STMicro เปิดตัวชิป STM32U0 MCU และ FD-SOI process 18nm สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32

STMicro เปิดตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล STM32 ด้วยชิป STM32U0 ที่มี Arm Cortex-M0+ ใช้พลังงานต่ำ (ultra-low-power) มีความเร็วสูงสุดถึง 56 MHz เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์รุ่นก่อนหน้า เช่น STM32C0 หรือ STM32L0 สามารถประหยัดพลังงานได้สูงสุดถึง 50% พร้อมเน้นการได้รับใบรับรอง SESIP Level 3, PSA-Certified Level 1 และ NIST อีกด้วย นอกจากนี้บริษัทยังได้เปิดตัวเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตแบบ FD-SOI 18 นาโนเมตร สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32 จะมาแทนที่การผลิต 40 นาโนเมตรที่ใช้ในปัจจุบัน

STMicro STM32U0 Cortex-M0+ MCU

คุณลักษณะและสเปคที่สำคัญของ STMicro STM32U0:

• MCU Core – Cortex-M0+ สูงสุด 54 MHz พร้อม ART accelerator
• หน่วยความจำ / ที่เก็บข้อมูล
  • STM32U031x – SRAM 12KB, flash 16 ถึง 64KB
  • STM32U073x – SRAM 40 KB, flash 16 ถึง 256 KB
  • STM32U083x – SRAM 40 KB, flash 256 KB
• หน้าจอแสดงผล – คอนโทรลเลอร์ LCD สำหรับหน้าจอแสดงผล 8×48 หรือ 4×52 segment (STM32U073, STM32U083)
• อุปกรณ์ต่อพ่วง
  • 3x I2C, 2x SPI, 4x USART, 2xlow-power UART
  • สูงสุดถึง 21x ช่องรับสัมผัสแบบ capacitive
  • USB – 1x อินเทอร์เฟสอุปกรณ์ USB 2.0 (STM32U073, STM32U083)
  • แอนะล็อก – ADC 12 บิต, สูงสุด 2x โปรแกรมการเปรียบเทียบ embedded rail-to-rail analog, operational amplifier 1 ตัว
  • Timer –Timer อเนกประสงค์ 32 บิต, PWM Timer 16 บิตสำหรับการควบคุมมอเตอร์โดยเฉพาะ, Timer ทั่วไป 16 บิต 3 ตัว และ Timerพลังงานต่ำ 2x ถึง 3x 16 บิต
  • RTC พลังงานต่ำ
  • AES hardware accelerator (อุปกรณ์ STM32U083)
• แหล่งจ่ายไฟ – แหล่งจ่ายไฟ 1.71 V ถึง 3.6 V
• การใช้พลังงาน (จากเอกสาร datasheet ของ STM32U031)
  • โหมด VBAT: 130 nA (พร้อม RTC และ backup registers 9 x 32 บิต)
  • โหมด Shutdown (4x wake-up pins): 16 nA
  • โหมด Standby (4x wake-up pins): มี RTC – 160 nA, แบบไม่มี RTC –
  • 30 nA
  • โหมด Stop 2: พร้อม RTC – ​​630 nA, แบบไม่มี RTC – 515 nA
  • โหมด Run (โหมด LDO): 52 μA/MHz
  • 4 μs wake-up จากโหมด Stop
•  แพ็คเกจ
  • STM32U031 – 20 ถึง 64 พิน ใน TSSOP, WLCSP, UFQFPN, LQFP และ UFBGA
  • STM32U073 และ STM32U083 – 32 ถึง 81 พิน ใน UFQFPN, WLCSP, LQFP และ UFBGA
• ช่วงอุณหภูมิ – -40°C ถึง 85/125°C
• เทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิต – 40 นาโนเมตร

STMicro แจ้งว่า STM32U0 มี “การใช้พลังงานคงที่ต่ำมากในโหมดสแตนด์บายและประสิทธิภาพการปลุกที่เหนือกว่า ทำให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้เวลามากขึ้นในโหมดประหยัดพลังงานเพื่อลดความต้องการพลังงานโดยเฉลี่ย” มีลูกค้ารายหนึ่งที่ทดลองใช้ก่อนเปิดตัวใช้ STM32U0 ในกล้องวงจรปิดเพื่อทำให้อุปกรณ์ตื่นขึ้นเมื่อตรวจจับการเคลื่อนไหว และลูกค้ารายอื่นๆ ได้ที่ใช้ MCU Cortex-M0+ ใหม่เข้ากับเครื่องตรวจจับควันและมิเตอร์น้ำที่มีอายุการใช้งานยาวนาน

STMicro มีแพลตฟอร์มการพัฒนาสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ใหม่รุ่น STM32U ทั้งหมด 3 รูปแบบ ได้แก่ บอร์ด NUCLEO-U083RC Nucleo, บอร์ด NUCLEO-U031R8 Nucleo และชุดพัฒนา STM32U083C-DK Discovery ทั้งหมดสามารถโปรแกรมได้ด้วยเครื่องมือพัฒนาตามปกติจาก STMicro

การใช้งานทั่วไป ได้แก่ อุปกรณ์อุตสาหกรรม (เทอร์โมสตัด, อุปกรณ์แบ่งค่าใช้จ่ายในการใช้พลังงาน, กลอนประตู) อุปกรณ์ทางการแพทย์ (ปั๊มอินซูลิน, เครื่องวัดน้ำตาลกลูโคส) มิเตอร์อัจฉริยะ (น้ำ, แก๊ส, ไฟฟ้า) และอุปกรณ์ผู้บริโภค เช่น เครื่องติดตามตำแหน่ง, GPS logger และหูฟัง

ซีรีส์ STM32U0 อยู่ระหว่างการผลิตและมีราคาเริ่มต้นที่ $0.68(~25฿) สำหรับ 1,000 ชิ้น สามารถซื้อบอร์ด Evaluation boards สำหรับบอร์ด Nucleo ราคา $10.31(~370฿)  และบอร์ด STM32U083C-DK Discovery kit ราคา $20 (~700฿) สามารถอ่านรายละเอียดเพิ่มเติมรวมทั้งเอกสารประกอบและลิงก์การซื้อในหน้าผลิตภัณฑ์

เทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตแบบ FD-SOI 18 นาโนเมตรสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32

นอกจากนี้ STMicro ยังได้ประกาศการย้ายไปยังเทคโนโลยีการผลิต Fully Depleted Silicon On Insulator (FD-SOI) 18 นาโนเมตร พร้อมembedded phase change memory (ePCM) สำหรับรุ่นต่อไปของไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCUs) ในตระกูล STM32 เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีหembedded non-volatile memory (eNVM) 40 นาโนเมตร ที่ใช้ในปัจจุบัน FD-SOI 18 นาโนเมตรพร้อม ePCM สามารถให้:

• อัตราส่วนประสิทธิภาพต่อพลังงานดีกว่า 50%
• ความหนาแน่นของหน่วยความ non-volatile memor (NVM) สูงขึ้น 2.5 เท่า ช่วยให้หน่วยความจำบนชิปมีขนาดใหญ่ขึ้น
• ความหนาแน่นทางดิจิทัลสูงขึ้น 3 เท่าสำหรับการรวมกับอุปกรณ์ต่อพ่วงดิจิทัล เช่น AI accelerators และกราฟิก รวมถึงคุณสมบัติด้านความปลอดภัย security  และ safety
• การปรับปรุงค่าสัญญาณรบกวน 3dB เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ RF ในไมโครคอนโทรลเลอร์ไร้สาย

STMicro แจ้งว่าเทคโนโลยีสามารถทำงานได้ที่แรงดัน 3V เพื่อรองรับคุณสมบัติแอนะล็อก เช่น การจัดการพลังงาน, ระบบรีเซ็ต, Clock source และตัวแปลงดิจิทัล/แอนะล็อก และยังอ้างว่าเป็นเทคโนโลยี sub-20 นาโนเมตรเพียงตัวเดียวที่รองรับความสามารถนี้

ชิปไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32 Cortex-M ตัวแรกที่ใช้เทคโนโลยีการผลิต 18 นาโนเมตร จะเริ่มสุ่มตัวอย่างให้กับลูกค้าที่ได้รับการคัดเลือกในช่วงครึ่งหลังของปี 2567 โดยได้มีการวางแผนการผลิตช่วงครึ่งหลังของปี 2568 สามารถอ่านรายละเอียดข้อมูลเพิ่มเติมได้ในข่าวประชาสัมพันธ์

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : STMicro announces ultra-low-power STM32U0 MCU, unveils 18nm FD-SOI process for STM32 microcontrollers