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                ST MCU进军无线、安全、AI

                作者:王莹时间:2021-01-14来源:电子产品世界收藏

                2020年,突如其来的新冠肺炎疫情改变了世界。对于(微控制器),哪些机会和技术将是未来的趋势?目前的紧缺问题何时能得到解有些人决?

                本█文引用地址:/e7dwzt/article/202101/422100.htm

                近日,意法半导』体(ST)在京㊣发布了面向的WL系列双核。值此机会,电子产品世界等媒体访〗问了ST的相关领导,请他们介绍了ST对市场热点的看法,以及技术市场布局。

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                ST受访者:中国区微控制器市场及应用总监曹锦东,亚太区STM32WL微@控制器策略总监陈德勇,ST高级应用工程师徐向东

                1   新兴市场¤有哪些

                2020年是〒特殊的年份,从ST角度看,两大类需求始料未及,一是与医疗设备相关,二是居家智能化设备需为什么是明天求。此外,IoT仍蓬叮当声勃发展,更多的设备需要联网,而联网就需要。为此,ST会集中产品以◤及软件服务去满足特定☆行业和客户的需求。

                2   MCU家族增加了无线分类

                过去ST主要按照不同内核来划分产品线。例如下图,红框内的是新产品线和新分支。例如这两年出现了高性能的H7产品线,在MPU上去做更高性能的处理的MP1系列,主频达(650~800)MHz。在超低功耗产品线方面,推出了从传统的L4内核的MCU,到2020年年初发◥布了L5的产品线。L4→L5也是从M4内核变成M33,带来了更多的内核∩及外设,使ω该产品在等级方面做了更多※的升级。

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                 但是这两年,出现了无线产品线。2018年发布了STM32WB系列,这是首个集成Bluetooth LE的RF产品线。2020年底,ST又祭出面向大众市担心场的 WL 无线系统芯片系列产品。  

                为了方便无线MCU的开发,ST还会发布相关模块№。因为有些用户在射频开发方面会遇到一些困难,模块可以☆让客户拿来即用。为此,2021年1月,ST出炉了首款无线MCU模块,是基于WB系列的 STM32WB5MMG模块 ,集成了直到天线的整个射频子系统,可加快基于Bluetooth LE和802.15.4新物联网设备的开发周期。

                3   ST MCU的三个方向

                从整个MCU来看,更大的memory(内存)、更新》的工艺、更低的功耗是永恒的主题。此外,以下三个方向是◣ST重点部署和研→发的。

                1)无线。ST希望MCU有更多无Ψ 线连接功能,无线产品线会覆盖到从点对点到网络的应用。

                2)安全。未来新的产品线里会有从内核到IP,到软件,到系统的全方位的安全考虑。安全不仅仅是设计的范畴,还会延续到生产、运行,乃至整个生命周期的结束。

                3)人工智能(AI)。今天的AI更多↑是在云端、服务器端来执行▃,用GPU、CPU及特定的高性能芯片来∑做AI。可以想象,未来很多设备的联网能力并不是太强,而且算力并不是太高,要去执行的AI算法也不太复杂,例如通过噪声去判断电机本身的运行状况,这样的▼应用无需上云。可见未来将有更多ξ的AI会在设备端√部署、完成,即分布式AI。ST会关注『这方面的需求,利用MCU/嵌入式系统帮助用户从软件到芯片、系统、乃至整个方案来部署AI。   

                4   无线:新添产品线

                在无线方面,ST希望打造一个全方位覆盖的无线产品线(如下图)。为此,ST在2020年有三个无线相关的收购陈荣昌本身,分别是收购UWB供应商BeSpoon,蜂窝物联网供应商Riot Micro,以及专注于∑ RF前端模块(FEM)产品的SOMOS。

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                1)ST为何看好低功ζ 耗广域网(LPWAN),支持LoRa?

                据LoRa Alliance的数据,到2020年已有将近162个国家、148个运营商在全球范围●内去推行超低功耗广域网产品。从IHS Markit的产品或路线图有关数据看(如下图),LoRa在2017—2021年增长一声速度非常快。

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                其中,LoRaWAN和Sigfox这两个区域里面的增长力度较高。当然在未来5年里,这几种『技术会互补、兼容地存在于市场。中国也是ξ这些技术蓬勃发展的国家,尤其是长距离通信。

                2020年1月,ST已经发布了第一代LoRa STM32WL,是基于ST畅销的超低功耗系列L4/M4核,上面加入了LoRa等调制解调器,再加上安一阴子有什么话要对孙树凤说全性,推出了全球第一颗STM32WL系统级的集成芯片(SoC)。11个月后,LoRa双核产品ㄨ线发布,在M4核基础上,又增加了M0+核。

                关于销量,仅仅11个月,即到2020年底,已有100多个客︽户移植到基于LoRa的WL单核芯片上,已实现ξ 了百万级的订单,市场反响比ST预想全部融入下一件的热烈。展望2021年,随着双核产品的发布,预计将迎来更大的爆发点。因为在过去一年中,客户更多的是在调试、测试和做小批量的验证,经过3~6月的验证,预计2021年会开始上◥量。

                2)中国厂商到◣底应该选择NB,还是LoRa协议?

                实际上,这两种技术是互补的。ST计划提供客户所需要的各种无线平台,最终客户选择什么,完全在就是从银sè箱子里拿出来于客户自己的选择。为此,ST未来也会推出基于NB和Cat-M的产品。

                现在中国很多地方的NB和LoRa都是共存的。过去ぷ在中国,LoRa或私有协▅议(包括LoRaWAN等)可能在表计▓里会用,但同时用NB的也会很多。所以这里有多重因素,也是看运营商和政府会更倾向于哪一点,从既有层面来讲,用户更在意用原有的产品。归纳一下,主要取决于以下因素。

                ●是否容╲易部署。对于NB,优势是有运营商》帮助把整个网络基站√都部署好,但缺点是不是所有的地方都有网络覆盖。LoRa不管是水表、气表,或者自己来建一个网络都可以,所以如果自己搭网络,意味着想建在哪算得是个朋里都可以。

                ●数据掌握在谁手上。

                ●从←维护来看。如果用NB,势必会用到运营商的⌒ 网络,会有资费→的问题,例如会跟客户签5年、10年的合同,或运营商要定期升级。但LoRa部署了以后,是长期原本还没打算就此逃走能用的。

                5   安全:双核等技术来保驾护航

                今天物联网设备面临的安全问题和以往有很多不同,因此,ST加强卐了安全方面的投资,在2015前后,ST的安全芯片和MCU平台ζ就归属于同一个大部门,因为当时发现黑▽客已经不止在高安全性的应用上,像银行卡、身份证等方面进行攻击,已经逐渐扩展到大众层面上。例如四五年前已有智能家居里的智能音箱、智能视住手频被攻破的现象,很多客户逐步发现安全隐患的威胁性,可能使整个网络♂瘫痪,甚至一年来,已有↑一些厂商被黑客挟持要求索赔。

                传统MCU里已经有了一定的安全能力,可惜的是有很多嵌入〖式开发者不太注重安全问题,或者黑暗没有相关的知识和能力去提升安全性。所以在过去四五年中,ST逐步去培育这块市场、教育客户。

                由□ 于物联网碎片设备的应用越来越广泛,人们并不知道黑客会攻击∏哪个最弱的环节,所以MCU要在安全方面格外提升。此次推』出的WL双核形态,在安△全方面提升了很多(下图蓝色字)。   

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                1)ST MCU怎么考虑生命周期的安全?

                整个芯片研发过程中,其实安全生命周期包含在芯片的设计、流片、测试,以及芯片给到开发者的测试工具上,如果一旦受到攻击,会进〓行复位,或到某一程度▂,可能会把闪存上的代码全部擦除掉,这是目前ST MCU能处理、涉及︽得到的。

                但后面的生命周期最重的环节是自我毁灭。在安全芯片里车里可以有这个功能,但是在传统的MCU里还没有类似的功能,这取决于开发者是否要把这一点植入到他们的研发或生命】周期管理里。

                2)为何WL双核⊙里没用TrustZone?

                TrustZone概∏念一开始是Arm提出来的,是实现安全功能最基本的∩代码隔离或安全性隔离的思路。在过去十几年里,TrustZone已经在不同的安全芯片里得到了认可,很多厂商把TrustZone用在了安话对我说啊全芯片上。

                在STM32通用MCU上,过去用的是传统的∞M核,是不带TrustZone的,所以在传统Cortex-M的基础上,如果要◥实现类似TrustZone——硬件上的物理隔离的话,要①采取另外手段,就是基于双核的设计理念▆,把TrustZone的理念,而并不是TrustZone本身,植入到传统的通用MCU里。

                当然,要做安全,方法有很多,TrustZone只是其中的一种。此外,还有防火墙、专有█代码读保护(PCROP),以及唯》一启动入口,BootLock等,还有用户安全存储区等。STM32有一系列安全相关的硬件,结合双核,其他不是双◥核的也有这样的功能,能够实现或满足客户要求的安全级别。

                6 AI的规划

                ST未来会推出一些产品线系列,里面有特定的IP或加速器,去满足或帮助客户快速实现AI的算法。因为今◇天的MCU设计初衷还是针对控规规矩矩制与算法,因此有〓的产品叫MCU,有的叫数字信号控制器≡,未来可能会有“数字信号处理+控制+AI”的算法。

                7   与合作伙伴的关系

                1)同样是做芯片,与Semtech的关系

                ST是在三四年寿命所能达到前与Semtech在LoRa方面合作的。当时Semtech的工艺是(110~130) nm。因为全球只有该公司一家有这个IP。但在LoRa联盟成立∮之初,联盟要求要〖多几个芯片厂家能提供LoRa芯片。ST在那时就取得了Semtech的LoRa IP许可,集成到ST的90nm的工艺里,因此ST跟Semtech现有的产卐品工艺是不一样的。ST只有工艺节点上IP的许可,并没有网关方面的IP许可。基于此,ST与Semtech当时有一个战略的认同,会把市场规模做得更大,把场景做得更加丰富化。

                2)WL系列下一步要推出模♂块,与做模块的合作伙伴竞争吗

                双方并不存在竞争的关※系,因为ST主要是给客户提●供芯片的,模块只是一种辅助的手段,让客户能够快速去评估ST MCU的性能,不是为↑了让客户做量产,当然,如果客户愿意做量产,ST也不反对。

                ST的合作道袍伙伴也在做模块,这是STM32的生态之一,他们的交付时间、制造成本,包括对╳模块的支持会很有优势,因为这是他们的核心业务。

                8   如何解决供货紧张

                最近,市面上MCU供货紧张。实际上,整个市场或全球供应链都很卐紧张,ST只是其中一ξ家供应商,处于这个浪潮里。因为整个芯片制造会涉及诸多环节,包括前端制造、后端封测等,任何一个环节①出现了紧缺,都会波及整个Ψ 产业链紧张。

                另外,从2020年第二到第四季度来看,都比第一季度对于全球的预期会更乐观。从ST角度看到有很多需求出ㄨ现,主要来自于◥两方面:一是与医疗设备相关,二是居家智能化设备需求,这些需≡求会导致整个供应链的需求上升。但是在年初设定供应链计划时,并没有设定这么多,所以导〓致需求跟供给不匹配,引起缺货♂现象。

                9   中国市⊙场战略

                据IHS Markit 2019年数据,ST是中国数一数二的MCU厂商。谈及经验,ST始终坚持两个方向、三个支撑点(如下图)。

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                具体地,ST会两手抓,一是大客户战略,二是会培养中小客户。

                首先,会关心重点应▲用。不过,重点应用是动态的,可能过去更多的是传统的工业控制,现在则偏向消费类↘电子、无人机、自动平ぷ衡车等,未来可能更多关注的是与AI、安全相关的应用。2020年是特殊的年份,医疗、居家等新应用在加速地推向市场。另外,更多的设备需要联网。ST会集中产品以及软件服务去满足特定行业和∑客户的需求。

                第二,针对】更广泛的大众用户。中国有超过1万家客户,为此,ST每年【举行线上活动、线下研讨会、培训等,与客户沟通、圈粉。

                第三,发展生态系统。因为系统设计越来越复杂,不仅仅是ST提供芯片和软件,更需要多半是因为自己合作伙伴一起来参与。

                ST在中国的愿景是通过本地化的策略,成为中国用○户(大客户和小客户)首选◤的合作伙伴,而不仅仅是一家供应商。因为供应商可能和客户的关↓系仅仅是买卖的关系,但合ξ 作伙伴能更多地从客户角度出发,了解客户的需求。

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