關鍵字:半導體產業
村田:著眼于未來十年,自源頭從新開始
村田今年的主題是“智能社會,智能個人網絡”,完整地展現整合了村田的傳感、無線網絡等技術的系統解決方案以及應用案例。
智能社會展區著重介紹能夠讓人們在“家居”和“辦公”中享受舒適環保的生活、社會的產品和技術。這里展示了村田與英特爾等公司共同進行的能夠用于超極本的無線充電概念模型的試做,采用了村田開發的電場耦合式無線電力傳輸系統,嵌于國譽家具制造的桌臺,從而實現超極本的無線充電。
目前包含筆記本電腦在內的便攜式設備的無線充電,必須要有超過20W的高功率傳輸,而且存在發熱的問題和模塊不容易小型化等技術障礙,至今無法實現。為了解決這些問題,村田通過采用電極部分不發熱的電場耦合方式和獨特的電路設計技術,成功實現模塊小型化,從而完成了超極本用薄型無線充電系統的共同試做。
在智能家居方面,村田的新款智能家庭網關裝置支持WiFi、ZigBee、藍牙、EnOCean,以及采用920MHz頻帶的無線系統“Sub-GHz”模塊等傳感器網絡中使用的多種無線通信技術。
智能個人網絡方面,村田步行測量系統吸引了很多關注。 “步行測量系統”鞋底安裝有壓力傳感器和無線模塊。穿上鞋后,可通過監測人體重心偏移情況,檢測跑動、步行及高爾夫運動的姿勢,預測康復效果等。該系統主要用于宣傳村田壓力傳感器和低耗能藍牙模塊的應用案例。壓力傳感器采用了透明壓電薄膜開發品,壓電電壓常數高達180×10-3Vm/N,光線透射率達98%,透明度高、除伸縮形變外還可檢測扭轉形變等。
村田機器人“村田頑童”和“村田婉童”想必大家都已不陌生了。這兩個機器人通過村田以陀螺傳感器為核心的倒立振擺控制結束,檢測機身的傾斜,實現了靜止時也不會倒的技術。在此技術的基礎上,村田與日本幸和制作所合作開 發了這款電動助行車“KeePace”,其核心技術“輔助控制系統”中,組裝了村田的MEMS陀螺傳感器(陀螺儀)和傾斜傳感器,以及應用這些傳感器的倒立振擺控制技術,通過優化的驅動結構和控制器升級實現小型化,并且大幅提升了支持在坡道的步行和回轉功能。村田的陀螺儀能夠檢測車身的傾斜,通過對車輪進行控制,保持車身平衡,防止摔倒。而且傾斜傳感器還能檢測坡道的角度,按照角度控制車身的傾斜,減輕使用者承受的負擔。
對于村田來說,材料技術是根本,也是競爭力的源泉。憑借多年累積的材料技術,村田開發出了這顆當前世界最小尺寸0201(0.25×0.125mm)的獨石陶瓷電容器。相比現在一部分智能手機配備的0402尺寸電容器,可實現減少約75%的體積。該產品預計在2013年度提供樣品。此外,村田另一顆片狀電感器也達到了當前世界最小尺寸0201(0.25×0.125mm),比現在的0402尺寸產品縮小了約75%體積。同樣預計在2013年度提供樣品。
TDK:磁石元年,從原點革新電子元件
對電子社會的發展做出極大貢獻、自發明以來已經走過80個春秋的鐵氧體仍在不斷煥發新光彩。以鐵氧體磁芯為代表產品的TDK,立足于“電子元件的附件價值源于材料開發”,不斷思索各種各樣的新產品與新技術。TDK廣報部技術廣報擔當罔均對本刊記者表示,今年是TDK的“磁石元年”,公司將關注兩個主要的市場,下一代通信和能源相關領域,所以本屆CEATEC中TDK展臺的主題就定義為“為社會基礎設施進步而貢獻的材料技術”。
所謂磁石元年,是指將今年作為TDK將統合現有的磁性元件產品以重新展現的一年。做出這一策略的背景在于,長期以來,日本是中國最穩定、最大的稀土出口市場。磁性元件的制造離不開一種元素鏑(Dy)——而稀土正是該元素的主要來源。在中國逐漸減少稀土供應的形勢下,相關日本企業也必須尋找可以替代或者減少鏑元素使用的生產工藝。以鐵氧體起家的TDK也很早就開始了這一方面的研發,罔均表示,目前在低溫應用如硬盤等產品中將不再采用鏑元素,而高溫應用中,例如汽車產品仍然需要使用鏑。
TDK從磁性材料、電極用材料、功能性有機材料等方面著手進行產品開發,將其高性能鐵氧體材料應用于供電/受電線圈,開發出了高效的電動汽車無線充電裝置。其基于3D快速充電技術的概念是在汽車后裝系統,與停車位地下分別埋入充電線圈。磁信號從地面下預先埋入的線圈發出,電動汽車上配備的接收線圈回路接收到磁場信號以后,將磁場能量轉化為電能就可為電動汽車充電。
在這一系統的基礎上,TDK設想了未來城市交通系統的規劃藍圖,在城市道路地面下以間隔方式埋入線圈,當配備有接收線圈的電動汽車駛過這段路面時則會自動觸發充電,這樣一來車輛就可在“隨時隨地、不經意間完成無線充電”。雖然這一遠景令人期待,但是與目前的充電樁式充電一樣,在成本與普及建設方面都存在很大的挑戰。
在能源方面,隨著可再生能源的發展,直流高壓輸電(HVDC)工程逐漸增多,如風力發電場等。而開關元件的更新換代,從可控硅到現在愈加被大量使用的IGBT,這對高壓大容量DC-LINK電容器提出了嚴峻的挑戰。TDK的產品兼具高可靠性、小型輕量等特點。額定電壓高達1500Vdc~3000Vdc,采用干燥技術惰性氣體封裝,實現長壽命、阻燃等特點。可滿足HVDC用逆變器及軌道機車用逆變器等應用的需求。
羅姆:以高效、節能、智能開創新生活、新社會
為解決全球性的環境、能源等問題,全世界都在進行各方面不懈的努力,從節能到可再生能源的運用,能源綜合解決方案日益增長,推進智能社會的研究也加快腳步。
于是繼08年提出下一個50年計劃的四個新成長動力——增效戰略、LED戰略、功率器件戰略以及傳感戰略——之后,為超越節省有限能源的固有概念,通過實現高效能源活動,去實現舒適的生活,建設美好的社會,羅姆將Power and Smart作為具體的課題,提出了“高效/節能/智能”這一新概念,運用羅姆多年長期積累的功率器件、光器件、傳感器件等先進技術,積極與各國際企業緊密合作,開創高效、節能、智能的新生活、新社會。體現在展會上,羅姆展示了矚目的解決電力問題關鍵產品,“新一代功率半導體”SiC的最新產品陣容以及小 型、輕量、環保、大功率大容量的氫燃料電池、個人健康器械的傳感器技術等最新信息。
日本在大地震及其引發的核電站泄漏事故后,SiC作為“脫離核電的半導體”備受關注,而羅姆在這一領域的研究成就頗豐。羅姆表示在導入新一代的SiC器件后,將傳統的Si半導體全部替換為SiC后的節能量,相當于3.3座核電站的發電量。
更值得關注的是羅姆與Aquafairy聯合開發的氫燃料電池。兩家公司利用獨創技術,將氫化鈣固化為片材。羅姆工程師表示,體積不到3立方厘米的片材與水反應可生成約為4.5L的氫、5Wh電力。這種氫燃料電池體積小巧且可常溫工作(-5℃~40℃),可用于智能手機充電、平板電腦和PC等的電池、戶外和偏遠地區的動力源、發生災難時的備用電源等。由于在反應時使用的是水和鈣系燃料,反應后的產物僅僅是水(水蒸氣),沒有二氧化碳等有害氣體,廢棄以后也可作為一般廢棄物處理,與以往的其他電池相比,是一種極為環保的電池。但是目前的產品仍存在一定缺陷。用于智能手機充電的氫燃料電池是一次性的,價格較為高昂。羅姆希望將來可以將成本降到普通干電池的水平。
CIGS是一種太陽能電池材料,其光吸收層的靈敏度是硅的100倍。羅姆將其作為光電轉換元件可開發出高靈敏度、寬頻帶的圖像傳感器。通過優化材料組分,改進工藝,由光子轉換的電荷在器件內部放大,使圖像傳感器的靈敏度大幅提升,可應用在暗處攝影(門禁夜間監控等)、檢測FA機器異物、醫療器械、類似指紋識別的血管識別等。
日本的LED照明已經相當普及,日本相關企業不懈的研發功不可沒。羅姆這款超高演色薄型面發光LED照明由于配置了極細的LED BAR,厚度達到5mm,可像有機EL照明一樣,可在整個面板上發光。另外,羅姆運用其熒光體技術,實現了Ra98顯色指數。
京瓷:在最尖端領域不斷創造新價值
京瓷今年以“環保”、“通信信息”、“汽車部件”等領域的技術、產品和 服務為中心,展示公司技術及綜合實力。京瓷于1975年開始著手研發太陽能電池,之后在全球首次實現了多晶硅太陽能電池的量產,1993年又在日本率先將住宅用太陽能發電系統投放到市場,并一直 努力將其推廣普及。太陽能電池就是京瓷的展出重點之一。京瓷公司公關部副室長井上優表示,此前多數的太陽能電池都是深藍色的,光反射較強,效率低。京瓷新開發的太陽能電池則做成黑色的,大幅降低了光反射率。同時太陽能電池的尺寸根據日式建筑重設計,增加了太陽能電池與屋頂的一體感,并大大增加了安裝面積。相比傳統尺寸,在同樣面積的屋頂上安裝功率可提升約55%。同時京瓷已經開發出效率達到17.8%的太陽能電池芯片,在目前全球多晶硅太陽能領域屬于最高水平,不過還未投放市場。
除了太陽能,京瓷、大阪燃氣、愛信精機株式會社等公司一起研發了固體氧化物燃料電池廢熱發電系統(SOFC系統),此次開發的新產品“ENE-FARM type S“發電率高達46.5%,在家用燃料電池領域創下世界新高。其中和核心部件電池堆由京瓷制造。
阿爾卑斯:讓未來更舒適、更智能化
為了有效利用電力,阿爾卑斯將致力于開發綠色器件,創造出為實現數字化、低碳社會做出貢獻的電子元器件開發。其展臺充分展示了利用該公司獨有技術的面向智能手機、汽車電子、健康管理以及環保節能等各領域開發的最新產品的技術。其未來車內界面新概念——多功能模態命令器吸引了很多參觀者及國內外媒體關注。
多功能模態命令器是阿爾卑斯設想的實現直觀且操作簡單的,面向車載設備的下一代輸入器件。通過駕駛艙內各種組合靜電式傳感器(觸摸板)和近紅外傳感器,實現更直觀的操作。不僅可以在器件上直接輸入,而且還可以利用器件的上部空間進行手勢輸入。
通過各種器件之間的聯動,在駕駛艙內匯集提高舒適操作的整體解決方案。例如,以近紅外線和駕駛艙內圖像等感應數據為依據檢測駕駛員的意圖,并從多個操作方法中選擇最佳操作方法。
除此之外,在面向智能手機的展區,利用“節能、省空間、防水”,“設計和裝飾”,“先進功能”的三個版塊介紹觸摸屏、傳感器以及各種連接器。在面向健康管理的展區,則可以看到看護和體感環境等功能產品,環保節能展區則是以電流傳感器為中心的應用方案展示。