意法半导体二次涨价背后,ST MCU的供应链、产品和中国策略

作者:电工吧 日期:2021-09-04 19:46:19 人气: 栏目:汽车电子

5月18日,从供应链传出一张意法半导体(ST)的最新涨价通知函显示,意法半导体所有产品线将从6月1日起开始涨价。这是意法半导体在今年1月1日涨价之后的第二次调涨,但并未说明涨价幅度。

意法半导体二次涨价背后,ST MCU的供应链、产品和中国策略(图1)

通知中提到,"半导体需求持续上升,目前半导体的缺货情况严重影响了产业链。尽管我们已经进行资本投资来满足需求,仍然面临极大挑战。一个重要挑战就是原材料成本,因此我们不得不进行涨价。"

罕见的半年内二次涨价

从去年底至今,已有多家国内外半导体公司因疫情、原材料涨价、产能紧张以及投产周期延长等原因宣布涨价。从目前情形看,由芯片供应短缺引发的半导体涨价形势将越发严峻,半导体需求居高不下,供需失衡的局面或将持续。

咨询公司Gartner预测,全球半导体供应短缺将持续整个2021年,并在2022年二季度恢复正常水平。首席研究分析师Kanishka Chauhan表示,半导体供应短缺严重扰乱供应链并制约多种电子设备的生产,芯片代工厂正在提高芯片的价格,而芯片公司也因此提高产品的价格。其中MCU 仍是 2021 年第二季度最为紧缺的物料,目前 8 位和 32 位MCU 的海外原厂交期均超过了 16 周,普遍在 24 周,个别紧俏型号交期甚至长达50 周。

业内的朋友都知道,ST的MCU系列产品在供应链当中本来就属于紧俏货,价格也较同类产品高一些,目前交期普遍为20-26周。在今年1月1日,ST已经宣布了第一波涨价通知,ST称决定自2021年1月1日起,提高所有产品线价格。后续将根据客户的订单安排和最佳需求能见度来分配公司生产能力,以最大限度地提高制造运营效率。

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4月底在深圳举办的STM32峰会上,意法半导体副总裁,中国区总经理曹志平在致辞时表示,从2021年年初开始,由于半导体终端需求市场都出现了巨大的井喷式增长,整个全球半导体产业链目前在供应链方面出现了巨大的挑战。"我们正在和所有的客户、合作伙伴紧密合作,来平衡覆盖所有终端需求市场的产能。这些终端需求市场包括汽车、工业、个人电子、通信设备。同时,我们也在努力优化内部的晶圆厂、封装测试、供应链来支持客户的需求。"

ST在应对缺货上所作的努力

在峰会当天,《电子工程专辑》还受邀采访了ST的几位高管,了解了当前ST目前在供应链上的策略,以及未来在产品和市场上的布局。

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意法半导体亚太区微控制器和数字IC产品部、IoT/AI技术创新中心及数字营销副总裁ARNAUD JULIENNE

ST是一家IDM,有自有的晶圆厂、封测厂。意法半导体亚太区微控制器和数字IC产品部、IoT/AI技术创新中心及数字营销副总裁ARNAUD JULIENNE表示,在这次缺货的时候,ST就体现出了有自己工厂,也有合作的外部代工晶圆厂的优势。"我们既有内部产能,也有外部产能,这使我们能根据市场状况调节产能,达到最好的供货状态。"

而对于目前全球普遍存在的芯片严重短缺问题,Arnaud认为,ST的MCU短缺是多个因素综合作用的结果: 最初的原因是新冠肺炎疫情影响产能;另一个是STM32自多年前推出以来业务连续增长,市场对STM32应用需求很大;还有就是行业发展的大趋势,让很多原本很少用芯片的产品也开始大量采用。

意法半导体微控制器事业部全球市场总监DANIEL COLONNA认为,STM32缺货也从另一个方面显示了这个系列产品的巨大成功,"因为性能出色,STM32在大众市场上人气颇高,形成了对STM32的巨大需求。"所有主要增长动因都来自产品方面。ST的长期目标是努力提高产能,以满足客户的需求,但在短期内,由于行业大趋势对芯片的需求急剧增长,"我很难给出芯片短缺问题结束的确切日期。"

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意法半导体微控制器事业部全球市场总监DANIEL COLONNA(EETC编按:STM32教父)

"目前,我们仍处于芯片短缺之中,但我们正在努力尽快缓解这一情况。" Arnaud补充道,"同时,按照我们10年长期供货承诺(适用的话),在接下来的许多年里,我们也将继续保持现有产品和系列的供货,不会停产任何现有的产品和系列。"

MCU加上AI,能做什么?

ST方面对于STM32新产品和新技术上进行了大量投资,"这可以确保我们的新技术功能保持领先地位,并帮助我们大大提高新产品的产能。"据悉,ST将在90nm、40nm以及后续新技术上加大投入。DANIEL预计在不久的将来,STM32将成为全球市场份额最高的MCU品牌。

由于人工智能和机器学习已经下沉到边缘端的一些应用, ST也在MCU中加入了最新的AI技术。利用ST推出的AI开发工具,根据对每个AI应用的计算性能要求,用户基本上可以在STM32边缘设备上运行神经网络。如果只需要检测简单的图像或简单的动作,选用一款普通的STM32即可;如果要用AI进行人脸识别和视觉分析,就要选用性能最高的STM32H7系列来运行应用。Daniel表示:"我们现在的策略很明确,就是让客户能够使用Cube.AI工具来把他们的开发的神经网络模型移植到STM32上。下一步,我们准备研究硬件加速技术,提高STM32的AI运算性能。"

为了促进产品上这些AI工具的部署,ST还在中国深圳开设了AI技术创新中心。中心配备熟练的应用工程师,逐步帮助客户转向支持更多AI的应用。

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意法半导体中国区微控制器市场及应用总监曹锦东

意法半导体中国区微控制器市场及应用总监曹锦东表示,ST在深圳会进一步加强AI技术专家的投入,其背后的意义是未来人工智能在嵌入式方面会有越来越多的机会。

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"在中国有一些做传统抄表记的客户,为了帮助他们实现数据自动上传,而不改变现有的机械结构,我们可能会用简单的摄像头,从摄像头里用图片识别数据本身,再通过LoRa传送上云。因为LoRa本身是窄带的技术,不能放太大的数据。所以在发送数据之前,需要提前处理,这个处理是通过AI的算法。"曹锦东举例道。

未来越来越多的设备因为条件的限制不能联网,它们本身设备算力并不是那么强,如果辅助以AI的算法,就能让运行效率提高,维修成本降低。比如电机控制就可以基于现有MCU和AI算法去检测,根据电机所发生的信号去判断当前电机的状态,然后再发出信号出去给控制中心,判断当前的电机要不要维护调整。

MEMS传感器加AI可处理简单预判

除了MCU,意法半导体的MEMS传感器相比以前传统传感器只报三轴数据或者六轴数据,也正在积极地嵌入AI功能。意法半导体中国及南亚区MEMS市场及应用高级经理许永刚表示,目前ST的MEMS传感器对数据的预处理、有限状态机,可以根据数据的预判断和预处理去产生中断。

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意法半导体中国及南亚区MEMS市场及应用高级经理许永刚

另外,MEMS中还植入了机器学习内核 (Machine Learning Core),它可以根据三轴数据的原始数据去判断数据变化模式,比如判断这个数据到底是抬手?还是跑步?还是走路?还是开车等等各种形态的数据模式。一组数据模式出来之后,可以马上处理后判断,再交给MCU终端。

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许永刚表示,ST之后还会推出植入类似MCU低功耗内核的新型传感器,去做更复杂的运算,像MCU一样去执行指令、做判断。"把很多原先需要在MCU端做不停polling的数据,off load到传感器里,做到实时判断和诊断。"

功能安全和数据安全

类似这样AI+云的应用,正在工业场景中越来越多,而工业应用中,AI应用的功能安全和数据安全 (safety and security)是主流MCU供应商都要关注的重要领域。

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意法半导体亚太区微控制器技术市场部经理STEPHANE RAINSARD

功能安全,属于一个MCU功能组合和生态系统的问题,意法半导体亚太区微控制器技术市场部经理STEPHANE RAINSARD以刚刚发布的STM32U5为例,这款产品内部就集成了额外的IP内核和安全相关功能,还有一定的侧信道攻击防御能力,这对于联网应用来说是一个重要的功能。此外,STM32设计包也能帮助客户在应用设计中实现安全相关功能。"目前ST的产品已经取得IEC61508等安全完整性等级标准和B级安全标准认证。"

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第二个要求越来越高的是数据安全,例如软件知识产权保护、服务器安全通信、设备身份验证等都属于数据安全范畴。从产品规划看,数据安全要求既提供更多的安全保障功能,又要提供配套的开发生态系统。去年,ST推出了以数据安全为中心的STM32Trust框架。"这个安全解决方案同样包含文档、软件包,以及证书。 因此,我们有些软件包和产品获得了PSA和SESIP安全保障认证。" Stephane说到。

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举例来说,确保在物联网设备上运行的是自家应用软件非常重要,而固件安全启动和安全更新是确保软件完整性是重要手段之一。实际上,在STM32Trust安全框架中可以找到执行固件安全启动和安全更新的软件包。ST的解决方案是提供参考代码示例,然后用户可以把参考代码集成到应用中,整合成一个扩展的连接固件包。

MCU供应商与云供应商的合作

除了工业、物联网终端类,ST还与阿里巴巴、腾讯等云供应商合作,曹锦东透露,云端供应商对ST芯片供应的期望的合作模式是——在MCU软件包里嵌入云接入的部分,不管是通过蓝牙、Wi-Fi还是LoRa,通过这个包都可以自动连接云端。ST为此开发了I-CUBE package,不管使用阿里巴巴还是腾讯云,用户都可以用这个软件包自动上云。

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当前,越来越多的设备开始联网,中国在物联网上走在非常前面。回顾第二届STM32峰会时,Daniel Colonna骑着共享单车上来,当时共享单车是一款非常典型的,从传统不联网演化到联网的设备。现在已经不只是共享单车、充电宝,就连以前没有联网的表计今天也联网了。

曹锦东认为,设备联网是一个趋势,ST已经跟各大云供应商在全球范围内广泛合作,云供应商最终是要去连接具体的嵌入式的设备,而嵌入式设备不可避免地需要用到MCU。"所以ST跟云供应商的合作,是一种互补。更多合作或独家推出的无线产品,将加速用户对未来物联网应用切换的推进,我们很乐意推动这个趋势的快速发展。"

中国市场策略

包括中国在内,一直有越来越多的MCU供应商进入这个行业,这从一个角度证明MCU市场的潜力变得越来越大。ST如何看待这些中国本土的企业,又将采取哪些措施来巩固自己的行业地位呢?

曹锦东表示,ST会在MCU上继续投资,继续提升产品线,加宽产品线,去加速MCU产品的宽度和高度。在提升市场的竞争力方面,ST会跟客户一起"预见"未来,在开发的产品路线计划当中,把未来的需求放在产品设计当中。"对ST来讲,正是因为市场上有挑战者,我们才能设计出不仅能够满足今天的需求,也能满足未来的需求的产品。只有这样,我们才能持续保持领先,这也是ST一直的做法——跟客户一起去看未来市场需求。"

而在中国市场,ST也将继续倾听并设法满足中国客户的需求。"从长远看,服务也是我们在中国市场的关注点。创新、生态和服务是我们的三个关键词。"Arnaud补充道。

ST也确实推出了一系列专门为中国市场开发的新产品。例如STM32U5,是一款适用于中国市场的超低功耗产品。在分析中国市场后,还推出了ST还推出了新的GPU产品,以及最新32美分/颗的入门级产品STM32G0系列。

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关于入门级STM32策略,"绝对是在听取中国客户的意见后制定实施的。另一个例子是新的STM32MP1微处理器,这款新产品基于Cortex-A处理器内核,能够灵活地运行LINUX应用,被中国市场广泛采用。" Daniel说到。

在连接产品策略上,除蓝牙、远距离连接等已经中国得到广泛采用的产品外,因为NB-IoT已经成为中国物联网战略的一部分,ST将在窄带连接技术上进行大量投资,包括2020年的三大收购都将加强STM32无线产品的布局。

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