdgeAI Studio为AI库嵌入一个自动搜索引擎，开发人员只需几步操作，即可基于最少量数据，为自己的项目生成最优机器学习库。创建之后，该库被加载到微控制器中，以便在边缘直接进行训练和推理，从而提高安全性并减少延迟。根据ST官网的信息，NanoEdgeAI Studio可生成四种类型的库，包括异常检测、异常值检测、分类和回归库。当然，库的数量在在增加过程当中，相信未来会支持更多种类的库。

图：ST执行副总裁、通用微控制器子产品部总经理Ricardo De-Sa-Earp

 
在今年年初，ST还发布了首个云端的MCU AI开发者平台——STM32Cube.AI 开发者云，帮助开发者进一步加速边缘AI开发流程。据Ricardo分享，通过该平台，开发者可以学习了解如何在特定的应用场合当中进行神经网络MCU相关的开发。云模版库每年至少将会进行4次更新，板库则是根据产品更新实时更新；开发者可以在该平台上对比选择最适合自己MCU型号的AI模版。
 
经过优化后的算法部署在端侧，精度方面是否会大打折扣？这应该是开发者们非常关注的一点。而在峰会现场英伟达的演示来看，在足够好的优化之后，这并不会成为一个问题。通过英伟达深度学习技术经理吴永亮 Luis WU在峰会现场分享的案例来看，通过NVDIA TAO 5.0训练后的人员检测模型，可以直接部署在STM32H747上，但内存占用和更新率较低。而进一步经过STM32 Cube.AI对于模型的剪裁和量化后，精度仅降低了0.5%，但内存占用率获得了数倍降低，而更新率则直接从1.3FPS提高到了9FPS，优化效果非常明显。

电机控制也是ST的强项，在今年的STM32中国峰会上，ST针对PMSM/BLDC电机无传感器模式控制方案，推出了STM32 ZeST零速全力矩控制算法和HSO（高速观测器），帮助客户以更低的成本实现更可靠的系统设计。据ST介绍，零速全力矩控制算法应用于洗衣机后，可帮助洗衣过程电机驱动节能15%~40%。
 

关于市场现状和未来趋势

从去年下半年开始，全球市场都有一些变化，尤其是消费类电子与手机行业，并且需求有不断弱化的趋势。“今年中国市场重新开放后，我们看到市场的消费已经有一些初步恢复的迹象，如果将消费类的业务动能跟工业类的客户相比，在MCU这一范畴来讲，工业会更强一些，工业类的客户包括能源、电力管理、新能源客户等。” ST执行副总裁、中国区总裁曹志平（Henry Cao）与媒体交流时表示。
 
他坦承，虽然在消费类电子方面，ST做了很多的Design-in，也有很多的Design-win，但总体来看，消费电子市场大幅度的恢复可能还需要时间。对于工业类客户，供供货的角度来看，ST应该比去年的情况要好。

图：ST执行副总裁、中国区总裁曹志平（Henry Cao）

 
除了极个别的一些产品型号以外，大部分的产品应该比去年的供货能力要强，尤其是那些跟ST有全方位合作的一些客户，他们的供货基本上是ST优先保证的。所谓的全方位的合作，指的不光是MCU，还包括ST很多产品，包括功率器件、模拟器件、传感器等等，还有一些栅极驱动器等。曹志平表示，对于跟我们全方位合作的客户，他们供货保证的优先支持力度应该会更大。
 
曹志平对电子发烧友网表示，他近期也走访了国内一些客户，根据他们的反馈，在汽车市场，虽然一季度由于各种原因出现了一些扰动，但他们对全年的汽车市场比较乐观，普遍预计跟去年相比会有略微的增长，电动汽车的增幅会更大；在家电市场，几家大的家电厂商均认为今年的生意相对去年会有有增长，他承认，一些中小型的家电企业可能会遇到一些困难，但对于大型家电厂商，他们主要是ST的客户，他们的增长预期还是比较乐观的；能源类，比如光伏和风能相关的需求明显比去年大，而且他们开始全方位拥抱ST的整体解决方案，无论是MCU，还是功率器件、模拟产品，甚至是栅极驱动器等。
 
谈到目前芯片市场上价格内卷的事情，曹志平认为，从价格来讲，ST现在更多关注的是价值。ST提供的是一个全方位的服务，它不仅仅只是一个芯片。“我们的关注点不是仅仅比较一个硬件的价格，更多关注的是给客户提供一个全方位的系统解决方案的价值。从价值的角度讲，我们为客户提供的价值比疫情前更大，因为我们提供的有硬件、有软件、有生态系统、有功能安全、有信息安全，有无线的连接等等，以及各种开发的工具。如果我们的用户能够全方位地拥抱我们所提供的一些工具，一些方案，一些软件和一些硬件，以及合作伙伴的一整套系统，他们能感受到的价值肯定会比以前更大。”他指出。
 
对于未来的预测，Remi认为2023年的业务将会表现不错，因为在电动汽车的驱动下，汽车市场表现依然强劲，对ST来说，不论是其功率产品，还是MCU产品，在汽车市场仍然有非常不错的表现。
 
在工业市场，主要分两个场景。就工业市场当中的一些消费类场景而言，整个亚洲地区，ST都看到了复苏的泡沫，特别是房地产行业所引发的泡沫；但就工业场景中的能源管理应用，增长还是非常不错的；还有工厂自动化的增速虽然是两位数的，但较之以往有所放缓。
 
Remi最后总结，ST是一家公司，他们能做的不是去主导经济的发展，而是去回应社会经济的发展，然后去发展其业务。因此，他们更加关注长期的发展，比如工业市场和汽车市场。