意法半導體
半導體大廠下半年營運展望好壞不一
根據IC Insight彙整的資料顯示,2020年下半全球各大半導體廠的營運展望,將呈現非常分歧的現象,也使得未來半導體產業的景氣預估變得更為困難。整體來說,在2020年上半,絕大多數半導體廠的營收,都受到COVID-19疫情與美中貿易衝突的影響。而隨著疫情逐漸受到控制,下半年的營運狀況將陸續恢復正常。
以台積電為例,作為全球最大的晶圓代工廠,以及7/5奈米應用處理器最重要的製造商,台積電2020年下半的營運展望相對樂觀,預期全年營收最高點將出現在第三季,達113.5億美元,並在第四季小幅下滑至110億美元。與2019年相比,台積電2020年的全年營收可望成長24%,表現遠優於其他半導體同業。
意法半導體(ST)對2020下半年的營運展望也相對樂觀,預期下半年的業績表現將比上半年成長19%,全年營收則會比2019年小幅減少1%。
但並非每家廠商都對下半年營運抱持樂觀態度。由於疫情明顯拉抬了企業、消費者對個人電腦、伺服器的需求,加上相關OEM廠為準備安全庫存,提前拉貨的跡象十分明顯,使得英特爾(Intel)在2020年上半的表現異常亮眼,前兩季的單季營收都保持在195億美元左右。但到了下半年,由於客戶的庫存水位相對較高,採購的動能應該會有所減緩,使得英特爾對下半年的展望相對保守。
意法併購BeSpoon/Riot Micro強化微控制器連線
橫跨多重電子應用領域的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics, ST),日前簽署兩項併購協議,收購超寬頻技術專業設計公司BeSpoon的全部股本和Riot Micro的蜂巢物聯網連線資產。在兩項交易完成正常監管審核手續成交後,意法半導體將進一步提升其在無線連線技術方面的服務,特別是完善STM32微控制器和安全微控制器的產品規劃。
圖 意法併購BeSpoon/Riot Micro強化微控制器連線。來源:ST
BeSpoon位於法國Le Bourget du Lac,成立於2010年,是一家無晶圓廠半導體設計公司,專門研究超寬頻(Ultra Wide Band, UWB)通訊技術。採用該公司的技術,可以在條件不利的環境中使用公分級精度的安全即時室內定位功能。在STM32產品組合中整合這項重要的安全定位技術,將讓物聯網、汽車和行動通訊應用的開發人員能夠提供安全門禁以及精確的室內外地圖等服務。意法半導體將從BeSpoon的大股東TRUMPF及公司創辦人手中收購公司股權。除交易本身外,意法半導體還將與TRUMPF建立UWB追蹤技術的策略合作夥伴關係。
Riot Micro是位於加拿大溫哥華的一家蜂巢物聯網解決方案研發公司,提供經過市場檢驗的低功耗藍牙(BLE)、Wi-Fi、LTE Cat-M和NB-IoT技術優化系統成本和功耗。在STM32產品組合中整合蜂巢通訊功能,將加強意法半導體為資產追蹤、電表和車隊管理服務等應用開發者提供的產品功能。
意法半導體微控制器和數位IC產品部總裁Claude Dardanne表示,意法半導體致力於與客戶一起創造機會和迎接挑戰,提供所需的各種產品和解決方案。蜂巢物聯網和超寬頻技術是引發下一次物聯網產品和創新應用浪潮之關鍵無線連線解決方案,這兩項收購案將讓意法半導體現有的無線微控制器產品更加完善,包括藍牙5.0和IEEE 802.15.4通訊協議,以及全球首個具有LoRa功能的晶片(SoC)。無線微控制器屬於STM32產品家族。STM32系列共有1,000多款產品,出貨量已超過60億。透過新的併購,產品將覆蓋所有的無線物聯網通訊協議。
意法宣布加入Zhaga聯盟
意法半導體(ST)宣布成為Zhaga聯盟準會員,致力於促進NFC技術在工業照明市場的應用發展。
Zhaga聯盟是一家致力於LED燈具通訊介面標準化的全球性產業組織。意法半導體的加入將會促進NFC在照明產品中的推廣應用,加速新標準的制訂發布。NFC技術的一大優勢是能夠提升LED驅動器產線的彈性和生產效率。
意法半導體NFC標籤和讀寫器行銷應用主管Sylvain Fidelis表示,照明產業正在透過Zhaga聯盟,為燈具利用NFC技術帶來協同作業而鋪平道路,為加強照明設備通訊連線能力而創造新的機會。我們深厚的通訊連線專業知識和照明技術是協調NFC標準與照明產業要求的重要橋梁。
Zhaga聯盟秘書長Dee Denteneer則表示,歡迎ST這樣擁有豐富NFC和照明專業知識的優質合作夥伴加入聯盟,並期待與ST攜手,一起為工業照明設備制訂最佳的通訊連線標準。
意法半導體為照明產業提供各種半導體解決方案,包括LED驅動晶片和多種NFC標籤晶片,例如,ST25DV系列NFC Forum 5類動態標籤。
意法推通用型車門鎖控制器 簡化設計並強化安全
意法半導體(ST)L99UDL01通用型車門鎖IC整合6個MOSFET半橋輸出和兩個半橋閘極驅動器,以及電路保護和診斷功能,可提升方案安全性、簡化設計並節省空間。
L99UDL01 是電子技術中控鎖整體解決方案,來自車身控制模組(Body-Control Module,BCM),其取代了多個獨立馬達驅動器以及相關的類比和被動元件,同時提供了更先進的功能。
該IC整合一個獨特安全保護功能,在發生事故時,該功能可以強制接管正常操作,便於急救人員能夠進入車輛施救。其他增值功能包括PWM輸出電流穩壓和高階診斷功能,可以檢測超載電流、開路負載、電池短路和接地短路,在不啟動負載的情況下完成負載完整性檢查。
晶片上整合的6個MOSFET半橋可以獨立連接,也可以並聯成兩個各組最多三個半橋的輸出通道,以分配更大的電流負載。輸出MOSFET受到全面保護,低RDS(ON)電阻可提升效能並簡化熱管理設計。為確保性能處於最佳狀態,可調整重要參數,包括導通時長、斷態故障檢測,以及輸出電流大小和方向。利用設定限流功能,設計人員可以降低門鎖馬達受到的電應力,並提升系統可靠性。
兩個半橋閘極驅動器讓設計人員連接所選的N通道MOSFET,或者為控制額外的大功率負載,可以選擇與智慧功率元件連線,提升設計的靈活性。驅動器整合主動電流再迴圈模式,可最大程度地降低耗散功率,另內建外部功率元件保護功能,包括漏-源電流監測和斷態故障偵測。
此外,L99UDL01提供50µA待機和休眠兩種省電模式。待機模式可透過BCM模組的SPI命令重新啟動控制器,而休眠模式則可將電流降至15µA以下。
看好功率應用需求 台積電/意法合推氮化鎵製程
日前台積電宣布與意法半導體(ST)合作,共同推動氮化鎵(Gallium Nitride, GaN)製程技術發展。氮化鎵在汽車、工業、電信以及特定消費性電子產品的應用上,具有比傳統矽基半導體更優異的節能效益,同時元件切換速度比矽基元件快10倍,也能讓系統使用的元件更精簡,進而縮小終端產品的外觀尺寸。透過此合作,意法半導體將採用台積電領先的氮化鎵製程技術,來生產其創新與策略性的氮化鎵產品。
台積電宣布與意法半導體合作。
氮化鎵是一種寬能隙半導體材料,相較於傳統的矽基半導體,氮化鎵擁有高度效能優勢,包括在高功率的同時達到更大的節能效益,大幅降低寄生功耗。除了功耗方面的提升,相較矽基元件,氮化鎵元件的切換速度加快10倍,並且能在更高溫的環境下運作,具備更廣泛的應用場景,主要使用在100伏與650伏特電壓之間的產品,包含工業、汽車、電信及部分消費性電子產品。
為了加速氮化鎵技術的落地應用,台積電借助意法半導體的產品設計與汽車產業經驗,並貢獻氮化鎵的製造技術,協助意法半導體提供中功率與高功率應用所需的解決方案,包括油電混合車的轉換器與充電器的產品設計。若氮化鎵功率電子成功進入工業即汽車供率轉換使用,是必成為汽車電氣化發展的一大進程。
ST:智慧手機將推動ToF持續成長
智慧手機仍會是ToF感測器主要成長推手。意法半導體(ST)影像産品部技術行銷經理張程怡表示,ToF感測器目前最大的市場仍是智慧手機的照相應用,且滲透率會越來越高。主因在於手機業者為達到更好的拍照效果,不論旗艦、中低階手機的後置鏡頭都開始搭載ToF之外,也有業者為了實現更強大的自拍功能,開始在前鏡頭添加ToF,讓自拍的對焦速度變得更快,ToF感測器在手機的成長量因而持續上揚。
張程怡說明,五年前(約是2014年),智慧手機的鏡頭鮮有搭載ToF感測器,到了三年前(2015年)開始有這風潮,而到如今,幾乎每個智慧手機的後置鏡頭都會搭載ToF感測器,否則拍照功能會大不如人。
意法半導體影像産品部技術行銷經理張程怡。
然而,智慧手機近年來的成長停滯,是否對ToF感測器有所影響?對此,張程怡指出,近年來,甚至是未來ToF感測器的發展仍會是以手機市場為重點。雖然說智慧手機的這幾年來並沒有明顯的成長,但對ToF感測器而言,驅使其銷售數量繼續攀升的並非是智慧手機的數量,而是滲透率,也就是ToF感測器的滲透率遠高於智慧手機的成長率,其中的關鍵就在於對拍照功能的要求。
張程怡說,現在愈來愈多的拍照評鑑網站對各式手機拍照功能進行評測(例如法國知名網站DxOMark),而手機業者為了拿到更高的評鑑分數,會不斷強化手機的拍照功能,後鏡頭搭配ToF感測器已是常態。然而,在這些評鑑網站漸漸將自拍照片列入評測考量之後,也驅使手機業者也開始在前鏡頭上「大作文章」,也就是添加ToF感測器;因為有沒有ToF感測器的對焦速度會差很多。所以,市面上已有些手機是前/後鏡頭都搭載了ToF感測器,且這類產品的比重未來預估會再提高。
也因此,智慧手機的成長幅度雖不明顯,但消費者對拍照功能的需求增加,使得智慧手機仍是ToF感測器主要成長關鍵。ST目前已有VL6180、VL53L0和VL53L1等系列產品,且會繼續開發微型ToF模組(例如新一代ToF產品VL53L5預計2020年推出),創造新的使用案例。
以預測性維護為先鋒 ST積極布局智慧製造市場
意法半導體(ST)積極布局智慧製造市場。意法半導體MEMS和感測器事業群類比元件產品部工業與功率轉換部門總經理Domenico Arrigo表示,製造與流程自動化需求持續增加,而要使生產價值更進一步提升,預測性維護扮演關鍵角色,因此,該公司致力推動預測性維護,並將其作為發展智慧製造的一大策略。
Arrigo指出,從客戶的開案數來看,製造與流程自動化的需求可說不斷成長,然而,除了協助客戶實現自動化的目標之外,更重要的是為他們創造更大的生產價值,特別是中小型企業,而預測性維護便是關鍵。預測性維護可以提升整體設備效率,透過持續感測監控設備狀態,再以先進技術分析感測資料,進一步找出設備缺損並優化效能,可將生產影響減至最低優化成本。
Arrigo說明,預測性維護可顯著提升公司利潤,導入預測性維護,可省下12%的預定維修成本、減少30%維護成本、將機器故障時間減少50%,並使故障機率降低70%。這對中小企業而言,是十分有利的,中小企業不用再特地雇用大量的人力,或花費大量時間在設備的維護、保養上;有了預測性維護,中小企業便可透過設備監測數據,即時進行故障排除,如此一來可更有效的提升生產價值,實現智慧製造。
然而,要實現預測性維護,需要資料收集+處理+分析,換言之,資料收集為首要任務,也因此,感測器可說是至關重要。為此,ST也備有各式感測元件,像是動作感測器(加速儀、陀螺儀、6軸慣性測量單元等)、溫度感測器(類比及數位接觸式溫度感測器)、濕度感測器、壓力感測器,以及MEMS麥克風等,以滿足環境、溫度、聲學或動作監測等需求;而這些感測元件都符合工業等級並保證10年供貨。
Arrigo指出,除了預測性維護之外,該公司未來也會聚焦三大產品線,分別為電源與電力管理、馬達控制及自動化設備,進而實現提高系統自主性,並兼具智慧與感知能力、強化能源效率與利用物聯網安全連網等目標。
意法半導體MEMS和感測器事業群類比元件產品部工業與功率轉換部門總經理Domenico Arrigo表示,預測性維護可將生產影響減至最低,優化成本。
意法推出全新小尺寸數位電容控制器
意法半導體(ST)新推出之STHVDAC-253C7數位電容控制器用於控制可調電容,例如,意法半導體的STPTIC系列可調電容,這款產品的優勢包括可縮小天線調諧電路的尺寸、降低物料清單(Bill of Material, BoM)成本和功耗,以及穩定智慧型手機的射頻性能。將STHVDAC-253C7控制器和STPTIC電容用於阻抗配對和頻率調諧,幾乎可以完全消除外部環境變化對射頻性能的影響,讓手機使用者可以獲得更強的接收訊號、更少的斷話次數、更快的數據速率,還有更長的電池續航時間。
STHVDAC-253C7採用意法半導體先進的0.18µm BCD8製程和0.35mm間距倒裝片封裝,不僅尺寸相較上一代產品縮小50%,且工作電流降低一半。此外,新款控制器可與最新的0402晶片尺寸電感器搭配使用,而無需外部肖特基二極體,進而減少電路總體面積。
作為專為可調電容提供偏壓的高壓數位類比轉換器(Digital-to-Analog Converter, DAC),STHVDAC-253C7控制器提供三個輸出,用於控制GSM/WCDMA/LTE多頻手機中的三個不同的電容。意法半導體亦整合了升壓轉換器,提供調整容值所需的0V-24V偏壓。STHVDAC-253C7支援系統收發器所發出的標準MIPI RFFE(射頻前端)指令,還支援三個RFFE Unique Slave ID(USID)識別碼,而一個STHVDAC-253C7可以管理三根獨立天線。
STHVDAC-253C7可支援常用的天線調諧模式,包括新舊輸出電壓切換時間小於10µs的正常模式;縮短輸出電容電壓建立時間的Turbo模式;新舊電壓切換延時512µs到16.84ms可設置的Glide模式。Glide模式能夠帶來最平滑的電壓轉換,並滿足3GPP相位不連續性等要求。此外,該電容控制器還提供一個GPIO腳位,用於在雙調諧器手機中管理同一RFFE匯流排上所連接的兩個控制器,還用於切換控制器寄存器,以管理天線分集設計,或當插入USB數據線時,用於調整寄存器設置,以修正天線響應速度。
將AI引入MCU ST神經網路開發工具箱亮相
人工智慧(AI)應用無所不在,為因應龐大商機,除了處理器、數位訊號處理器(DSP)、繪圖晶片業者皆開始強化對神經網路(NN)、機器學習或深度學習等演算法支援之外,微控制器(MCU)供應商也來分一杯羹,期能讓MCU也能具備基本的AI運算能力。例如意法半導體(ST)近日便擴展旗下STM32微控制器開發生態系統「STM32CubeMX」,增加AI功能,使STM32CubeMX軟體工具擴展包「STM32Cube.AI」可生成優化代碼,在STM32微控制器上運行神經網路。
意法半導體微控制器和數位積體電路產品部總裁Claude Dardanne表示,AI技術使用經過訓練的人工神經網路對運動和振動感測器、環境感測器、麥克風和圖像感測器的資料訊號進行分類,比傳統的手工訊號處理方法更加快速、高效。該公司所推出的新型神經網路開發工具箱,正在將AI引入基於微控制器的智慧邊緣和節點設備,以及物聯網、智慧樓宇、工業和醫療應用中的嵌入式設備。
據悉,該工具支持Caffe、Keras(帶有TensorFlow後台)、Lasagne、ConvnetJS框架和Keil、IAR、System Workbench等IDE開發環境。
開發人員可以用STM32Cube.AI將預先訓練的神經網路轉成可在STM32 微控制器上運行的C代碼,調用經過優化的函式程式庫;而STM32Cube.AI附帶即用型軟體功能包「FP-AI-SENSING1」,提供支援基於神經網路的端到端運動(人類活動識別)和音訊(音訊場景分類)應用代碼示例。該功能包利用ST的SensorTile參考板在訓練之前捕獲和標記感測器資料,然後,電路板運行優化神經網路的推論,也可在ST BLE Sensor mobile app移動應用程式上立即使用這些代碼示例。
ST指出,在2019年1月8~12日,於美國拉斯維加斯所舉辦的世界消費電子展(CES)期間,該公司將會使用STM32微控制器展示STM32Cube.AI開發應用程式;而未來ST合作夥伴計畫和STM32 AI/ML社區的合作夥伴也會為開發者提供支援服務。
瞄準GaN商機 ST攜手Leti開發矽基氮化鎵功率轉換技術
布局氮化鎵(GaN)市場,意法半導體(ST)近期宣布和CEA Tech旗下之研究所Leti宣布合作研發矽基氮化鎵功率切換元件製造技術,以滿足高效能、高功率的應用需求,例如電動汽車車載充電器、無線充電和伺服器等。雙方將利用IRT奈米電子技術研究所的框架計劃,製程技術將會從Leti的200mm研發線移轉到ST的200mm晶圓試產線,預計2020年前投入運營。
如何提高能源使用效率,已是產業界共通的發展課題,而氮化鎵具備更高的開關速度、更低的切換損失等特性,能有效提升高功率電源系統能源效率。因此,許多電源相關晶片業者紛紛將未來產品重心放在GaN的應用導入之上;有鑒於矽基氮化鎵技術對電源產品應用的吸引力,Leti和ST正在評估高密度電源模組所需的先進封裝技術。
意法半導體汽車與離散元件產品部總裁Marco Monti表示,在認識寬能隙功率半導體價值後,該公司與CEA-Leti開始攜手研發矽基氮化鎵功率元件的製造和封裝技術,希望透過雙方合作,打造更完整的GaN和SiC產品組合。
Leti執行長Emmanuel Sabonnadiere則指出,該公司團隊利用其200mm通用平台全力支援ST矽基氮化鎵功率產品的策略規劃,並完成準備將該技術移轉到ST圖爾工廠的專用生產線。
本合作計畫之重點是在200mm晶圓上開發和驗證製造先進矽基氮化鎵架構的功率二極體和電晶體。ST和Leti利用IRT奈米電子研究所的框架計劃,在Leti的200mm研發線上開發製程技術,預計在2019年完成可供驗證的工程樣品。同時,ST還將建立一條高品質生產線,包括GaN/Si異質磊晶製程,並計劃2020年前在法國圖爾前段製程晶圓廠進行首次生產。
為搶攻GaN市場,ST近期可說是動作頻頻。除了和Leti合作研發先進矽基氮化鎵功率二極體和電晶體架構外,不久前也宣布與MACOM合作開發射頻矽基氮化鎵技術。射頻矽基氮化鎵採用與矽基功率氮化鎵不同的技術,其應用優勢也不同。例如,功率矽基氮化鎵技術適合在200mm晶圓上製造,而射頻矽基氮化鎵目前更適合在150mm晶圓上製造;但無論哪種方式,由於低切換損失特性,GaN皆適用於更高工作頻率的產品應用。