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ST推广智慧感测器与碳化矽发展 强化於AI与能源应用价值
 

【CTIMES / SMARTAUTO ABC_1 报导】    2024年11月11日 星期一

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面对近年来工业4.0概念持续发展,并加入人工智慧(AI)普及化、节能减碳等热门议题引发关注,意法半导体(ST)也在近期提出包含MEMS感测器和碳化矽(SiC)等高效解决方案,探讨可在边缘AI领域扮演的关键角色,使其更易於普及,让每个人都能受益。

意法半导体也在近期提出包含MEMS感测器和碳化矽等高效解决方案,探讨可在边缘AI领域扮演的关键角色。
意法半导体也在近期提出包含MEMS感测器和碳化矽等高效解决方案,探讨可在边缘AI领域扮演的关键角色。

意法半导体类比、电源、MEMS和感测器事业群??总裁暨MEMS子产品事业群总经理Simone Ferri指出:「对比人脑与同等运算能力(约每秒1011次浮点运算)的高效能超级电脑的耗电量,人脑仅需20瓦、而超级电脑则需22.8MW,这百万倍的电量差距便构成了重大发展阻碍,亟须加以缩小。」

意法半导体中国及APeC汽车用SiC产品部经理Gaetano Pignataro进一步表示:「目前加速AI部署的重要问题之一,便是其造成的环境冲击,包含排放二氧化碳、耗水电量和便利性,皆与人类活动间存在巨大差异,成为阻碍AI被广泛应用的关键障碍,并正视这些挑战。」

进而建议效仿章鱼的智慧,并转化为AI和感测技术,如将其神经分布在触脚中,形成分散式智慧的边缘AI;还在数据源附近设有专门感测器,能在边缘即时处理,减少复杂的数据传输。章鱼便因此得以适应环境,改变本体形状甚至颜色。

此即是ST创新概念之一的「适用性配置」,利用智慧感测器分析环境便如同章鱼根据环境重新配置自身的原理,关键是可透过机器学习核心和有限状态机台合作即时解读事件,并已将此概念导入不同应用场域。

包括对於再生能源的风力发电,将ST的智慧感测器放置在机舱上的低功耗节点,便能监控机舱姿态,并侦测任何弯曲或异常;追踪风力叶片速度和行为,以优化风机性能。以及用於电钻的反冲侦测,ST感测器便能透过监控移动和电流消耗来侦测即将发生的反冲,然後切断电池电源以限制影响,确保使用者的安全与健康,避免须经MCU处理数据後才反应的延迟。

值得一提的是,针对目前在仓储中已经广泛使用的各种机器人类型,ST也提供光学和MEMS感测器的组合,例如将飞行时间感测器与动作感测器,或镜头与动作感测器结合,创造出更多的应用可能性。

Simone Ferri表示:「为了优化成本与制造,ST通常会将感测器分开设计,并将数据处理集中在MCU或MPU层级,透过AI演算法或其他演算法来融合这些资讯。」因此在需要快速反应的仓储机器人或防反弹机制的电钻等应用、若有警示或触发事件时,无论是光学或是动作感测器,都可以立即做出有效反应,而不必依赖中央处理器。

Gaetano接着探讨电动化对碳化矽带来的挑战及市场需求的转变,以及ST的产品蓝图及制造策略。例如在工业领域的设备电源、AI伺服器等应用,对更高功率、更高效能及更高密度的需求日益增加,而碳化矽正是满足这些需求的理想技术,应用范围相当广泛。

依分析师预估,2026年整体碳化矽功率元件市场将大幅成长约达350亿美元,并於2030年接近400亿美元。到了2030年的碳化矽市场规模可??接近20 亿美元,其中约70%的成长来自汽车应用,剩下的 30%则来自工业领域。

例如在能源发电与配电领域中,碳化矽也是处理高功率需求的首选技术,特别是在对高功率和效率至关重要的AI资料中心、电信基础建设、充电桩等,无论是从高到中低功率的应用,追求最高的效率与功率密度都是共同目标。仅今年充电桩的安装量就增加了约600万座,高功率充电站中的矽含量可达到5,000美元,创造了可观的市场规模。

且在再生能源领域,碳化矽已广泛应用於逆变器与高功率风力发电机,具备在高电压、高开关频率及严苛环境下运作的能力,需要耐用、坚固且使用寿命长的元件,以降低维护和拥有成本,成为多种高需求应用的最隹解决方案。就连储能系统的成长也非常显着,特别是在并网型储能系统的矽含量约为2,500~5,000 美元,今年新增了12 GW的储能容量,进一步显示半导体产业的潜力。

为了满足这不断增加的需求,ST正在大力投资生产,同时专注於研发,推动新材料、新技术和新结构的创新,带来更多成长的机会。不仅提升产品品质,超越标准要求进行认证;透过分析具体应用的任务特性、故障机制,并应用加速测试来确保产品能满足预期寿命,还进一步降低成本,确保在竞争激烈的市场中保持优势。

關鍵字: MCU  MEMS  ST 
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