ST用制造解鎖中國(guó)市場(chǎng)

在美國(guó)的芯片法案改變?nèi)虻挠螒蛞?guī)則之前，“制造”是每家半導(dǎo)體公司脖子上的一塊磨刀石。ST正在將這一負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)化為紅利，試圖利用自己的制造能力在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。?

ST是一家實(shí)力雄厚、實(shí)事求是的半導(dǎo)體公司，它為能一磚一瓦地建立起自己的業(yè)務(wù)而感到自豪。其備受贊譽(yù)的MCU產(chǎn)品線得到開發(fā)者社區(qū)的很多支持。

數(shù)十年來，這家意大利公司一直堅(jiān)持IDM模式，即使在制造在業(yè)內(nèi)受冷遇的時(shí)候也是如此。而許多芯片公司在2000年代初開始采用fabless或fab lite模式。

作為一家IDM公司，ST如今承擔(dān)了從研發(fā)、工藝技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)到運(yùn)營(yíng)多個(gè)晶圓廠、制造、測(cè)試和封裝的所有工作。

ST對(duì)當(dāng)下的市場(chǎng)趨勢(shì)不感興趣，扎根于長(zhǎng)遠(yuǎn)的市場(chǎng)眼光和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪\(yùn)營(yíng)，正在蓬勃發(fā)展。ST的微控制器、數(shù)字集成電路和射頻產(chǎn)品業(yè)務(wù)總裁Remi El-Ouazzane說：“ST的MCU每分鐘出貨量是4,000到5,000個(gè)?！?/p>

El-Ouazzane兩年半前才從Intel來到ST，他將功勞歸功于ST的前輩們。

ST的微控制器業(yè)務(wù)成立于2007年，如今微控制器產(chǎn)品組合中有4,500種零件編號(hào)。El-Ouazzane補(bǔ)充說，其中600個(gè)是去年剛剛推出的。如今，ST占據(jù)了全球通用MCU市場(chǎng)約四分之一的份額。

更重要的是，ST一直在支持不斷發(fā)展壯大的MCU開發(fā)者社區(qū)，El-Ouazzne說，“去年通過了100萬個(gè)獨(dú)立用戶”。

在ST的所有優(yōu)勢(shì)中，最重要的是它有能力制造自己的半導(dǎo)體?？紤]到“每年有30-40億美元的資本支出（CAPEX）……用于建設(shè)我們的制造基地”，El-Ouazzane強(qiáng)調(diào)說，制造是公司的核心，我們就是這樣的公司。

目前STM32 MCU的生產(chǎn)由內(nèi)部晶圓廠和外部代工廠分擔(dān)。但ST相信，擁有自己的制造和工藝技術(shù)將使其脫穎而出，并成為其在中國(guó)發(fā)掘商機(jī)的戰(zhàn)略基礎(chǔ)。

MCU中的勞斯萊斯??

ST的最新MCU采用18nm FD-SOI（Fully Depleted Silicon On Insulator）技術(shù)和ePCM（embedded phase change memory），這就是擁有自己的工藝技術(shù)的一個(gè)例子。

ST表示，采用這種先進(jìn)的方法提高了嵌入式處理應(yīng)用的性能和能效，同時(shí)允許更大的內(nèi)存尺寸和更高的模擬與數(shù)字外設(shè)集成度。

El-Ouazzane將這款基于FD-SOI和PCM的下一代STM32微控制器稱為“MCU中的勞斯萊斯”，其設(shè)計(jì)目的是“讓我們?cè)谛乱淮?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/AI/">AI微控制器產(chǎn)品中占據(jù)優(yōu)勢(shì)”。

值得注意的是，如果沒有堅(jiān)持不懈地推進(jìn)FD-SOI工藝技術(shù)，ST就不可能開發(fā)出這種新式嵌入式處理設(shè)備。

雖然ST與Samsung共同開發(fā)了18nm FD-SOI工藝，但ST在FD-SOI技術(shù)上的長(zhǎng)期努力發(fā)揮了關(guān)鍵作用。十年前，當(dāng)大多數(shù)領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司都選擇FinFET時(shí)，ST卻逆流而上，采用了平面工藝技術(shù)FD-SOI。ST的堅(jiān)持現(xiàn)在被證明是正確的，那就是FD-SOI能夠提供“減少硅幾何尺寸的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)實(shí)際上簡(jiǎn)化了制造工藝”。

如今，ST將FD-SOI稱為“混合信號(hào)應(yīng)用的獨(dú)特解決方案”。

該產(chǎn)品計(jì)劃于今年晚些時(shí)候向部分客戶出樣，并于2025年下半年量產(chǎn)。

中國(guó)因素???????

ST將其制造工藝技術(shù)視為中國(guó)市場(chǎng)戰(zhàn)略的一張王牌。

為什么ST的IDM模式在中國(guó)很重要？

El-Ouazzane說：“中國(guó)客戶要求中國(guó)自己的供應(yīng)鏈，而中國(guó)以外的客戶則要求非中國(guó)、非臺(tái)灣的供應(yīng)鏈?！彼磫柕溃骸拔蚁矚g這樣嗎？不，我認(rèn)為這是很低效的。但地緣政治強(qiáng)加了平行pipeline。我們無法控制地緣政治。我們只能適應(yīng)?！?/p>

如今，ST在法國(guó)和意大利擁有大型晶圓廠。El-Ouazzane強(qiáng)調(diào)說，ST控制著自己的工藝技術(shù)，并能將其工藝移植到其他工廠。這使得ST能夠開始在中國(guó)生產(chǎn)芯片。

不在中國(guó)生產(chǎn)，就無法在中國(guó)達(dá)成交易。如果ST很快透露在中國(guó)開始生產(chǎn)的計(jì)劃，請(qǐng)不要感到驚訝。

當(dāng)然，ST去年夏天宣布與三安光電在中國(guó)成立合資公司，旨在2025年第四季度在重慶量產(chǎn)200mm SiC器件，預(yù)計(jì)2028年全面建成。

El-Ouazzane將SiC合資公司稱為“冰山一角”。他補(bǔ)充說，“盡管我們尚未宣布，但能夠在中國(guó)生產(chǎn)的產(chǎn)品將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出SiC。”

那么除了SiC，ST還將在中國(guó)生產(chǎn)哪些產(chǎn)品？

El-Ouazzane沒有透露。但他確實(shí)說過：“我們已經(jīng)進(jìn)入了最后階段……事實(shí)上，已經(jīng)進(jìn)入了在中國(guó)生產(chǎn)芯片的最后階段。”

El-Ouazzane解釋說：“未來幾十年，要想在中國(guó)取得成功，你需要有一個(gè)‘China-for-China’的戰(zhàn)略?！?/p>

然而，在兩個(gè)國(guó)家的兩個(gè)不同工廠生產(chǎn)相同的產(chǎn)品是要付出代價(jià)的。

El-Ouazzane解釋說，假設(shè)ST決定在中國(guó)生產(chǎn)微控制器，那么它可以使用ST在法國(guó)Crolles開發(fā)的同一套掩模。他指出，在這種情況下，通過在兩地使用相同的底層工藝技術(shù)，可以擴(kuò)大規(guī)模。

如果一家fabless公司想做同樣的事情，實(shí)際上必須開發(fā)兩次產(chǎn)品。它將面對(duì)兩種不同的工藝技術(shù)，一種來自中國(guó)外的代工廠，另一種由中國(guó)代工廠提供。

El-Ouazzane認(rèn)為，這為IDM帶來了獨(dú)特的價(jià)值主張。但他補(bǔ)充說，這并不是ST策劃的宏偉計(jì)劃，地緣政治恰好有利于ST的模式。

RISC-V??

目前，ST在全球MCU市場(chǎng)上的全球領(lǐng)先地位似乎已無可動(dòng)搖。

不過，也有半導(dǎo)體廠商愿意超越基于Arm的MCU，在其產(chǎn)品組合中增加基于RISC-V的MCU。Renesas最近推出了所謂的“業(yè)界首款采用自研CPU內(nèi)核的通用32位RISC-V MCU”。

那么ST呢？

El-Ouazzane解釋說：“我們?cè)诟S這種潮流方面非常謹(jǐn)慎?！彼麨镾T的立場(chǎng)（堅(jiān)持使用基于Arm核）進(jìn)行了辯護(hù)，指出”我們?cè)谧约旱漠a(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)了RISC-V，在一個(gè)封閉系統(tǒng)中運(yùn)行狀態(tài)機(jī)。它不對(duì)應(yīng)用開發(fā)者開放”。El-Ouazzane聲稱，簡(jiǎn)而言之，如果需要，ST可以隨意啟動(dòng)RISC-V，“通過構(gòu)建RISC-V產(chǎn)品線，其中的ISA向開發(fā)者開放”。

ST正在“關(guān)注”Infineon、NXP、Qualcomm、Bosch和Nordic的RISC-V合資公司Quintauris。但El-Ouazzane認(rèn)為該合資公司“仍處于非常早期的階段”。

El-Ouazzane強(qiáng)調(diào)說，通過ST龐大的MCU開發(fā)者社區(qū)來評(píng)估市場(chǎng)需求，RISC-V并不重要。

Quintauris團(tuán)隊(duì)可能會(huì)提出不同意見，他們認(rèn)為如果沒有RISC-V的產(chǎn)品組合，MCU供應(yīng)商在中國(guó)的業(yè)務(wù)就會(huì)面臨風(fēng)險(xiǎn)。

El-Ouazzane的回答是，ST的30%至45%的MCU開發(fā)者都在亞洲，尤其是中國(guó)。他們向ST提出了很多要求，但不包括轉(zhuǎn)換ISA（到RISC-V）。

這很可能適用于ST的MCU開發(fā)者社區(qū)。但是，像比亞迪這樣的電動(dòng)車巨頭也生產(chǎn)自己的MCU，卻選擇了基于RISC-V的微控制器，這對(duì)中國(guó)的MCU市場(chǎng)造成了巨大的影響。

El-Ouazzane承認(rèn)：“系統(tǒng)確實(shí)在發(fā)展，事情會(huì)隨著時(shí)間的推移而改變，所以我并不是在爭(zhēng)論這個(gè)問題?！彼厣?，ST正在密切關(guān)注RISC-V。

AI?????

El-Ouazzane認(rèn)為，MCU開發(fā)者需要的是AI，而不是RISC-V。“他們?cè)诓渴餉I方面越來越積極。他們要求我們?yōu)樗麄兲峁└嗟腁I模型?！?/p>

簡(jiǎn)而言之，El-Ouazzane表示，AI是“MCU的下一個(gè)重要領(lǐng)域”。

隨著AI推動(dòng)MCU攜帶越來越多的參數(shù)，El-Ouazzane預(yù)計(jì)算力和內(nèi)存占用都將上升。El-Ouazzane說：“這就是為什么我認(rèn)為18nm FD-SOI和ePCM（在ST新一代先進(jìn)MCU中）的交叉是一件大事。他認(rèn)為，ST采用ePCM的先進(jìn)MCU將使試圖追趕ST的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手步履維艱。

用于MCU的大語言模型？?

在談到Chat GPT等大型語言模型時(shí)，El-Ouazzane說：“我認(rèn)為L(zhǎng)LM與微控制器無關(guān)?！?/p>

他指出：“首先，你談?wù)摰氖莾?nèi)存占用率，這在全球上是絕無僅有的……LLM在微控制器中沒有任何價(jià)值?！?/p>

另一方面，與Nvidia等公司的合作為微控制器開發(fā)者開發(fā)更多AI應(yīng)用打開了大門。通過利用Nvidia的Tao工具包擴(kuò)展STM32 AI生態(tài)系統(tǒng)，MCU開發(fā)者正在學(xué)習(xí)如何優(yōu)化AI。El-Ouazzane說：“視覺transformer現(xiàn)在正在成為微控制器的現(xiàn)實(shí)?！?/p>

但與Nvidia合作的真正好處還在其他方面。首先，“這筆交易讓我們的開發(fā)者在開發(fā)AI應(yīng)用時(shí)更加輕松”，因?yàn)檫@些應(yīng)用來自Nvidia的開發(fā)環(huán)境。其次，與Nvidia達(dá)成的Tao工具包協(xié)議使（基于MCU的）250億到300億個(gè)終端可以用于運(yùn)行AI應(yīng)用?！?/p>

El-Ouazzane說，MCU上的AI會(huì)產(chǎn)生“無聊”的應(yīng)用，但這些應(yīng)用對(duì)嵌入式系統(tǒng)社區(qū)非常有用。

他說，車載MCU中的一個(gè)應(yīng)用可以幫助車廠優(yōu)化電動(dòng)車電機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)。

El-Ouazzane說：“你需要監(jiān)控電動(dòng)車電機(jī)的內(nèi)部溫度。當(dāng)汽車運(yùn)行時(shí)，這是不可能的，尤其是在汽車沒有溫度傳感器的情況下。但對(duì)于車廠來說，使用在微控制器上運(yùn)行的AI算法的“虛擬溫度傳感器”是可行的，而且不會(huì)增加材料成本。

此外，還可通過感應(yīng)電機(jī)振動(dòng)進(jìn)行異常檢測(cè)。在同一MCU上運(yùn)行的算法可以預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)是否需要維護(hù)。

El-Ouazzane提出的另一個(gè)例子是一款尚未公布的新型洗衣機(jī)。AI驅(qū)動(dòng)的虛擬傳感器可以估算出每件衣物的重量，從而對(duì)水和洗滌劑的濃度進(jìn)行微調(diào)。El-Ouazzane說，這可以將能耗降低15%-40%。此外，洗衣機(jī)還可以利用AI，從6軸傳感器收集數(shù)據(jù)，防止?jié)L筒碰撞（滾筒與洗衣機(jī)外殼相碰撞）。

ST是一家市值173億美元的半導(dǎo)體公司，在全球擁有5萬多名員工。它還是一家擁有14個(gè)生產(chǎn)基地的IDM公司。眾所周知，ST在MCU業(yè)務(wù)上的已取得了巨大成功。但ST正在改變自己的敘事方法。作為工藝和制造技術(shù)方面的專家，ST正在產(chǎn)品開發(fā)和業(yè)務(wù)戰(zhàn)略方面超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，尤其是在中國(guó)。