相比消費市場,工業市場要穩定許多。IHS Markit資料顯示,包括製造、加工、電力、能源和大樓&家居控制在內的工業市場,自2018年以來一直保持了6%的穩定成長。其中,安全監控應用,大部分屬於自動化方面,同期的年複合成長率則將達到19%。
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意法半導體亞太區功率離散元件和類比產品部區域行銷及應用副總裁Francesco Muggeri指出,市場對於電力的需求正在提升。現有資料顯示,2020年到2030年電力需求將成長30%。而且,全世界各國家都為減少二氧化碳排放量做出了堅定的承諾,預估到2030年,二氧化碳排放量將較2010年減少45%。大家對新能源和再生能源問題越來越關注。因此,我們需要集中精力節約能源,生產更多的綠色能源。
綠能市場中,大到直流充電站,小至個人充電器產品,新材料正在引領科技變革。
Francesco Muggeri表示,我們想要透過創新的直流充電站解決方案,成為市場領導者,ST為此研發了15 kW雙向PFC和65W Type-C™手機和個人電子產品充電器方案。
圖:15kW雙向PFC(3級T型)採用SiC元件與數位控制
透過使用SiC產品和數位控制器, STPower和STM32內核,開發設計PFC產品,包括STM32G474(32位MCU)、 SCTW35N65G2V(SiC MOSFET)、 STGAP2S(電氣隔離閘極驅動器)、 STLM20W87F(類比溫度感測器)、 VIPer26K(高壓交直流轉換器)。在使用SiC MOSFETs的情況下能夠讓客戶把電源效能提升到99%,在一年內將節省至少330千瓦的能量(以每天運作12小時為例)
圖:65W Type-CTM & 功率傳輸充電器,採用GaN FET半橋驅動SiP
針對個人消費用充電器產品,借助GaN材料的特性,新方案參考版尺寸僅有50 x 30 x 16 (mm),與U盤相仿,但是功率密度卻達到30W/inch3,比世面現有方案提升1.5倍至2倍,20V滿載條件下效率再度提升1%。
馬達同樣是實現綠能的關鍵因素,工廠、家電、甚至手機(來電震動),馬達的身影無處不在。統計顯示,全世界用電量的一半是各種馬達和電機消耗的,這裡面除了工業製造、家電產品,日益龐大的資料中心也是馬達耗電大戶(主要來自溫控散熱系統),而統計顯示在馬達生命週期的整體使用成本中,購置成本僅占2%,電費卻高達97%。因此,省電、提升效率不僅是馬達控制方案的爭奪焦點,同樣也是各國政府正在積極推進的綠能政策。
ST智慧馬達控制產品系列已有130多個型號,迄今爲止銷售超過10億片。現在,ST已經將馬達驅動和故障診斷功能整合起來,為用戶提供更具成本效率的方案。BFA 001b1b評估板,目前已經商用化。由於其具備IO-link連接技術,能夠部署預測性維護馬達解決方案。
ST已經解決和正在解決的挑戰有兩個,首先是預測性維護,例如,系統預測出馬達可能在2周內停機,因此,你將有兩周的時間安排生產計畫,停止生產線運作,維修馬達,而且成本相較突然停機低得多。其次,是故障偵測功能。我們正在針對這個方面研究。馬達突發故障,事前沒有任何預警提示資訊,導致外部生產線停止運作。故障偵測是指即便電路板出現故障,仍能夠使解決方案繼續運作,並合理安排時間維修中斷的生產線,已經處於研發階段。
Francesco Muggeri表示,馬達控制、電力和能源、自動化是ST非常重要的三大應用市場,這裡有更大的商機正在等候著我們與合作夥伴們去挖掘。