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来源:电子工程专辑发布时间:2023-04-054207浏览
询问 AI自2007年意法半导体(ST)推出STM32首款Cortex-M内核MCU以来，16年间，STM32系列累计出货量超过110亿片，包含主流型、超低功耗、高性能、无线型MCU，以及MPU五大系列，ST在全球通用MCU市场的排名也从2017年的第3名跃升至2021年的第1名。
ST微控制器和数字IC产品部(MDG)亚太区、物联网/人工智能创新中心及数字营销副总裁朱利安(ArnaudJULIENNE)将STM32市场份额的增加，归因于“有机增长模式”的助推。在他看来，数字化趋势会带来3-4倍，甚至更大规模的32位MCU市场的增长。其中，最大的推动力将来自工业控制，而在潜在市场，MCU工业市场份额将从2021年的52%增长到2026年的65%。
“ST即将进入一个新时代，设备端需要更加智能的处理、更安全地连接到云端，ST计划未来达到200亿美元的目标，微控制器和数字IC产品会聚焦在更安全、更互联和更智能的方向。”朱利安对《电子工程专辑》表示。
他预计2021-2026年，工业MCU的增长点将主要集中在以下五大领域：首先是家电领域，来源于能源效率提升和云连接的需求；二是针对工控自动化的预测性维护需求，其中涉及工业设备部署AI的功能等；三是电动工具的无线化，例如电池寿命、工作效率等都可以通过无线方式更好地实现管控；四是电气化，特别是汽车电动化，包括汽车相关的充电管理、充电桩等需求；第五是建筑方面，可以更智能、更安全、更节能。
在谈及供应链话题时，朱利安称ST正在部署一个长期计划，以提升供应链的灵活度和坚韧度。产能方面，2022年ST投资支出35亿美金，今年将投入超过40亿美金，其中很大一部分资金将用于支撑STM32在90纳米和40纳米的产能扩充。同时，ST也在积极和全球多个代工厂合作，这些合作不仅支持今、明年的产能计划，也包括未来4-6年甚至更久的代工合作计划。
基于上述可预见的需求和增长点，ST方面承诺STM32将会在安全性、无线连接、人工智能等方面进行持续的创新和升级。而日前，数款MCU新品的一次性集体亮相，正是这一战略的体现。
8位MCU成本低、便于开发，性能可以满足大部分场景需要，被广泛应用于消费、工业控制、家电和汽车(比如汽车风扇、雨刷天窗等)等下游领域。凭借着在性能、价格、功耗、可靠性及稳定性上完美的“平衡”表现，8位MCU仍然占据着相当的地位，呈现出顽强的生命力。
据ICInsights统计，2011-2020年全球MCU产品中，4/8位MCU占比为15%。到2026年，全球4/8位MCU依然有24亿美元的规模。而在2020年中国通用型MCU市场中，8位市场占比达43%。
STMDG中国区总监曹锦东指出，作为8位MCU的平替，STM32C0的价格与STM8相当，而性能更加优秀，开发如8位MCU一样简单。未来，STM8的产能规划不会增加，这意味着ST不会推荐新客户和新应用继续采用STM8，而是用STM32C0逐步取代。
STM32C0系列外设简单，更小的PCB尺寸、仅配备1对电源、高精度的嵌入式高速时钟，都让该产品经济适用，非常适合工程师开发。与市场上同类产品相比，STM32C0基于ArmCortex-M0+内核，主频48MHz，可提供44DMIPS指令吞吐量和114CoreMark性能，并与STM32G0系列保持了一致的引脚布局、同一IP平台和相同的技术平台，以确保连续性。
功耗方面，STM32C0具有简单的低功耗架构，有运行、停止、待机或关机模式。运行模式下动态消耗低于80μA/MHz，且无论是否打开HSIKER，停止模式电流保持在80-605µA，在唤醒时间不是主要限制的情况下，关机模式电流低至20nA。此外，STM32C0拥有9种小巧紧凑的封装形式，从最小的SO8N到最大的LQFP48，从8pin到48pin，而普通MCU的引脚数很少能达到20pin以下。
曹锦东补充说，其实不管有没有STM32C0，市场都在升级。从供应商到新产品发布以及供应链安全来看，8位MCU都远没有32位MCU更有保障，市场从8位到32位MCU的升级已经在进行中。
全新的STM32H5系列以Arm®Cortex®-M3332位内核为基础，采用ST40nm工艺制造，代表着高性能、安全性和经济性的融合。其工作频率最高可达250MHz，Coremark得分为1023，支持用于内部和外部存储器的指令和数据缓存(ARTAccelerator)，支持FMAC和Cordic数学加速器，大大提升应用性能。
片内集成128KB至2MBFlash存储器和640KBRAM，并配备了种类丰富的接口，包括在STM32中首次应用的I3C接口。两款不同内存的H5通过12种封装(25到176个引脚)提供众多产品型号，以满足更多应用需求。
与STM32其他MCU系列一样，该系列产品同样兼具高可靠性和高效率，例如，新器件可在125°C条件下工作，以满足工业应用的需求。此外，ST还为部分STM32H5器件配备了灵活的电源模式，通过开关模式电源选项(SMPS)实现更高能效。
安全性也是STM32H5优先考虑的事项。STMDG中国区通用微控制器事业部技术市场高级经理何荻凡(StephaneRAINSARD)说，从基本的安全服务到完全认证的构建模块，均由ST在产品整个生命周期内进行维护，提供物联网设备所需的大部分重要安全服务。
如果用户采用ST的部署方案并使用ST的二进制文件，用户的产品要获得PSASESIP3级认证就会非常简单，此后也无需为该方案的更新或修订而担心。此外，STM32H5还配备了不可变可信根(iRoT)和可更新可信根(uRoT)的双极可信根，前者意味着开发人员不必依赖外部的硬件安全模块，后者意味着嵌入式系统专家可在不牺牲安全策略的情况下实现更大的灵活性。
在2.4GHz短距离无线应用场景中，ST有三个产品组合：
最新推出的STM32WBA则是基于Arm®Cortex®-M33内核、首款获得SESIP3级认证、支持低功耗蓝牙5.3应用的32位无线SoC，可为无线物联网设备提供的基本功能包括：高数据速率确保快速可靠的数据传输；远距离能力，扩大通信距离；高输出功率，输出功率+10dBm扩大了通信距离；低功耗通讯功能可延长电池寿命。
不要小看+10dBm的输出功率，以与手机相连的可穿戴设备为例，当我们背着双肩背书包外出，而可穿戴设备被放置在背包内，这时连接信号必须穿过背包和用户的身体，导致信号传输受阻。采用STM32WBA设计的可穿戴设备，由于其输出功率为+10dBm，为开发者获得更强劲可靠的信号提供了保障。
STM32WBA无线系列内嵌大容量内存，可支持应用程序和连接功能，具有最高1MBFlash存储器和128KBRAM。丰富的智能外设(如ADC、触摸传感、定时器)，使STM32WBA成为自给自足型应用无线MCU，极大地简化开发过程。
STM32WBA系列采用TrustZone®技术，提供高级别的安全性，同时还能保护数据、IP，并防止黑客攻击或设备克隆。
STMDG中国区通用微控制器事业部无线产品市场经理于引表示，互连互通是很重要的一部分市场需求。在设备端处理器方面，ST的通用MCU已经很全面了，不过还需要无线产品来实现设备与设备的连接、设备与云端的连接等。考虑到蓝牙技术在国内市场上拥有非常广泛的应用，特别是在便携式设备中，而低功耗是这些设备很重视的一个参数，因此ST推出了这款低功耗无线MCU产品。
STM32MP13MPU是该产品家族的新成员，也是迄今为止价格最实惠的STM32MPU，主要面向成本敏感型微处理器应用。根据STMDG中国区通用微控制器事业部微处理器产品市场经理霍笋的介绍，这是一款应用于工业级的通用MPU产品，易用、安全、低功耗是其最大的特点。
该处理器采用主频高达1GHz的单Arm®Cortex®-A7内核。集成创新节能特性，配备双路千兆以太网口和全方位安全功能，通过加密算法加速器，侧信道保护、防篡改、安全存储，配合ArmTrustZone®技术和可信固件(TF-A和OP-TEE)安全处理环境，保证物联网设备具有很高的安全性。
STM32MP13还集成了在STM32MCU中充分验证过的创新节能特性，加上专用于STM32MPU产品的STPMIC1电源管理IC(PMIC)，可以帮助开发人员优化功耗，以实现卓越的能效，最大限度地增加电池供电应用的续航时间。与采用立器件的定制方案相比，STPMIC还节省了BoM成本、开发投入和PCB尺寸。
此外，STM32MP13还提供进一步的实时性能支持，提供基于STM32Cube的Baremetal裸机和AzureRTOS开发的软件，以满足用户实现硬实时应用的需求。这一点尤其对习惯于使用MCU开发的用户来说非常友好，可以让开发者在使用MPU强大性能的同时获得类似MCU的开发体验。
STM32MP135产品线有3种不同的封装，支持低成本PCB设计(低至4层PTHPCB)，便于实现有性价比的PCB设计。
面向未来数字化转型需求，STM32还着力于软件和算法建设，从通用的STM32Cube工具家族的各个成员，到针对特定应用领域的功能扩展包，从电机专用SDK到用户界面设计工具TouchGFX，还有简化AI设计的STM32Cube.AI等，STM32的生态圈仍在多个维度不断发展壮大。
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