ST从2019年举办首届工业峰会以来，今年已经是第六届了，工业峰会2024延续“激发智能，持续创新”主题。本次峰会不仅展示了工业市场的技术创新和进步，也展示了ST通过建设完整的生态系统，给工业市场客户提供全面的开发支持，降低开发难度，简化产品设计，帮助开发者集中精力将可持续创新成果推向市场。

  在本次峰会现场，ST携手合作伙伴带来了150多款面向自动化、电源与能源，电机控制三个领域的方案演示，以及28场技术演讲，为与会工程师介绍最先进的工业产品和解决方案。

ST计划加强中国区业务

  ST半导体销售与市场总裁 Jerome Roux在开场主题演讲中表示，ST深深根植于中国和亚太地区。自从1984年，ST首次进入中国，成为首批在中国开展业务的半导体公司，那时起，ST就开始全面布局亚洲地区。目前，ST在亚洲有约19,000名员工，占ST员工总数的1/3。其中，中国员工约4,500名。从营收方面看，亚太地区的销售额占ST总销售额的30%以上。因此，他强调，ST还打算进一步加强中国区业务，其本地化策略是“中国设计、中国创新、中国制造”，即通过设计中心在中国设计，通过技术创新中心在中国创新，通过制造中心在中国制造。这与ST的“在中国，为中国”，以及“在中国，为世界”的理念高度一致。

  为此，ST在亚太地区建立了7个技术创新中心，其中3个是以工业技术创新为核心，分别是工业电源和能源技术创新中心、电机控制技术创新中心，以及自动化技术创新中心。同时，他们还与客户、高校和技术合作伙伴建立了多个联合实验室。

  Jerome Roux表示，ST在工业市场的目标是为客户提供可在全球部署的系统级解决方案。“我们将继续专注于电源和能源应用，并扩展到数据中心和AI服务器等快速增长的应用领域。另外，我们还将更加专注于帮助客户开发关键的工厂自动化和机器人系统，提供相关的半导体解决方案。”他在主题分享时强调。

  而为了快速达成这一目标，ST对公司组织架构进行了改组。在ST开展业务的所有区域，成立了按照终端市场划分的应用市场组织。新组织隶属于其销售&市场部门。“随着本地销售团队的不断扩大，新组织架构的影响也将会不断提升。”

  图：ST中国区功率分立和模拟产品部市场和应用副总裁Francesco Muggeri

  ST中国区功率分立和模拟产品部市场和应用副总裁Francesco Muggeri在主题分享时表示，2023年ST是工业领域增长最快的半导体公司，在工业市场整体下降6.5%时，ST增长了15.1%。也就是说，ST是市场份额从2022年的5.6%增长到了2023年的6.9%。

  其实工业市场的情况很复杂，市场呈现高度差异化和碎片化特征。因此，ST在工业市场主要专注于工业电源与能源、电机控制和自动化三大领域。

  其中在工业电源与能源市场，ST专注于电气化和高功率；电机控制领域专注于智能化和节能化；自动化领域则专注数字化和智能化，以支持工业市场的发展。

电源和能源：专注电气化和高功率

  2024年至2027年，电源与能源市场规模的年复合增长率为9.1%，2024年目标市场规模（SAM）约为232亿美元。细分市场包括太阳能微电网、能源转换和暖通空调，以及工业运输。ST的产品在帮助这些细分市场的电气化和高功率方面具有比较大优势。比如说SiC就是其中之一。

  据Francesco Muggeri透露，ST的SiC MOSFET与模块市场占有率超过了40%，行业排名第一。而为了巩固和扩大SiC市场份额，ST规划投资50亿欧元的多年投资计划，在意大利卡塔尼亚建立SiC产业园，该产业园将在2026年开始生产，2033年完成全面扩展。在中国重庆与三安建立了从事SiC器件制造的合资企业，将在2025年Q4开始生产，并在2028年完成全面扩建，总投资预计为32亿美元。

  他谈到之所以选择与三安合作，首先是因为三安有非常丰富的项目经验，同时他们也一直深耕SiC行业，与ST比较契合；其次是因为ST深耕中国市场，“在中国，为中国”，ST需要提升在中国市场的业务，需要有本地的产能。他同时表示，该合资工厂的产品将主要服务汽车市场，同时对其他市场保持开放。

  据悉，ST自2007年量产SiC器件开始，到目前为止，已经向汽车和工业领域的客户出货超过5亿个器件，并于2023年达到了200mm晶圆制造标准。

  此外，AI数据中心正在推动能耗增长，预计到2030年之前，由AI推动的数据中心电力需求将增长160%，由AI工作量导致的数据中心电力消耗将达到200太瓦时。如果现在不采取行动的话，数据中心的耗电量可能会达到世界总耗电量的7%。

  随着AI工作负载的增加，特别是像Nvidia这样的GPU，其功耗正迅速翻倍，导致电力消耗不可预测地激增。这种快速的动态负载，不仅增加了配电系统的压力，还导致功率因素降低、相位不平衡，甚至还提高了运营成本。

  因此，AI服务器电源的整体功率在不断提升，2023年电源厂主要聚焦在3kW的ORv3的设计，而今年的目标则提升到了5.5kW。另外，M-CRPS服务器电源也达到了3kW功率水平。

  图：ST工业电源与能源技术创新中心负责人周光祖

  据ST工业电源与能源技术创新中心负责人周光祖介绍，ORv3主要支持Nvidia的开放机架平台，因此他们的重点是如何提升功率输出，而M-CRPS则专注于提升功率密度。此时，第三代半导体辅以ST的电隔离栅极驱动器ATGAP在这些领域中的应用非常关键，尤其是在高频应用方面，包括SiC和GaN。加上STM32G4微控制器为ST的电源解决方案带来了智能和先进的控制功能，可以更好地管理配电，并实时适应负载的波动变化。

  特别是对于ORv3AI服务器电源，市场上已经有公司在探索更高的功率输出，有的已经在开发8kW、8.5kW，甚至有人提到10kW或12kW的设计。重要的是，这些更高功率的设计并没有增加体积，意味着在相同体积下塞入更高的功率，功率密度也随之成倍增长。

  在功率密度提升的前提下，第二个关键因素是如何在有限的空间内进行有效的散热控制，这也再次提到了SiC和GaN的应用。在高功率密度、高温操作环境下，SiC目前在市场上被广泛采用。而未来的一些被动元件的进步也将配合电源设计的发展，使电源设计从单相扩展到多相转换架构，这正是GaN的优势所在，能进一步缩小尺寸并提高密度。在这种趋势下，GaN将在提高功率密度的过程中扮演越来越重要的角色。

电机控制：专注于智能化和高效率

  不论是全球变暖、电气化，还是可再生能源的崛起，或者是AI数据中心都需要开发高功率热管理系统。据IEA的统计，由于全球气温在逐年上升及新兴经济体收入的增加，人们在空调制冷方面的电能需求将会增加，今年预计将会增长1200太瓦时，未来几年的全球增长率约为20%；而AI数据中心中，冷却所需要的费用占数据中心总能源账单中的40%。ST观察到，过去三年中，制热系统出现了两位数的增长，尽管2023年略有下降，但预期仍然强劲增长，到2035年，在全球用电量的占比约为6%。也就是说，建筑物和非人类设施的制冷制热的用电量增长高达35%。

  而在商用空调、AI数据中心、热泵，能源存储等应用的冷却系统中，会用到三种电机，即压缩机、风扇和水泵。这些电机的要求非常高，首先，能效至关重要。因为这些应用需要全天24小时运行，且消耗大量的电能。

  其次，可靠性是必须的。保证散热系统的可靠性，以避免灾难性故障，或因维护而停机；还需要应对快速变化的负载，并保证温湿度稳定。

  三是集成度要高。因为集成度高有助于提高可靠性，集成的功能越多，意味着所需要的组件将越少，制造偏差和设计复杂性就会降低，此外热管理系统所占用的空间通常尽可能小。

  那么，电机控制如何帮助实现这些目标呢？在ST电机控制技术创新中心技术负责人Dino COSTANZO看来，首先需要采用变频电机，以适应白天计算负载的波动变化；其次，采用分布式 数字PFC，在每个电机中集成电源转换和逆变器，以减少无功功率和电流谐波；三是提高电能转换效率，采用碳化硅、超结温 MOS 和氮化镓提高能效，他估计，对于一个5MW 的数据中心，PUE为1.7的话，使用宽禁带器件每年可以节省高达10万美元。

  在解决方案方面，ST展示了一款为热管理系统中的 10kW 压缩机开发的解决方案。该多合一解决方案将电源转换和逆变器集成在同一块板上，由一个 STM32G4 微控制器驱动，实现分布式数字 PFC，以实现高品质电源和成本优化。采用 ST 高能效的 1200V IGBT和二极管提高功率密度和可靠性，如果改用1200V碳化硅和电隔离 STGAP 栅极驱动器，可以进一步提高功率密度和可靠性。

  Dino COSTANZO表示，该解决方案具有非常高的性能，在电机功率最大时，电流总谐波失真（THD）低于 2%，CPU 负载约为 65%，为 Nano Edge AI 运行预测性维护算法留出了空间。

  此外，ST还可以为电机控制解决方案提供智能电源模块IPM、Acepack SMIT 和 Power Module 电源模块。ST的智能电源模块（IPM）是SLLIMM系列，最新的 SLLIMM Compact采用最新的IGBT技术，适用于高达3kW的电机控制应用；SLLIMM 2系列采用最新的超结MOSFET技术，SLLIMM HP（高功率版）可将输出功率提高到 7~8kW。

  新的顶部冷却表面贴装封装 ACEPACK SMIT，提供灵活的模块化集成方法。顶部冷却材料可以改善热散热，简化装配。Acepack SMIT 通过 3.4KV 绝缘认证，可以实现 1 至 50KW功率的单芯片和多芯片的各种电路解决方案。

  其新 22KW 伺服驱动参考板就采用了6个Acepack SMIT半桥1200V 50A IGBT为伺服应用供电。

  ST电源模块产品包括DMT32 SiC模块和采用ACEPAK 1&2 塑料封装的模块。DMT 32 是一个双列直插模塑通孔 32 针电源模块，专为电源和电机控制应用量身定制。DMT32顶部使用氮化铝材料，确保更高的导热性和非常低的热阻率，以及高电气隔离性。ACEPAK 1 和 2 塑料封装模块，内置 IGBT 和 SiC，采用不同的拓扑结构（经典三相、多级等）

  其实，电机除了在热管理控制系统中经常用到之外，在伺服控制系统中也经常使用。在本次峰会上，ST还展示了其电机控制在伺服控制系统中的应用。比如一个具有EtherCat 连接的双电机伺服驱动，可为两个 BLDC 电机提供 48V、每个 1kW 的最大功率。我们的双伺服架构用起来非常方便，只需一个 MCU。STSPIN32G4 是一个集成 STM32G4、栅极驱动器、电源转换、模拟等功能的系统级封装三相电机控制器。减少了 PCB 面积和无源元件，虽然将 BOM 成本砍掉一半，但不会牺牲 FOC 控制性能，这也得益于我们电机控制技术创新中心的专利 IP 技术。

自动化：推进数字化和智能化

  根据IEA的报告，由于制造工艺陈旧落后，全球有37%的能源被浪费掉了，再加上过去几年中，缺工时有发生，这让传统工厂像数字化，智能化方向转型变得越来越有必要和紧迫了。

  在ST智能工业全球细分市场及系统应用，自动化技术创新中心负责人Allan Lagasca看来，推动工业自动化的将会是机器人。传统的机器人的机械臂，主要做的是一些单调而重复的工作。而现在进入到人形机器人时代，其实人形机器人比较受欢迎，那更重要的一点是人形机器人可以参与到这个工厂的决策过程当中，并且能够实现和设备端的一个互联，实现真正的智能工厂的打造。

  图：ST智能工业全球细分市场及系统应用，自动化技术创新中心负责人Allan Lagasca

  但是如果把人形机器人拆分检查来看的话，它仍然是传统的功能模块的组合。在任何的人形机器人身上，存在的仍然是传统的电机控制、传感器，还有包括其他的一些连接器件，当然还有和人工智能所相关的一些功能和模块。

  ST中国区微控制器、数字 IC 和射频产品部（MDRF) 副总裁，物联网/人工智能技术创新中心和数字营销部负责人Arnaud JULIENNE认为传统的人形机器人，可以把它分成两种：一种是较为先进的人形机器人，在这个人形机器人身上需要强大的处理器，而且他必须拥用非常广泛的人工智能的资源。就这种人形机器人，至少就他的大脑算法这个部分不是ST比较活跃的一个业务领域。

  图：ST中国区微控制器、数字 IC 和射频产品部（MDRF) 副总裁，物联网/人工智能技术创新中心和数字营销部负责人Arnaud JULIENNE

  而ST更加关注的是对于传统的简单一些的人形机器人的这个部分，其中可能有一个嵌入式的MPU来做这个系统的管理，然后会有不同的MCU来做这个大系统下的子系统的一些管理，包括对于电机，包括对于执行器的管理。 在这个人形机器人身上，边缘人工智能在预测性维护方面已经发挥了非常大的一个作用，可以使用它来进行后期的设备的跟踪，以及包括如果在某个时间段设备可能会出现问题，会有一些自主性的这个故障的一个提前的预警。 而且开发者还可以通过联网的方式对这些软件计算进行训练。但推理其实可以在偏远的节点完成，它不需要实现任何的连接操作，在其中还嵌入了机器视觉。

  他同时还强调，ST的产品上每隔几个月就可以在同一平台上运行更加复杂的算法，因为其MPU的处理性能一直在不断的提升，而且与此同时，算法也在不断的提升。每隔几个月的时间，算法就会进行一次改进，现在ST的MCU上都可以运行大型的大语言模型，这在STM32上就可以做到，但几年前其实还是做不到的，所以随着设备本身的处理能力不断的提升，算法也得到了极大的优化。

结语

  ST深知，在全球范围内推动可持续发展离不开各方的共同努力。因此，除了展示自家技术外，ST还特别展示了与生态系统合作伙伴共同开发的解决方案。这些合作伙伴包括阳光慧碳、文晔科技等知名企业，涵盖了碳管理、数字能源管理、太阳能储能一体化系统等领域。

  通过与各大科技公司、工业客户以及高校的合作，ST不断推动绿色能源解决方案的研发，并在全球范围内部署高效、可持续的能源管理系统。