工業(yè)峰會2024激發(fā)創(chuàng)新，推動智能能源技術發(fā)展

工業(yè)峰會2024 于2024年10月29日在中國深圳圓滿落幕，大會展出了150多個應用解決方案，舉辦了28場關于電機控制、電源和能源、自動化的會議，并展示了ST的技術產品。針對那些無法親臨峰會現(xiàn)場的人，ST還組織了40多場獨特的網絡直播，以觸達更廣泛的觀眾，使更多的人能夠觀看峰會。正如與會者將看到的那樣，因為本屆峰會聚焦智能能源，ST必須讓工業(yè)峰會2024觸達更多的工程師和決策者。氣候變化對電力電子產品提出更高的能效要求，同時，數(shù)據(jù)中心、可再生能源，以及供暖和制冷的新消費趨勢也需要創(chuàng)新技術。

暖通空調參考設計

藍天白云下的工業(yè)建筑屋頂上的空調機組（HVAC）

10 kW大功率HVAC（空調、熱泵和數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)）參考設計是2024年工業(yè)峰會上最令人印象深刻的演示之一，這個方案只用一個微控制器驅動三相Vienna PFC（功率因數(shù)校正器）和壓縮機BLDC電機，過去，每個部分都要用一個MCU。因此，這種更高效的系統(tǒng)提供了更大的控制穩(wěn)定性，并有助于顯著減少物料成本。

STM32G4負責運行電機控制和數(shù)字電源二合一固件庫，盡管要執(zhí)行的任務很多，但CPU負載率僅60%左右，其中，數(shù)學協(xié)處理器和數(shù)據(jù)管理架構功能起了很大的作用。這塊板子還具有其他功能，例如，支持KNX總線和預測性維護應用。簡而言之，ST展示的是一個能夠加快項目開發(fā)的功能豐富的參考設計電路板。

工業(yè)峰會2024上展出的暖通空調參考設計

選擇開發(fā)10 kW應用參考設計是因為家用和商用暖通空調解決方案中的大多數(shù)壓縮機需要大約10 kW到15 kW的電源。因此，工程師們在此次工業(yè)峰會2024上看到了一個如何快速創(chuàng)新的具體的實例。實際上，工程師只要根據(jù)特定需求適當調整該參考設計即可。例如，雖然我們默認使用1200 V IGBT和硅基二極管（PFC中的STTH30S12，壓縮機中的STGWA40M120DF3），但設計人員可以選用意法半導體的SiC器件來提高能效和功率密度。同樣，在保持使用單個MCU的優(yōu)勢的同時，將當前的功率調整為15千瓦的壓縮機也比較簡單。

2024工業(yè)峰會上最大的演示系統(tǒng)方案

機械臂抓取一個盒子

峰會上展出的自動化流水線系統(tǒng)是同類首創(chuàng)，也是工業(yè)峰會2024上的最大的解決方案演示。意法半導體豐富的系統(tǒng)級專業(yè)知識，廣泛的產品范圍和技術組合，給參會者留下了深刻印象。在眾多的控制器、驅動器、RFID讀取器、網關、傳感器等產品中總共有500多顆ST芯片。在一個如此大的系統(tǒng)演示中，很多不同的組件來自同一家公司，這是非常罕見的。

這個大型演示模型是一個由三個機械臂和七個雙電機伺服驅動解決方案組成的復雜的自動化流水線系統(tǒng)，其中運送物體總共使用了14個永磁直線同步電機，ST技術創(chuàng)新中心為這些電機設計了七個雙電機伺服驅動器。七個雙伺服驅動器使用EtherCAT和一個可編程邏輯控制器（PLC）通信，其中可編程邏輯控制器使用CiA 402協(xié)議分發(fā)實時運動參考信號。簡而言之，這不僅是一個精彩的應用演示，還是一個交鑰匙解決方案。

STM32MP2開發(fā)套件，簡化PLC開發(fā)

這個自動化流水系統(tǒng)還支持CODESYS、Profinet、Sub-1G、IO-link等協(xié)議。此外，這個演示展示了ST與西門子的合作關系。通過利用西門子的自動化解決方案，ST可以使用PLC（可編程邏輯控制器）和HMI（人機界面）來確保更高的裝配準確度、可靠性和精度。因此，這個自動化裝配流水線是證明ST在嵌入式系統(tǒng)領域擁有豐富的產品組合和大量的專業(yè)知識的最好例子。

這個系統(tǒng)演示還展示了一個在虛擬空間映射現(xiàn)實世界制造過程的數(shù)字孿生平臺。數(shù)字孿生模型為預測性維護和效率分析提供了一個獨特的仿真能力。數(shù)字孿生可以幫助工程師預測問題，減少停機時間，并在不停產的情況下測試潛在的變化，而不需要在現(xiàn)場監(jiān)控裝配線的每個角落和縫隙。這個概念在汽車和航空航天工業(yè)中很熱。通過在工業(yè)峰會2024等活動上展示這個概念，ST揭開了數(shù)字孿生的神秘面紗，從而擴大智能制造的應用范圍。

數(shù)據(jù)中心

重新思考AI數(shù)據(jù)中心電源

本屆峰會上還有新的亮點，比如，使用碳化硅技術提高能效和功率密度的5.5千瓦人工智能數(shù)據(jù)中心電源。在過去的五年里，云計算、人工智能和區(qū)塊鏈技術使數(shù)據(jù)中心市場呈現(xiàn)爆炸式增長。事實上，伴隨著數(shù)據(jù)中心在全球的大量增長，還需要大量的冷卻系統(tǒng)和電能用于支撐。除了設備本身運行需要大量的電能外，冷卻也會消耗大量的電能。因此，任何形式的能效提升都會產生巨大的影響，這意味著設備將使用更少的電能，對冷卻的需求也會降低。

本屆峰會展出的電源也是獨一無二的，更高的能效意味著它可以省去橋式二極管。事實上，使用SiC器件和配套的STGAP電隔離柵極驅動器不僅可以提高能效，而且能夠實現(xiàn)新拓撲更好的落地。ST配套的MCU處理器STM32G4還為電源解決方案帶來了智能和先進的控制功能，以實現(xiàn)更復雜的配電機制，從而更好地實時適應負載波動。

簡而言之，開發(fā)現(xiàn)代且功能豐富的電源變得更具成本效益，從而促進了新一代電源的進一步應用。此外，ST合作伙伴展示的人工智能數(shù)據(jù)中心電源是目前很少的采用SiC的實物電源。這個樣機演示還表明，向高壓直流（HVDC）基礎設施轉型還有助于創(chuàng)建更環(huán)保的數(shù)據(jù)中心。因為高壓直流輸電降低了輸電損耗，降低了配電過程中的能耗，從而提高了整體能效。

此外，將可再生能源直接整合到現(xiàn)場運營是實現(xiàn)更環(huán)保的數(shù)據(jù)中心的另一條途徑，這種方法可以大幅減少整體碳足跡。事實上，太陽能和風能發(fā)電有助于我們減輕對傳統(tǒng)電網的依賴度，讓人工智能數(shù)據(jù)中心變得綠色環(huán)保。當然，將可再生能源應用于人工智能數(shù)據(jù)中心領域將會面臨不少挑戰(zhàn)，但是在工業(yè)峰會2024上，ST的合作伙伴展示了如何使用ST的SiC產品將這個概念變?yōu)楝F(xiàn)實。簡單地說，在世界建設越來越多的數(shù)據(jù)中心的同時，意法半導體正在努力建設一個更節(jié)能、更具成本效益和對環(huán)境負責的電力基礎設施新時代。

與全球SiC領導者一起創(chuàng)新

碳化硅和氮化鎵晶片

由于ST在碳化硅領域擁有近三十年的研制經驗,從技術研發(fā)到襯底、外延、晶圓制造，再到模塊組裝和封裝測試，ST全盤掌控碳化硅的價值鏈。與許多競爭對手不同的是，ST能夠在價值鏈上下游全面創(chuàng)新，提供業(yè)內性能最好的產品。此外，從碳化硅粉末到襯底、晶片、裸片、分立器件和電源模塊，ST能夠控制所有制造過程，滿足客戶日益增長的需求。

當工程師們想知道如何使用SiC甚至如何采購SiC時，工業(yè)峰會2024給出了答案，與會者在會上看到ST是如何解決這些問題，以及如何一步一步成長為全球排名前列的碳化硅供應商。具體而言，與會者可以獲得我們廣泛的MOSFET晶體管和二極管產品組合，以及在汽車和工業(yè)關鍵系統(tǒng)的應用情況。例如，參會者可以看到SiC MOSFET產品組合如何切實提高太陽能電動汽車充電站、電動汽車車載充電器、電驅逆變器、儲能應用和人工智能服務器電源的能效、可靠性和性能。