图一

物联网（IoT）应用市场在近年来已经开始深入大家生活中，意法半导体（ST）也随着IoT需求的增加，慢慢地扩展到不同的应用和产品。无论是智慧家庭、智慧能源或者是Smart Everything，这些都是支撑IoT发展的驱动力，需要更多高效能的STM32来协助边缘运算，提高效率。

在这些研发过程中，资料安全和骇客攻击也是非常重要的议题，因此ST也在资料加密方面做了进一步提升，未来还会扩大支援更多物联网产品和应用。

图二

得益於客户的支持，ST在2021年成为全球通用微控制器的稳定领导者。持续成长归功於不断努力和新产品的推出，让客户感到使用ST产品可以达到更高的效率。ST在各个领域都有非常高的成长，特别是在工业领域，拥有超过50%的市占率。

图三

从2021年到2026年，市场驱动力有几个，例如主要的家电和制造自动化，还包括提高能源效率的应用，例如伺服器电源、储能系统、马达控制、电动工具等。智慧大楼和智慧家庭的应用也都可以归类为智慧大楼。

为了继续保持全球领先的地位，除了开发一系列高效能的STM32 MCU，例如STM32C0、U5或H5，我们还扩展到无线产品和微处理器等不同领域。

图四

同时，ST在生态系统和解决方案上也引入了AI应用，以支援客户需求，包括拥有更完善安全性的Cube.AI和大家所熟悉的TouchGFX图形介面。

MCU是一个没有生命的物件，它需要工程师撰写韧体并加入他们的创意，才能让MCU发挥该有的功能。在开发的过程中，STM32Cube是一个非常关键的核心。ST推出了很多能与STM32Cube搭配使用的开发板和其他周边相关元件和资源，例如感测器、MCU I/O的设定，还有不同应用的资料库、MEMS，以及用来进行人脸辨识的ToF感测器。

图五

所有这些元件都包含在STM32Cube的软体中。ST希??透过丰富的生态系统和软硬体支援，让客户优先选择STM32开发平台。

从2021年到2022年，下载ST的工具的开发者人数增加了超过20%，而X-Cube.AI的使用者也增加了10%。这代表已经有许多人关注AI相关议题，因此产生了需求。ST提供的线上教育训练的观看时间也增加了15%。此外，加入STM32生态系统的客户数量也增加了15%。

图六

STM32未来的发展方向将聚焦在安全、无线连接、包括Node端和云端的技术以及进阶的人工智慧（AI）。同时，MPU（微处理器）也有很大的成长空间。

ST将持续投入更多资源以提供客户更好的支援，因此经持续扩增法国Crolles跟义大利Agrate厂产能。从现在到2025年预计可以提升两倍的产能。而ST也与台湾知名的晶圆厂合作，特别是90奈米和40奈米的制程，确保供货稳定。

STM32C0微控制器

图七

ST最近推出了三款新产品，其中两款是微控制器，另一款是微处理器。其中之一是STM32C0微控制器，它的推出源於时代正在从传统的手动牙刷转向电动牙刷，这也需要微控制器。现在，市场上的电风扇具有越来越多的功能，甚至可以透过遥控器进行控制，这些功能的进化带动了微控制器的使用率增加。

在这些例子中，原本使用8位元微控制器已经足够，但随着技术和需求提升，转移至32位元微控制器已成为必然趋势。然而，在转换过程中，开发者需要面对一些挑战，ST推出STM32C0微控制器就是为了帮助开发者无缝地从8位元移转至32位元微控制器。

图八

STM32C0有几个显着的特点。除了价格亲民之外，它还继承了STM32的卓越品质和可靠性，并且与已经量产的STM32G0相容。从生态系统到脚位配置，开发者可以在两者之间轻松无缝转换，而从STM32G0转换至STM32C0也可以轻松实现，因此成本更低。

STM32C0的目标应用包括家用电器、风扇和烟雾侦测器等。特别是烟雾侦测器这种低价产品，以往开发者会选择8位元微控制器，但现在可以以成本效益更高的STM32C0来替代。此外，ST还加强了一些功能，例如最隹化的脚位配置，使得开发者可以在同样的封装中使用更多的I/O数量。与STM32G0一样，它内建了1%高精度RC，因此某些应用程序不再需要外部振荡器。此外，它提供了9种不同的封装尺寸，包括QFN、SO8N和最小的WLCSP12。

图九

一般传统的MCU可能有多组Power Pairs，另外还需要一个外部的振荡器。在STM32C0，则减少为一组Power Pair，其他的脚位分布就可以拿来作为其他用途，例如 GPIO。

另外在电压的部分，现在主流的设计是3.3伏特，ST将低电压支援的部分稍微提升，并将空间缩小范围缩小至2伏特到3.6伏特。 如此同样可以满足目前大部分客户所需的规格。

图十

STM32C0跟G0大部分的封装都是Pin to Pin。也使用同样的制程平台，两者都是90奈米。另外，大部分的IP都是相容的，所以STM32C0能与G0完美接轨。

ST会推出STM32C0除了价格平易近人之外，相较G0，STM32C0提供的是48MHz的频率。STM32F0的频率就是48MHz，也因此，STM32C0并没有牺牲太多的效能。C0在温度的表现不只着眼在消费性应用，工业性应用也非常重要，所以C0还提供高达125度的温度支援。

在封装的部分，目前最多提供到48-Pin，但是C0还在持续演进，未来将会推出更多的产品。

图十一

除了SO8N封装，内缩的QFN封装，还有最小的WLCSP12封装等，目前共有9种封装选择。完整的C0产品组合，范围从8-Pin到48-Pin，现在主要提供两种搭配。分别为STM32C011，以及STM32C031。最主要的差异为STM32C011内建6K的SRAM，而C031则内建12K的SRAM，两者的记忆体尺寸有点不太一样。此外，C031多了一些周边支援。 不过，C01和C031在内建快闪记忆体的支援都一样，皆支援16K和32K。

STM32C0目前提供了三种开发板，首先是48-Pin的Nucleo-C031，接着是一个48-pin的C031 Discovery Kit。这个Discovery Kit外接 STLINK可做为烧录使用。最後是20-Pin的C011 Discovery Kit，其采用非常小的包装，ST-Link也内建在开发板里面。

STM32H5微控制器

图十二

另外一个微控制器产品是STM32H5。过去STM32F1需要增加一些功能，记忆体和效能也需要再提升，这也是STM32H5存在的目的。

另外，开发人员提到有客户要求他们作出符合网路安全的工业风扇，STM32H5就可以轻松解决这些问题。

图十三

STM32H5内建的是Cortex-M33内核心，其运行频率达250MHz。这是市面上第一个能够达到250MHz的Cortex-M33的产品。那另外一个要强调的特色就是安全性。ST利用模组化的设计，让没有专业背景的开发者，也能迅速地利用模组化的方式，完成具安全性设计的目标。

STM32H5承袭STM32H7最新优化的40奈米的制程技术。同时提供内建高达2MB的记忆体空间，以及多种类比和数位的周边选择。

目标应用包括智慧家庭、智慧城市、工厂自动化，还有消费性的产品，都是H5所着眼的应用。

工业自动化的应用要求需要达到高效能的指标，所以运行在250MHz的频率足已符合大部分工业自动化的应用。此外，H5还具有高达2MB的内建记忆体。ST近期推出多款MCU皆支援到高达125度的温度，正代表着ST看重工业相关的应用。

图十四

而工业4.0另外一个特色是要能符合安全。STM32H5已经通过 PSA跟SESIP第三级的认证。 除了资讯安全的认证之外，在功能安全的部分，硬体也支援了SIL等级的资料库。

在连结性的部分，除了工业常会用到的Ethernet之外，STM32H5在STM32产品组合中是第一颗支援MIPI-I3C的MCU。在未来感测器传输速度越来越快的状况下，这样的周边支援是有必要的。

STM32H5虽然是高效能的微控制器，但也非常适用在IoT的应用。无论是智慧家庭、工业物联网等，即使STM32H5的运行频率高达250MHz，其功耗每MHz却只有61μA，这已经达到IoT装置的标准。这样的功耗表现在整体市场上是非常杰出的。

封装方面，STM32H5提供从最小 25-Pin到最大176-Pin广泛的封装选择，因此ST能提供非常足够的产品组合。

在安全层面的部分，对於IoT设备，客户可能需要连接到Amazon的AWS ，或是Microsoft的Azure，连线的过程通常需要经过验证。验证的过程如何配合与沟通对开发者来说需要耗费非常多心力。ST推出简易使用的设计 ，帮助开发者快速地达成要验证的功能。

STM32F2跟STM32F4 以往是属於高效能系列的MCU，不过相较F2和F4效能的比分，STM32H5取得375 DMIPS和1023 CoreMark，这效能超过F2一倍以上，而且相较F4的效能亦是高出许多。ST加强了内建的设计，包括ART Accelerator用於指令和资料快取，可以加速内建和外部的快闪记忆体存取。

图十五

另外STM32H5将FMAC和 Cordic的数学运算加速器内建在MCU里，使其更适用於数位电源或是马达控制，使用额外的运算加速器可以减少CPU的负荷。

STM32H5一个很大的变革， 就是安全功能。STM32H5已通过 SESIP和PSA 第三级的认证。在目前STM32的产品组合之中，已是最高等级的认证。

图十六

通常工程师会想知道如何在尚未开发过安全机制的情况之下，快速地达到客户的要求，ST所提供的方案就是Secure Manager（安全管理器）。ST-uRoT跟ST-iRoT，就是ST所提供的服务。安全的服务会提供开发者套件和图形使用者介面的工具。「ST-iRoT」是内容不可变动的开机信任根，而「ST-uRoT」则是日後可更新的信任根。当ST出货给客户的时候，希??开发者在使用我们提供的方案时尽量不要去变动里面的内容，如此一来客户的产品才有较高机会通过PSA或是SESIP的认证。

最核心的功能就是Secure Manager （安全管理器）。ST会提供一个图形使用者介面，以便开发者进行配置，包括预先的加密配置、可信赖的储存区域，也可以进行一些验证程序。

STM32MP13系列微处理器

图十七

第三款产品是 STM32MP13系列微处理器。除了将STM32MPU的效能提升到1GHz，同时具备A7核心。相较以往的STM32MP15，将Cortex-M4核心移除，目的在於提供价格更平易近人，但同时保有更高的效能产品。

STM32MP13承袭了MP15的资源，所以其开发生态系统完全相同。同时提供不同PCB布局的叁考设计，这些都可以从网路上下载。

另外，MP13的功耗已做了最隹化的设计，所以在待机或VBAT模式相较竞争对手可节省高达90%的功耗。

图十八

MP13的目标应用很多来自工业领域，包括像机器手臂、充电桩。同时也包括支付的应用，例如行动支付、终端支付，这些都是MP13 强调并支援安全机制的应用。

MP13和MP15一样，100%的操作使用可以维持10年。温度支援可达125度，而且DRAM亦支援到533MHz。

图十九

安全功能是STM32MP13微处理器特别强调的重点 。ST针对外接的记忆体可加解密传输来形成一道保护。ST提供了具硬体加解密功能和没有硬体加解密功能的不同料号选择。在整个产品生命周期里，ST也提供了平台认证的作法 。

图二十

由於Cortex-A7具有TrustZone ，所以开发者的程式码可以很容易隔离，以避免权限不足的应用程式存取到权限等级比较高的应用程式，这是 TrustZone的精神所在。搭配原来的生态系统，所以MP13 实际上已达到SESIP第三级，ST甚至还去做了支付卡产业PTS/POI 6.0预先认证，以及PSA第一级的认证。

图二十一

相较於竞争对手，ST在低功耗表现特别杰出。不同模式下，所对应之节省下来的功耗百分比很高。能够节省非常多的效能，这也归功於ST的STPMIC1电源管理IC。所以STM32MP13搭配STPMIC1的组合不但效能与功耗表现优良，元件使用量也减少许多。

图二十二

针对STM32MP13提供三种不同封装，包括 LFBGA289、TFBGA320，以及TFBGA289。若开发者有成本上的考量，需要用到四层板，则可选择前面两者。若需要更小封装，就可选择後者的TFBGA289。

物联网（IoT）应用市场在近年来已经开始深入大家生活中，意法半导体（ST）也随着IoT需求的增加，慢慢地扩展到不同的应用和产品。