• 開關模式電源電流檢測——第三部分:電流檢測方法

    開關模式電源電流檢測——第三部分:電流檢測方法

    開關模式電源有三種常用電流檢測方法是:使用檢測電阻,使用MOSFET RDS(ON),以及使用電感的直流電阻(DCR)。每種方法都有優點和缺點,選擇檢測方法時應予以考慮。 檢測電阻電流 作為電流檢測元件的檢測電阻,產生的檢測誤差最低(通常在1%和5%之間),温度係數也非常低,約為100 ppm/°C (0.01%)。在性能方面,它提供精度最高的電源,有助於實現極為精確的電源限流功能,並且在多個電源並聯時,還有利於實現精密均流。 圖1.RSENSE電流檢測 另一方面,因為電源設計中增加了電流檢測電阻,所以電阻也會產生額外的功耗。因此,與其他檢測技術相比,檢測電阻電流監測技術可能有更高的功耗,導致解決方案整體效率有所下降。專用電流檢測電阻也可能增加解決方案成本,雖然一個檢測電阻的成本通常在0.05美元至0.20美元之間。 選擇檢測電阻時不應忽略的另一個參數是其寄生電感(也稱為有效串聯電感或ESL)。檢測電阻可以用一個電阻與一個有限電感串聯來正確模擬。 圖2.RSENSE ESL模型 此電感取決於所選的特定檢測電阻。某些類型的電流檢測電阻,例如金屬板電阻,具有較低的ESL,應優先使用。相比之下,繞線檢測電阻由於其封裝結構而具有較高的ESL,應避免使用。一般來説,ESL效應會隨着電流的增加、檢測信號幅度的減小以及佈局不合理而變得更加明顯。電路的總電感還包括由元件引線和其他電路元件引起的寄生電感。電路的總電感也受到佈局的影響,因此必須妥善考慮元件的佈局,不恰當的佈局可能影響穩定性並加劇現有電路設計問題。 檢測電阻ESL的影響可能很輕微,也可能很嚴重。ESL會導致開關柵極驅動器發生明顯振盪,從而對開關導通產生不利影響。它還會增加電流檢測信號的紋波,導致波形中出現電壓階躍,而不是預期的如圖3所示的鋸齒波形。這會降低電流檢測精度。 圖3.RSENSE ESL可能會對電流檢測產生不利影響。 為使電阻ESL最小,應避免使用具有長環路(如繞線電阻)或長引線(如厚電阻)的檢測電阻。薄型表面貼裝器件是首選,例子包括板結構SMD尺寸0805、1206、2010和2512,更好的選擇包括倒幾何SMD尺寸0612和1225。 基於功率MOSFET的電流檢測 利用MOSFET RDS(ON)進行電流檢測,可以實現簡單且經濟高效的電流檢測。LTC3878是一款採用這種方法的器件。它使用恆定導通時間谷值模式電流檢測架構。頂部開關導通固定的時間,此後底部開關導通,其RDS壓降用於檢測電流谷值或電流下限。 圖4.MOSFET RDS(ON)電流檢測 雖然價格低廉,但這種方法有一些缺點。首先,其精度不高,RDS(ON)值可能在很大的範圍內變化(大約33%或更多)。其温度係數可能也非常大,在100°C以上時甚至會超過80%。另外,如果使用外部MOSFET,則必須考慮MOSFET寄生封裝電感。這種類型的檢測不建議用於電流非常高的情況,特別是不適合多相電路,此類電路需要良好的相位均流。 電感DCR電流檢測 電感直流電阻電流檢測採用電感繞組的寄生電阻來測量電流,從而無需檢測電阻。這樣可降低元件成本,提高電源效率。與MOSFET RDS(ON)相比,銅線繞組的電感DCR的器件間偏差通常較小,不過仍然會隨温度而變化。它在低輸出電壓應用中受到青睞,因為檢測電阻上的任何壓降都代表輸出電壓的一個相當大部分。將一個RC網絡與電感和寄生電阻的串聯組合並聯,檢測電壓在電容C1上測量(圖5)。 圖5.電感DCR電流檢測 通過選擇適當的元件(R1 × C1 = L/DCR),電容C1兩端的電壓將與電感電流成正比。為了最大限度地減少測量誤差和噪聲,最好選擇較低的R1值。 電路不直接測量電感電流,因此無法檢測電感飽和。推薦使用軟飽和的電感,如粉芯電感。與同等鐵芯電感相比,此類電感的磁芯損耗通常較高。與RSENSE方法相比,電感DCR檢測不存在檢測電阻的功率損耗,但可能會增加電感的磁芯損耗。 使用RSENSE和DCR兩種檢測方法時,由於檢測信號較小,故均需要開爾文檢測。必須讓開爾文檢測痕跡(圖5中的SENSE+和SENSE-)遠離高噪聲覆銅區和其他信號痕跡,以將噪聲提取降至最低,這點很重要。某些器件(如LTC3855)具有温度補償DCR檢測功能,可提高整個温度範圍內的精度。 表1總結了不同類型的電流檢測方法及其優缺點。 表1.電流檢測方法的優缺點 表1中提到的每種方法都為開關模式電源提供額外的保護。取決於設計要求,精度、效率、熱應力、保護和瞬態性能方面的權衡都可能影響選擇過程。電源設計人員需要審慎選擇電流檢測方法和功率電感,並正確設計電流檢測網絡。ADI公司的LTpowerCAD設計工具和LTspice®電路仿真工具等計算機軟件程序,對簡化設計工作並獲得最佳結果會大有幫助。 其他電流檢測方法 還有其他電流檢測方法可供使用。例如,電流檢測互感器常常與隔離電源一起使用,以跨越隔離柵對電流信號信息提供保護。這種方法通常比上述三種技術更昂貴。此外,近年來集成柵極驅動器(DrMOS)和電流檢測的新型功率MOSFET也已出現,但到目前為止,還沒有足夠的數據來推斷DrMOS在檢測信號的精度和質量方面表現如何。 軟件 LTspice LTspice軟件是一款強大、快速、免費的仿真工具、原理圖採集和波形查看器,具有增強功能和模型,可改善開關穩壓器的仿真。 LTpowerCAD LTpowerCAD設計工具是一款完整的電源設計工具程序,可顯著簡化電源設計任務。它引導用户尋找解決方案,選擇功率級元件,提供詳細效率信息,顯示快速環路波特圖穩定性和負載瞬態分析,並可將最終設計導出至LTspice進行仿真。

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  • 適用於高音質音響設備的32位D/A轉換器IC“BD34301EKV” 開始全面銷售

    適用於高音質音響設備的32位D/A轉換器IC“BD34301EKV” 開始全面銷售

    全球知名半導體制造商ROHM(總部位於日本京都市)推出播放高分辨率聲音源*1的高音質音響設備用的32位D/A轉換器IC(以下稱“DAC芯片”※)“BD34301EKV”及其評估板“BD34301EKV-EVK-001”,現已開始全面銷售。 ※為了與音響設備的DAC區分,在這裏表述為“DAC芯片”。 通常認為,音響設備的DAC芯片是決定音響設備音質的最重要部件之一,因為需要從高分辨率音源數據中更大程度地提取信息量並將其轉換為模擬信號。一直以來,ROHM的音頻產品開發都非常注重音質。例如,基於50年來的音頻IC產品開發經驗,建立了可充分提取音源信息量的“音質設計技術”,並推出了高音質的聲音處理器IC和高音質的音響電源IC等。其中,“MUS-IC™”系列的性能獲得了客户高度評價,並且正在被越來越多的客户用在高音質音響設備中。 “BD34301EKV”作為ROHM推出的音頻IC的高端系列“MUS-IC™”中的DAC芯片,在開發之初就很注重“空間音效”、“規模感”及“靜謐性”等欣賞古典音樂時的重要音質性能。憑藉ROHM自有的音質設計技術,在決定音質的關鍵—信號處理電路設計過程中,採用邊確認音質邊設計電路的方式,成功地實現了目標音質。同時,低噪聲(SN比)和低失真率(THD+N特性)作為音頻產品的重要特性,也達到了業界極高水平(SN比130dB,THD+N-115dB),其性能非常適合高音質音響設備。此外,作為數字信號處理電路主要功能的內置數字濾波器採用可自定義的規格,有助於實現音響設備製造商所追求的理想音質效果。 另外,“BD34301EKV”已經被著名高端音響設備製造商Luxman Co.,Ltd.(以下簡稱“Luxman”)應用在其旗艦產品SACD/CD播放器“D-10X”中,為這款播放器實現理想的音質效果發揮了顯著作用。該公司董事兼開發總部長長妻雅一先生在開發階段就給予“BD34301EKV”很高的評價,稱讚其性能和音質“在每個頻段上都可以體現平穩、自然且可以長時間聽的聲音”。 本產品已於2020年12月開始全面銷售(樣品價格:9,000日元/個,不含税),並且可以隨時啓動量產。關於本產品的樣品和評估板“BD34301EKV-EVK-001”的詳細信息,可在ROHM的官網上諮詢,並且可從電商平台AMEYA360購買。 <關於ROHM音頻IC的高端系列“MUS-IC™”> “MUS-IC™”(正式名稱:ROHM Musical Device “MUS-IC™”)是在ROHM的企業特色—“質量第一”、“為音樂文化的普及與發展做貢獻”、“垂直統合型生產”基礎上,融合“音質設計技術”開發而成的,是ROHM的音質負責人帶着自信推出的高端音頻IC專用的音頻產品品牌。 ・“MUS-IC™”是ROHM Co.,Ltd.的商標或註冊商標。 <新產品特點> 為了實現目標音質,DAC芯片“BD34301EKV”利用ROHM通過將影響IC音質的專有技術集成為28個音質參數而建立的“音質設計技術”,實現了以下特點: 1. 特性水平極高,具備古典音樂所需的音質性能 “BD34301EKV”不僅在音響設備中的數值性能表現出色(SN比130dB,THD+N -115dB),還從根本上提高了較難通過數值性能表現出來的音質性能。例如,在“D/A轉換電路”中,通過更大程度地降低將每個電流段的電源阻抗並優化佈線的佈局,將決定每個電流段的工作時序的時鐘延遲(誤差)減少到極限。此外,經過精心設計,通過“數字信號處理電路”的主要功能--數字濾波器(FIR濾波器),即使是微小的信號也可以得到忠實地處理,並且阻帶衰減(數字濾波器的性能指標之一)達到-150dB以下。因此,可以充分提取音源的信息量,對於欣賞古典音樂來説很重要的“空間音效”、“規模感”及“靜謐性”等音質性能得到更出色的表現。 2.數字濾波器的自定義功能,有助於實現與音響設備相匹配的音質 “BD34301EKV”可以從“預設/自定義/外設”中選擇會影響音質的數字信號處理電路的數字濾波器(FIR濾波器)。濾波器的計算係數和過採樣率也可以通過編程功能進行自定義。利用這些特色,客户可以構建自己的數字濾波器,並輕鬆地為不同的音響設備實現不同的音質調整,這將非常有助於減少客户開發工時並實現製造商所追求的理想音質效果。 <新產品的主要特性> <評估板信息> 開始銷售時間 2021年2月下旬 評估板型號 BD34301EKV-EVK-001 網 售 平 台 可以在ROHM官網上進行諮詢,並且可從電商平台AMEYA360購買。 <關於Luxman公司的SACD/CD播放器“D-10X”> Luxman(力仕)公司新推出的旗艦產品SACD/CD播放器“D-10X”繼承了其前身“D-08u”的設計理念,通過更新的技術和更高規格的元器件來實現高精度讀取、高清轉換和高質量輸出,是追求現代高端數字播放器理想形式的典範。 除了配備獨創的新驅動機制LxDTM-i*2,並採用配備ODNF-u*3完全平衡放大器電路外,其數字電路的心臟部分—D/A轉換器IC採用了雙重配置的ROHM“BD34301EKV”。 <術語解説> *1)高分辨率音源(High-resolution Sound Source) 普通CD唱片所播放音樂的採樣頻率為44.1kHz,量化位數為16bit;而高分辨率音源的採樣頻率96kHz以上,量化位數24bit以上較為普遍。即高分辨率音源的信息量比普通CD唱片多得多,因而可實現高音質。 *2) LxDTM-i(LuXman original Disc Transport Mechanism-improved的縮寫) Luxman引以為豪的原創高剛性驅動機構,其特點是具有堅固的箱體結構,整個箱體由8mm厚的鋁製側壁框架和5mm厚的鋼製頂板構成。 *3) ODNF-u (Only Distortion Negative Feedback-ultimate的縮寫) 被應用在D-10X的模擬電路中。Luxman公司的核心技術ODNF的極致優化版,通過集成以往積累的放大器開發技術和專有技術優勢來精心打造音質。

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  • ADI公司攜手利默里克大學和Stripe,通過軟件技術合作推進工程教育變革

    ADI公司攜手利默里克大學和Stripe,通過軟件技術合作推進工程教育變革

    中國,北京– 2021年2月25日 –Analog Devices, Inc.與利默里克大學 (UL)以及包括經濟基礎設施技術領導者Stripe在內的知名企業合作,推出名為沉浸式軟件工程(ISE)的全球領先計算機科學項目。在全球對開發人才需求不斷增加,且互聯網經濟實現快速增長的情況下,ISE旨在變革計算機科學的教學方式,培養行業經驗豐富的軟件專業人員,以對業務產生更大影響。作為UL倡議的研究啓動部分,ADI將資助進行實驗性開發和研究,以期開發新的軟件過程和服務。 ADI公司總裁兼首席執行官Vincent Roche表示:“ADI致力於增強軟件發展對各行業的影響,並憑藉自身的獨特優勢,在現實與數字世界之間架起橋樑。我們深刻體會到ISE等此類項目對於幫助培養未來的軟件工程師人才具有重大意義”。 通過ISE項目,學生將能夠利用ADI Catalyst提供的資源。ADI Catalyst位於愛爾蘭利默里克,主要開展實踐性的孵化器式研發活動,力圖形成新的社區,創建生活實驗室,開發突破性技術,例如人工智能、機器人和可持續發展的應用。ADI Catalyst作為協作中心,通過合作方式來幫助客户加速解決他們面臨的挑戰。同時為客户和研究機構提供了一個與ADI互動的獨特環境,並在單個協作環境中合作解決問題。ADI公司的歐洲研發中心也位於利默里克,長期以來,該中心一直以研發先進技術而聞名。 Stripe的聯合創始人兼總裁John Collison表示:“軟件工程師對這一了不起的職業具有很高的熱情,他們能夠解決那些快速發展的行業中最重要的全球性問題,但目前軟件工程師的人數遠遠不夠。‘沉浸式軟件工程’將提供很好的路徑幫助更多的學生(尤其是年輕女性)進入技術領域。” ADI、UL、Stripe等知名企業、機構以及其它行業領導者組織構成的生態系統,將為學生帶來ISE項目,併為畢業生提供就業機會。ISE提供為期3年的本科強化課程,以及第4年的研究生級別課程。通過行業實習,學生可以獲得在公司工作的經驗(這佔到總課程的近一半),讓他們能夠在導師的指導下,在真實工作環境中獲得所需的技能。第一批學生預計將於2022年9月報名參加ISE課程。 利默里克大學校長Kerstin Mey教授表示:“ADI公司是我們最堅定、有力的長期合作伙伴,我很高興ADI能與我們一起推進這個激動人心的新項目。我們很期待與ADI合作,以如此重要的方式重塑未來軟件工程師的培養方式。” ADI公司利用其獨特的領域應用專業知識,在終端應用發揮重要作用,並給客户業務帶來積極的重要影響。ADI在軟件方面取得的進展正在深度影響客户選擇和使用其解決方案的方式。

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  • 開關模式電源電流檢測——第二部分:何處放置檢測電阻

    開關模式電源電流檢測——第二部分:何處放置檢測電阻

    電流檢測電阻的位置連同開關穩壓器架構決定了要檢測的電流。檢測的電流包括峯值電感電流、谷值電感電流(連續導通模式下電感電流的最小值)和平均輸出電流。檢測電阻的位置會影響功率損耗、噪聲計算以及檢測電阻監控電路看到的共模電壓。 放置在降壓調節器高端 對於降壓調節器,電流檢測電阻有多個位置可以放置。當放置在頂部MOSFET的高端時(如圖1所示),它會在頂部MOSFET導通時檢測峯值電感電流,從而可用於峯值電流模式控制電源。但是,當頂部MOSFET關斷且底部MOSFET導通時,它不測量電感電流。 圖1.帶高端RSENSE的降壓轉換器 在這種配置中,電流檢測可能有很高的噪聲,原因是頂部MOSFET的導通邊沿具有很強的開關電壓振盪。為使這種影響最小,需要一個較長的電流比較器消隱時間(比較器忽略輸入的時間)。這會限制最小開關導通時間,並且可能限制最小佔空比(佔空比 = VOUT/VIN)和最大轉換器降壓比。注意在高端配置中,電流信號可能位於非常大的共模電壓(VIN)之上。 放置在降壓調節器低端 圖2中,檢測電阻位於底部MOSFET下方。在這種配置中,它檢測谷值模式電流。為了進一步降低功率損耗並節省元件成本,底部FET RDS(ON)可用來檢測電流,而不必使用外部電流檢測電阻RSENSE。 圖2.帶低端RSENSE的降壓轉換器 這種配置通常用於谷值模式控制的電源。它對噪聲可能也很敏感,但在這種情況下,它在佔空比較大時很敏感。谷值模式控制的降壓轉換器支持高降壓比,但由於其開關導通時間是固定/受控的,故最大佔空比有限。 降壓調節器與電感串聯 圖3中,電流檢測電阻RSENSE與電感串聯,因此可以檢測連續電感電流,此電流可用於監測平均電流以及峯值或谷值電流。所以,此配置支持峯值、谷值或平均電流模式控制。 圖3.RSENSE與電感串聯 這種檢測方法可提供最佳的信噪比性能。外部RSENSE通常可提供非常準確的電流檢測信號,以實現精確的限流和均流。但是,RSENSE也會引起額外的功率損耗和元件成本。為了減少功率損耗和成本,可以利用電感線圈直流電阻(DCR)檢測電流,而不使用外部RSENSE。 放置在升壓和反相調節器的高端 對於升壓調節器,檢測電阻可以與電感串聯,以提供高端檢測(圖4)。 圖4.帶高端RSENSE的升壓轉換器 升壓轉換器具有連續輸入電流,因此會產生三角波形並持續監測電流。 放置在升壓和反相調節器的低端 檢測電阻也可以放在底部MOSFET的低端,如圖5所示。此處監測峯值開關電流(也是峯值電感電流),每半個週期產生一個電流波形。MOSFET開關切換導致電流信號具有很強的開關噪聲。 圖5.帶低端RSENSE的升壓轉換器 SENSE電阻放置在升降壓轉換器低端或與電感串聯 圖6顯示了一個4開關升降壓轉換器,其檢測電阻位於低端。當輸入電壓遠高於輸出電壓時,轉換器工作在降壓模式;當輸入電壓遠低於輸出電壓時,轉換器工作在升壓模式。在此電路中,檢測電阻位於4開關H橋配置的底部。器件的模式(降壓模式或升壓模式)決定了監測的電流。 圖6.RSENSE位於低端的升降壓轉換器 在降壓模式下(開關D一直導通,開關C一直關斷),檢測電阻監測底部開關B電流,電源用作谷值電流模式降壓轉換器。 在升壓模式下(開關A一直導通,開關B一直關斷),檢測電阻與底部MOSFET (C)串聯,並在電感電流上升時測量峯值電流。在這種模式下,由於不監測谷值電感電流,因此當電源處於輕負載狀態時,很難檢測負電感電流。負電感電流意味着電能從輸出端傳回輸入端,但由於這種傳輸會有損耗,故效率會受損。對於電池供電系統等應用,輕負載效率很重要,這種電流檢測方法不合需要。 圖7電路解決了這個問題,其將檢測電阻與電感串聯,從而在降壓和升壓模式下均能連續測量電感電流信號。由於電流檢測RSENSE連接到具有高開關噪聲的SW1節點,因此需要精心設計控制器IC,使內部電流比較器有足夠長的消隱時間。 圖7.LT8390升降壓轉換器,RSENSE與電感串聯 輸入端也可以添加額外的檢測電阻,以實現輸入限流;或者添加在輸出端(如下圖所示),用於電池充電或驅動LED等恆定輸出電流應用。這種情況下需要平均輸入或輸出電流信號,因此可在電流檢測路徑中增加一個強RC濾波器,以減少電流檢測噪聲。 上述大多數例子假定電流檢測元件為檢測電阻。但這不是強制要求,而且實際上往往並非如此。其他檢測技術包括使用MOSFET上的壓降或電感的直流電阻(DCR)。這些電流檢測方法在第三部分“電流檢測方法”中介紹。 軟件 LTspice LTspice®軟件是一款強大、快速、免費的仿真工具、原理圖採集和波形查看器,具有增強功能和模型,可改善開關穩壓器的仿真。 LTpowerCAD LTpowerCAD設計工具是一款完整的電源設計工具程序,可顯著簡化電源設計任務。它引導用户尋找解決方案,選擇功率級元件,提供詳細效率信息,顯示快速環路波特圖穩定性和負載瞬態分析,並可將最終設計導出至LTspice進行仿真。

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  • Silicon Labs與Wolfspeed合作,提供高性能電源模塊解決方案

    Silicon Labs與Wolfspeed合作,提供高性能電源模塊解決方案

    中國,北京 - 2021年2月23日 - 致力於建立更智能、更互聯世界的領先芯片、軟件和解決方案供應商Silicon Labs(亦稱“芯科科技”)推出全新的多合一隔離解決方案Si823Hx柵極驅動器板,可為最近發佈的Wolfspeed WolfPACK™電源模塊提供完美支持。Wolfspeed電源模塊可用於眾多電源應用,包括工業和汽車市場中的電動汽車(EV)充電器和電機驅動器。該板包含Si823Hx隔離柵極驅動器和集成了DC-DC轉換器的Si88xx數字隔離器,可以緊湊且經濟高效的設計提供卓越的性能,並針對各種模塊進行了優化。 Silicon Labs副總裁兼電源產品總經理Brian Mirkin表示:“電力電子工程師在設計大功率系統時面臨從空間限制到安全要求的諸多挑戰。Silicon Labs的Si823Hx柵極驅動器板是一種高效率、高性能的解決方案,旨在簡化使用電源模塊的系統的開發。” Silicon Labs的隔離柵極驅動器技術可用於各種電源應用,包括大功率轉換器和逆變器,電機和牽引驅動器以及EV充電器。Si823Hx柵極驅動器板提供了卓越的性能,可高效地驅動和保護採用任何開關技術的電源模塊,包括在要求最嚴苛的大功率應用中使用的先進碳化硅(SiC)模塊。 通過在小型封裝中內置死區時間控制和重疊保護功能,雙通道Si823Hx隔離柵極驅動器提供了無與倫比的價值,其能夠以最少的設計工作量來安全地驅動半橋拓撲。高度集成的Si88xx器件不僅可以將電源模塊的温度傳輸給控制器,還可為板上電路提供所有電源,從而進一步降低成本和簡化設計。 Silicon Labs與Wolfspeed合作開發的一套完整的設計資源可用於快速啓動Wolfspeed WolfPACK™的評估和開發,包括參考設計、評估測試裝置和系統測試報告。

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  • ADI公司的電池管理系統IC和汽車音頻總線助力沃爾沃全電動XC40 SUV

    中國,北京– 2021年2月23日 –Analog Devices, Inc. 和沃爾沃汽車公司宣佈,沃爾沃汽車公司的首款純電動SUV—沃爾沃XC40 Recharge—將採用ADI的集成電路(IC)提供電池管理系統(BMS)和汽車音頻總線 (A2B®)功能。這些先進技術不僅可以減輕車輛重量並充分延長行駛里程,讓電動汽車的總成本更具吸引力,同時也支持可持續發展的未來需求。 沃爾沃XC40 P8 Recharge入圍了2021年北美年度風雲車、卡車和多用途車大獎(NACTOY)的多用途車類別半決賽。NACTOY獎項主要授予在創新、設計、安全、操控、駕駛員滿意度和價值方面表現出色的車型。這些獎項旨在表彰本年度性能優異的新車型。 沃爾沃汽車公司電力推進解決方案經理Lutz Stiegler表示:“BMS性能對於電動XC40 Recharge實現其無聲但強大、零碳排放、安全無憂的駕駛體驗承諾至關重要。我們對首款純電動SUV的每個環節和部件都進行了深入思考和研究,確保每次充電的續航里程更長,車輛的使用壽命更久,駕駛更安心,同時總成本更低。” ADI的IC在汽車的整個使用壽命週期內都能提供行業領先的精度,不僅顯著提高每次充電的續航里程,而且支持從混合動力汽車到全電動汽車所有車型的擴展。這些IC符合全球最高的安全標準,並可擴展支持多種電池化學材料,包括支持社會和環境可持續發展的磷酸鐵鋰(LFP)等無鈷電池。 此外,基於ADI公司A2B和SHARC®音頻處理器的音頻解決方案不僅提供沉浸式座艙體驗,而且支持可持續發展趨勢。身臨其境的音效、降噪和語音等音頻新功能逐漸成為汽車的標配,同時也帶來嚴峻的佈線挑戰。ADI的解決方案使音頻系統能夠連接到低延時總線架構中,不僅能保證音頻的高保真度,還可在車內減輕多達50公斤的線纜和絕緣裝置。這種組合在XC40 Recharge等電動汽車中尤為重要,因為重量的減輕可直接轉化為行駛里程的增加。 ADI公司汽車事業部副總裁Patrick Morgan表示:“電動汽車是未來的發展趨勢,這個市場正在顯著增長,預計到2025年,全電動汽車銷量將達到1000萬輛。 我們致力於與所有合作伙伴一道,持續提供創新技術,引領汽車行業走向可持續發展的未來。”

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  • 貿澤電子榮獲Heyco年度全球最佳分銷商稱號

    貿澤電子榮獲Heyco年度全球最佳分銷商稱號

    2021年2月22日 – 專注於引入新品並提供海量庫存的電子元器件分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 宣佈其獲得模製電纜保護產品和衝壓電氣元件知名製造商Heyco的2020年度全球最佳分銷商稱號。Heyco將這一獎項授予貿澤是為了表彰其在2020年度所做的不懈努力以及出色的銷售業績。 貿澤電子亞太區市場及商務拓展副總裁田吉平女士表示:“我們由衷感謝Heyco將年度全球最佳分銷商稱號授予貿澤。Heyco是貿澤的重要合作伙伴,我們必將在2021年乃至更久遠的將來繼續深化合作、共同發展!” Heyco執行副總裁Mario Pieroni表示:“我們非常榮幸能夠向貿澤頒發2020年度最佳分銷商獎項。這一獎項高度認可了貿澤團隊的出色表現,同時也集中體現了雙方之間深入、愉快的分銷合作伙伴關係。” Heyco成立於1926年,並於2016年被PennEngineering收購。Heyco設計製造的產品凝聚了公司在悠久歷史中積累的豐富經驗,其模製電纜保護產品和衝壓電氣元件可滿足客户嚴苛的應用需求。貿澤分銷種類豐富的Heyco產品,包括安裝簡便的快裝螺母(M3至M6螺紋規格)、Nytye®高強度尼龍紮線帶,以及HEYBite Mini’s®不鏽鋼線夾。

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  • 開關模式電源電流檢測——第一部分:基本知識

    開關模式電源電流檢測——第一部分:基本知識

    電流模式控制由於其高可靠性、環路補償設計簡單、負載分配功能簡單可靠的特點,被廣泛用於開關模式電源。電流檢測信號是電流模式開關模式電源設計的重要組成部分,它用於調節輸出並提供過流保護。圖1顯示了LTC3855同步開關模式降壓電源的電流檢測電路。LTC3855是一款具有逐週期限流功能的電流模式控制器件。檢測電阻RS監測電流。 圖1.開關模式電源電流檢測電阻(RS) 圖2顯示了兩種情況下電感電流的示波器圖像:第一種情況使用電感電流能夠驅動的負載(紅線),而在第二種情況下,輸出短路(紫線)。 圖2.LTC3855限流與折返示例,在1.5 V/15 A供電軌上測量。 最初,峯值電感電流由選定的電感值、電源開關導通時間、電路的輸入和輸出電壓以及負載電流設置(圖中用“1”表示)。當電路短路時,電感電流迅速上升,直至達到限流點,即RS × IINDUCTOR (IL)等於最大電流檢測電壓,以保護器件和下游電路(圖中用“2”表示)。然後,內置電流折返限制(圖中數字“3”)進一步降低電感電流,以將熱應力降至最低。 電流檢測還有其他作用。在多相電源設計中,利用它能實現精確均流。對於輕負載電源設計,它可以防止電流反向流動,從而提高效率(反向電流指反向流過電感的電流,即從輸出到輸入的電流,這在某些應用中可能不合需要,甚至具破壞性)。另外,當多相應用的負載較小時,電流檢測可用來減少所需的相數,從而提高電路效率。對於需要電流源的負載,電流檢測可將電源轉換為恆流源,以用於LED驅動、電池充電和驅動激光等應用。 在本系列的第二部分“何處放置電流檢測電阻”中,我們説明在電路的哪一個分支中放置電流檢測電阻,以及它如何影響操作。 軟件 LTspice LTspice®軟件是一款強大、快速、免費的仿真工具、原理圖採集和波形查看器,具有增強功能和模型,可改善開關穩壓器的仿真。 LTpowerCAD LTpowerCAD™設計工具是一款完整的電源設計工具程序,可顯著簡化電源設計任務。它引導用户尋找解決方案,選擇功率級元件,提供詳細效率信息,顯示快速環路波特圖穩定性和負載瞬態分析,並可將最終設計導出至LTspice進行仿真。

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  • 打破傳統設計侷限,貿澤電子攜手英飛凌舉辦藍牙在線研討會

    打破傳統設計侷限,貿澤電子攜手英飛凌舉辦藍牙在線研討會

    2021年2月22日 – 專注於引入新品並提供海量庫存的電子元器件分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 宣佈將攜手英飛凌於2月25日下午14:00-15:30舉辦新一期主題為“用英飛凌方案構建更好的藍牙設備”的在線研討會。屆時,來自英飛凌的技術專家將與觀眾分享英飛凌不斷髮展的藍牙解決方案,幫助工程師能夠輕鬆應對藍牙產品設計挑戰。 在物聯網系統中,由於藍牙技術的低成本、低功耗、高速率和高可靠性等特點,使得基於藍牙技術的無線連接方案為人們廣泛所接,包括其在無線音頻、汽車應用、智能樓宇自動化、智慧城市建設等多個場景中的應用。藍牙技術能夠方便、安全、穩定地代替有線電纜,為智能控制領域的數據傳輸提供成熟的方法。英飛凌作為全球領先的半導體公司之一,致力於為包括可穿戴、智能家居、智慧醫療等多個領域提供着安全可靠的藍牙設備。本期直播將從廣泛使用和成熟的藍牙、靈活且高度集成的體系結構和軟件、超低功耗、BLE芯片集成了人機介面(HMI)的電容式觸摸感應、支持Bluetooth Mesh使能,並現場演示應用這五個方面展開,讓工程師對英飛凌的藍牙解決方案有更全面的瞭解,並能有效提升藍牙設計技能。 貿澤電子亞太區市場及商務拓展副總裁田吉平女士表示:“相比於WIFI、RFID和蜂窩網絡等網絡技術,藍牙有着低功耗的傳輸優勢。隨着技術的發展,藍牙設計的集成度越來越高,外置器件則不斷減少。對於設計人員來説,選擇一款具有高效性能的模塊化藍牙解決方案,能讓後續的設計更加簡便,有效地降低設計成本並縮短產品上市時間。為了讓工程師能更好地進行藍牙產品設計,貿澤電子特邀英飛凌的技術專家,結合英飛凌的雙模藍牙,低功耗藍牙(BLE)和藍牙網狀網絡(MESH)解決方案產品組合進行分享,協助工程師在面對產品擴展範圍選擇、提升功耗優化上能有效地發揮實力,加快產品上市。”

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  • 非常見問題:從傳感器到ADC的危途:工程師應如何做?

    非常見問題:從傳感器到ADC的危途:工程師應如何做?

    有沒有一個模塊能讓我直接將微小的傳感器輸出信號轉換為ADC輸入電壓? 有的,ADI公司最新儀表放大器系列可以一舉完成如下任務:抑制共模信號,放大差模信號,將電壓轉換為符合要求的ADC輸入電壓,並且保護ADC免受過壓影響! 在無數的工業、汽車、儀器儀表和眾多其他應用中,普遍存在一項挑戰,就是如何將微小的傳感器信號正確連接到ADC,以實現數字化和數據採集。傳感器信號通常很微弱,可能有很高噪聲,看上去像是一個非常高的阻抗源,位於大共模(CM)電壓之上。這些都是ADC輸入所不樂見的。本文將介紹最新集成解決方案,可以徹底解決工程師提出的超出當前能力範圍的問題。本文還會詳細介紹設計步驟,以便配置一個完整的傳感器接口儀表放大器來驅動ADC輸入。 圖1.從傳感器到達ADC的挑戰 什麼適合傳感器及為何有問題? 這個問題的簡短答案是儀表放大器。傳感器適合連接的對象是儀表放大器。 儀表放大器具有高精度(低失調)和低噪聲特性,不會破壞小輸入信號。其差分輸入適合於許多傳感器信號(如應變計、壓力傳感器等),並且能夠抑制任何存在的共模信號,僅留下我們感興趣的原始小電壓,而不會留下不需要的共模信號。儀表放大器具有很大的輸入阻抗,不會給傳感器帶來負載,確保脆弱的信號不受信號處理的影響。此外,儀表放大器通常使用單個外部電阻即可提供很大的增益和可選增益範圍,因而非常靈活,可讓目標小信號適應遠高於信號路徑噪聲電平的電壓和ADC模擬輸入。儀表放大器是針對精密性能而設計的,內部進行了調整,能夠在很寬的工作温度範圍內保持其性能,並且不受電源電壓變化的影響。儀表放大器還具有極低的增益誤差,這也有助於其維持精度,並限制擺幅變化所造成的測量或信號誤差。 ADC輸入樂見什麼? 驅動ADC輸入可不是那麼容易。前端的內部電容(圖2中的CDAC)開關操作會引起電荷注入,這使得傳輸高線性度的穩定信號以供ADC量化成為一項艱鉅的任務。驅動ADC輸入的驅動器必須能夠處理這些大的電荷注入,並在下一個轉換週期之前迅速穩定下來。此外,根據ADC分辨率(位數),驅動器的噪聲和失真不應成為限制因素。 圖2.ADC輸入驅動具有挑戰性 要達到上述要求絕非易事,特別是對於低功耗驅動器而言。另外,由於半導體工藝的現代化,ADC工作電源電壓日漸下降。這種趨勢的不良副作用之一是,ADC輸入變得更容易受輸入過壓的影響,並可能造成傷害或損壞。這就需要有外部電路來防範這種過壓。此類外部電路不僅不能將任何可測量噪聲加入信號,而且不應限制帶寬或引起任何形式的失真。另外還非常希望整個電路能快速反應,並能從過壓事件中迅速地恢復。 偏移輸入信號以符合ADC模擬輸入電壓範圍也存在挑戰。為執行此任務而添加的任何電路元件都必須遵守前面列出的所有限制條件(即低失真、低噪聲、足夠的帶寬等)。 如果儀表放大器能夠直接驅動ADC就好了! 市面上的所有儀表放大器都存在一些缺點,因此需要更多電路元件才能完成從物理世界(傳感器)到數字世界(ADC)的路徑。傳統上,儀表放大器不是驅動ADC的首選電路元件(某些ADC比其他ADC更精密)。儀表放大器所做的事情已經夠多了,希望它做得更多似乎不公平! 克服ADC驅動器的諧波失真(HD)是一項困難的挑戰。下面是ADC驅動器必須滿足或超過的失真性能的表達式,其是ADC分辨率的函數: SINAD = 6.02 × ENOB + 1.76 dB (1) SINAD:SNR + 失真 ENOB:有效位數 因此,對於16位ENOB,SINAD≥98 dB 當前市場上的儀表放大器通常不是為驅動ADC輸入而設計的。造成這種情況的最常見原因是這些器件缺乏高分辨率ADC所需的線性度。線性度或諧波失真(也稱為THD,即總諧波失真)是最有可能的限制因素,儀表放大器因此而無法直接驅動ADC。當複雜波形被數字化後,一旦其被失真項干擾,信號便無法與此類干擾區分開來,數據採集將被破壞!驅動器還應能夠從之前解釋的ADC輸入電荷注入瞬態中快速穩定下來。 改進當前解決方案 現在,新的儀表放大器系列不僅能夠完成儀表放大器傳統上所做的所有事情,而且能非常好地直接驅動ADC並保護ADC輸入!LT6372-1(支持0 dB到60 dB的增益)和LT6372-0.2(支持–14 dB到+46 dB的增益/衰減)可以幫助完成精密傳感器接口的任務,直接驅動ADC輸入。 使用諸如LT6372系列的高精度、低噪聲儀表放大器來直接驅動ADC模擬輸入具有明顯的優勢,無需再增加一個放大或緩衝級。其中的一些好處包括:減少元件數量,降低功耗和成本,縮小電路板面積,提供高CMR、出色的直流精度、低1/f噪聲,通過單個元件選擇增益。 許多被選作ADC驅動器的高速運算放大器可能沒有LT6372系列所具有的低1/f噪聲特性,原因是後者採用專有工藝製造。此外,可能需要添加額外的緩衝和增益級以放大微小的傳感器信號。採用儀表放大器直接驅動ADC時,放大器級或基準電壓源都沒有與之相當的額外噪聲源或直流偏移項。 圖3.理想的傳感器放大器/ADC驅動器 LT6372-1和LT6372-0.2具有極高的輸入阻抗,可以與傳感器或類似信號輸入接口,並提供大增益(LT6372-1)或衰減(LT6372-0.2)而不會引起負載效應,同時其低失真和低噪聲可確保精確轉換而不會降低性能,支持16位和更低分辨率ADC以高達150 kSPS的速率運行。圖4顯示了在給定增益設置下每個器件可以實現的帶寬。 LT6372-1失真與頻率的關係參見圖5,應確保失真項不會影響ADC在最高目標頻率的THD性能。以ADC LTC2367-16為例,其SINAD規格為94.7 dB。為確保驅動器不是主要因素,圖5顯示LT6372-1是小於約5kHz頻率的合適選擇。 LT6372-1用作ADC驅動器的精妙之處 除前面提到的優點之外,LT6372系列的分離基準電壓架構(在圖6中顯示為分開的RF1和RF2引腳)允許以將信號直接有效地平移到ADC FS電壓範圍內,而無需使用額外的基準電壓源和其他外部電路來達到相同目的,從而降低成本和複雜性。對於大多數ADC,REF2(此處顯示與VOCM直流電壓相連)將與ADC VREF電壓相連,這將確保ADC模擬輸入中間電平為VREF/2。 圖4.LT6372-1和LT6372-0.2在各種增益下的頻率響應 圖5.LT6372-1 THD與頻率的關係 LT6372系列的內置輸出箝位(CLHI和CLLO)確保ADC的敏感輸入不會受到正向或負向瞬變的破壞或可能的損害。該系列支持無失真的輸出擺幅達到箝位電壓,並能夠快速響應和恢復,從而在可能的瞬變觸發任一箝位之後保護ADC並使之迅速恢復正常工作。 有些SAR ADC的模擬輸入給放大器驅動帶來了具挑戰性的負載。放大器需要有低噪聲和快速建立特性,並具備高直流精度,以將干擾信號的擾動保持在一個LSB或更小。更高的採樣速率和更高階的ADC對放大器的要求也更高。圖7顯示了典型SAR ADC的輸入。 圖7所示的開關位置對應於採樣或採集模式,在該模式下,模擬輸入連接到採樣電容CDAC,然後在下一工作階段開始轉換。 在此階段開始之前,開關S2已將CDAC電壓放電至0 V或其他偏置點,例如FS/2。在採樣週期開始時,S1閉合且S2斷開,VSH和模擬輸入的電壓差導致瞬態電流流動,使得CDAC可以充電達到模擬輸入電壓。對於較高採樣速率的ADC,該電流可能高達50 mA。電容CEXT有助於緩解該電流階躍引起的放大器輸出電壓的階躍變化,但放大器仍會受到其干擾,需要在採集週期結束之前及時建立。電阻REXT將驅動器與CEXT隔開,並且在驅動大電容時還能降低其對穩定性的影響。關於REXT和CEXT值的選擇,需要權衡這種電流注入造成的更大隔離與以這種方式形成的低通濾波器所導致的建立時間性能下降。此濾波器也有助於減小帶外噪聲並改善SNR,不過這不是其主要功能。 ADC前端RC元件值設計 選擇REXT和CEXT的值時要考慮很多因素。以下是影響FFT或其他方式測得的ADC動態響應的因素總結: ► CEXT:充當輸入電荷反衝的電荷桶,使電壓階躍最小,從而改善建立時間。 ■ 太大:可能會影響放大器穩定性,並可能將LPF滾降頻率降得太低而無法讓信號通過。 ■ 太小:ADC輸入的電荷反衝太大,無法及時建立。 ► REXT:在放大器輸出和CEXT之間提供隔離,以確保穩定性。 ■ 太大:可能會使建立時間常數過長。當計入ADC輸入非線性阻抗時,也可能導致THD升高1。可能會增加IR壓降誤差。 ■ 太小:由於CEXT,放大器可能變得不穩定或其正向路徑建立可能會受到影響。 圖6.LT6372分離基準電壓用於將信號移至ADC模擬輸入信號範圍內 圖7.採集/採樣模式下的SAR ADC輸入 下面是設計REXT和CEXT值的一些設計步驟,以LT2367-16 ADC為例,其由LT6372-1驅動,最大輸入頻率fIN為2kHz,採樣速率為150 kSPS(下面某些公式的完整推導參見參考文獻1): 選擇足夠大的CEXT充當電荷桶,最大程度減少電荷反衝: 其中: CDAC:ADC輸入電容 = 45 pF (LTC2367-16) → CEXT = 10 nF(選定值) 使用下式計算ADC輸入電壓階躍VSTEP: 其中: VREF = 5 V (LTC2367-16) CDAC:ADC輸入電容 = 45 pF (LTC2367-16) CEXT = 10 nF(之前) → VSTEP = 22 mV(計算值) 注意:此VSTEP函數假定CDAC在每個採樣週期結束時都放電至地,LTC2367-16也是如此。參考文獻1中的VSTEP公式使用了不同的假設,因為它是針對ADC架構的,CDAC電壓對於每個樣本保持不變。 假設階躍輸入以指數方式建立,計算需要多少個輸入REXT×CEXT時間常數NTC才能建立: 其中: VSTEP:之前計算的ADC輸入電壓階躍 VHALF_LSB:LSB/2,單位為伏特。對於5 V FS和16位,其為38μV (= 5 V/217) → NTC = 6.4 個時間常數 計算時間常數τ: 其中: tACQ:ADC採集時間;tACQ = tCYC – tHOLD 假設採樣率為150 kSPS: tCYC = 6.67 μs (= 1/150 kHz) tHOLD = 0.54 μs (LTC2367-16) 因此:tACQ = 6.13μs → τ ≤ 0.96 μs 在已知τ和CEXT的情況下,可以計算REXT: → REXT ≤ 96 Ω 現在我們有了外部RC值,所選ADC可以適當地建立。如果計算出的REXT過高,可以增加CEXT並重新計算REXT以減小其值,反之亦然。圖8顯示了CEXT的選定值和對應的REXT值,用以簡化本例工作條件下的計算任務。 圖8.ADC正確建立對應的外部輸入RC關係 使用前面的步驟找到合適的REXT和CEXT起始值。應執行基準測試和評估,並根據需要優化這些值,同時牢記此類變動對性能的影響。 總結 介紹了一個新的儀表放大器系列,它能幫助連通傳感器與數據採集器件。本文詳細探討了這些器件的特性,並通過一個實際例子説明了如何設計ADC前端元件以確保驅動器與ADC的組合能夠提供預期的分辨率。

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  • 貿澤開售Laird Connectivity Sterling-LWB5+ Wi-Fi與藍牙模塊,適用於下一代物聯網應用

    貿澤開售Laird Connectivity Sterling-LWB5+ Wi-Fi與藍牙模塊,適用於下一代物聯網應用

    2021年2月18日 – 專注於引入新品的全球電子元器件授權分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 即日起備貨Laird Connectivity新款產品Sterling-LWB5+模塊。該模塊可為下一代物聯網 (IoT) 設備提供Wi-Fi 5 (802.11ac) 和藍牙5.1通信,這些設備包括電池供電的醫療設備、工業物聯網傳感器、耐用型手持設備以及其他多種連接解決方案。 貿澤電子分銷的Laird Connectivity Sterling-LWB5+模塊採用英飛凌CYW4373E解決方案,可支持工業物聯網場景中的可靠性和安全性需求。該模塊非常適合用於惡劣環境,其焊入式模塊外形能夠儘可能減輕振動和衝擊帶來的影響,並且其工業額定温度範圍達到了−40°C至85°C。Sterling-LWB5+系列提供了多種可選裝集成式預認證外部天線的小型PCB模塊,以及數種能讓設計人員的Linux平台更加靈活地與主機集成的M.2尺寸解決方案。 為了實現更好的集成,Laird Connectivity還生產並認證了一系列內部和外部天線,以及專門用於Sterling-LWB5+模塊的反極性SMA電纜組件。這些天線產品包括成熟的FlexPIFA、Nanoblade和Mini Nanoblade Flex內部天線以及外部偶極天線。 Sterling-LWB5+模塊支持WPA3安全新標準。即使在複雜的射頻環境中,這些器件集成的功率放大器和低噪聲放大器 (LNA) 仍可確保可靠連接。Sterling-LWB5+有多種天線可供選擇,並且通過了FCC、IC、CE、MIC、AS/NZ和藍牙技術聯盟的認證。

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  • 獨佔全球91%光刻機份額的荷蘭ASML背後大佬竟然是它?

    獨佔全球91%光刻機份額的荷蘭ASML背後大佬竟然是它?

    當美國對華為打壓方式越發無恥和露骨,直接對華為海思芯片陷入困境後,國人便開始對中芯國際抱有較高的期望。可是,從現階段來看,中芯國際14nm製程工藝基本無法滿足華為海思高端芯片的需求,若是荷蘭ASML公司交付高端7nm 光刻機,或許還能有一絲希望。由此可見,ASML公司所提供的光刻機設備重要性不言而喻。 眾所周知,在全球共有三大光刻機巨頭,分別為ASML、尼康與佳能。其中,ASML在光刻機領域擁有絕對的地位,在EUV光刻機市場,佔據100%的壟斷地位。由此不難看出,ASML在業界的領先地位。 在2020年,全球半導體市場一片火熱。放眼全球光刻機制造領域,能夠做到壟斷世界的當屬荷蘭的光刻機巨頭——ASML。 在1984年ASML成立之時,光刻機領域還是日本企業的天下,ASML只得迎頭猛追。而在2000年,一切發生了轉折,ASML憑藉着浸沒式光刻機技術實現完美翻身,尼康、佳能再不是ASML的對手。 近期,台積電和三星兩大晶圓代工巨頭都陸續公佈了在芯片製程上的最新成績。瞭解到,兩位均具備5nm芯片量產能力的巨頭,同時均在3nm工藝上取得突破性的進展,並且已經確定了量產時間。其中,台積電還實現了2nm高精度工藝上的突破,讓摩爾定律得以延續下去。同時,無論是3nm還是2nm工藝,都對晶圓代工廠提出了更高的要求——數量更多的EUV光刻機。因此,在三星和台積電鷸蚌相爭之際,目前全球範圍內唯一一家能夠量產EUV光刻機的荷蘭巨頭---ASML則在背後漁翁得利。 據瞭解,光刻機也稱光刻系統,是硅基芯片製造過程中的核心設備,同時也是核心技術。倘若將光刻機比作超精密製造技術皇冠,那麼EUV光刻機就堪比皇冠上的明珠,其重要性不言而喻。目前,EUV光刻機可以用於製造7nm-3nm工藝的芯片,當下的晶元代工廠想要在先進工藝上取得突破,光刻機尤其是EUV光刻機是繞不開的設備。毫不客氣地講,現階段全球高端光刻機制造領域,都是ASML的天下。那麼在這位荷蘭巨頭的背後,誰才是最大股東? 但不想任由日本半導體產業一家獨大的英特爾、台積電、三星三巨頭,果斷選擇既是ASML的客户,又成為公司的股東。有了三巨頭的支持,ASML繼續突飛猛進,股價飆升。在日本半導體產業遭到打壓的同時,變更為美國的資本國際集團、美國貝萊德集團以及英國資產管理公司柏基投資。顯而易見,荷蘭ASML的背後,最大股東其實是美國資本。截至目前全球範圍內只有荷蘭ASML一家能夠生產製造高端EUV光刻機,且每年的產能有限。 而且按照國務院計劃,未來五年,我國芯片自給率要從30%提升到70%,芯片產業集體升級,必然會帶動光刻機需求量。對於ASML而言,未來五年中國市場的重要性將不斷提升。你對ASML這家光刻機企業有何看法,你認為日後能夠順利與中國企業進行合作嗎?

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  • 挽救生命的合成生物學解決方案

    挽救生命的合成生物學解決方案

    如果我們能夠將物理學和生物學相結合,在硅芯片表面迅速研發出經濟實惠的新型個體化藥物,用於治療癌症、代謝紊亂和傳染病,那會怎麼樣?現在想象一下,如果這種突破性技術能夠利用大自然的力量,併為人類提供應對醫藥、製造業和農業領域最關鍵挑戰的途徑,又會怎麼樣? 合成生物學並非科幻小説中遙不可及的幻想,而是一項革命性的跨學科新技術,旨在使生物學技術輕鬆實現工程設計。這項技術融合了化學、生物學、計算機科學和工程學的各種先進技術,用於設計和製造自然界中不存在的生物組分、解決方案和系統。可以將合成生物學看作是一個基於生物學的工具包,它使用抽象、標準化和自動化構造來改變我們構建生物系統的方式,並擴展可行產品的範圍1。 Evonetix一直在重新定義生物學和開發一種以前所未有的精度和規模合成長鏈DNA的截然不同的解決方案。這家生物技術初創公司的使命是促進合成生物學領域的快速發展,提高開發合成生物解決方案(如可以挽救生命的疫苗)的質量和速度並降低其成本,從而改善全球人口健康。 為了快速開發先進平台並將其推向市場,Evonetix需要一個具有深厚領域知識、生物傳感器解決方案、MEMS處理和半導體精密加工專業知識的合作伙伴。Evonetix選擇攜手ADI公司及其創新中心Analog Garage,助力實現願景,並將DNA合成交到全球每一位研究人員的手中。 一、概覽 1、公司 Evonetix是一家總部位於英國劍橋的生物技術初創公司,是一家開發可擴展、高保真和快速基因合成桌面平台的合成生物技術公司。 2、應用 新型可以挽救生命的藥物的發現和開發,治療分子設計和合成,以及精準醫療和診斷。 3、挑戰 快速開發經濟實惠、即插即用、桌面DNA寫入器平台,擴大規模並實現商業化。在2022年初創建最簡可行產品(MVP)。 4、目標 使世界各地實驗室的科學家能夠快速合成長鏈DNA,改善全球人口健康。 二、傳統DNA合成 30多年來,合成DNA的方法一直是構建DNA單鏈,然後將它們組合形成更長的雙鏈DNA。目前的技術速度較慢,幷包含隨機錯誤,需要花時間進一步分析和排序,才能確保獲得可接受的質量。因此,這一過程阻礙了新藥物療法的快速發展和醫療保健的進步。 三、EVONETIX生物合成 Evonetix提出的專有方法是開發一個將物理學和生物學相結合的平台,在芯片表面成千上萬個獨立控制的微型反應位點調節DNA的合成。 圖1. 硅芯片 圖2. 芯片上的微型反應位點 圖3. 長鏈DNA的合成 圖4. 識別並清除錯誤 合成之後,將通過一個突破性工藝過程識別並清除錯誤,精度將比傳統方法高几個數量級。合成DNA技術提供個性化、個體化藥物,使醫療專業人員能夠做出更合理、更準確的病人護理決策。 四、共同努力實現宏偉目標 ADI在不斷探索生物技術初創企業前景的過程中,與Evonetix合作,研究新技術,構建新功能,開拓新商機。ADI的生物傳感器解決方案專業知識、先進的MEMS處理技術以及獨特的半導體精密加工能力是Evonetix實現其快速生物合成願景所需的三個關鍵要素。這三項技術有助於加快藥物發現。 2019年1月,Evonetix開始與ADI的內部孵化器和創新中心Analog Garage合作。此次合作將加速Evonetix首款桌面DNA寫入器的開發和擴展,推動實現商業化;同時設定了一個宏偉目標:到2022年初完成MVP的開發。 ADI公司數字醫療健康高級副總裁Patrick O’Doherty表示:“通過與Evonetix合作,ADI公司得以進入不斷髮展的合成生物市場”。 “此次合作旨在提高基因組裝的速度和降低其成本,以形成可用於生產經濟實惠的藥物並在全球範圍內治療各種疾病的創新戰略。”Patrick O’Doherty談道。五、ANALOG GARAGE Patrick O’Doherty指出:“Analog Garage將世界領先的研究型大學和高科技初創企業的工程師、數據科學家、硬件和軟件人員彙集在一起。其中很多人擁有信號處理、機器學習或材料科學領域的博士學位,這些都是典型半導體公司的非傳統技能,他們在快速發展的創業環境中,積極創建新的解決方案和突破性技術。” “Analog Garage研發團隊利用科學、算法、數據及其創造力提供解決方案,為我們的客户解決挑戰性問題。我們一直在尋找優秀人才和公司,攜手構建改變世界的解決方案。”Analog Garage分部總經理Pat Coady表示。 圖5 Evonetix與Analog Garage合作,攜手開發集成式解決方案,包括MEMS平台,這是一種專用集成電路(ASIC),旨在實現微型控制電子元件和流動池。 Evonetix目前正在使用ADI公司的測試芯片傳感器結構進行測試,在未來兩年內,將進行更多的實驗、評估和驗證。最終的芯片尚未完全開發完畢。ADI公司將負責該技術的商業推廣,並幫助生產桌面DNA寫入器設備。ADI公司計劃在開發階段完成後立即生產該傳感器芯片。Evonetix首席技術官Matthew Hayes博士表示:“Analog Garage研發團隊的支持和專業技術在幫助我們設計複雜控制ASIC方面發揮了不可估量的作用,我們期待進一步展開合作,以實現該平台的商業化規模生產。”六、Evonetix即插即用桌面設備 圖6. Evonetix桌面設備的設計概念圖 Evonetix DNA寫入器將是一款即插即用桌面儀器,易於獲取和使用。它將通過一次性專用盒體支持多種功能和應用,這些盒體包含大量的複雜組件並支持高度並行的合成。 Evonetix的首款產品預計將在2021年底進入beta測試階段。之後,ADI和Evonetix將繼續合作,共同提高基因組裝的速度,提高效率和精度,降低成本。 “我們的使命是開發高度並行的桌面平台,以實現DNA合成的精度和規模。與ADI公司的合作使我們向前邁出了重要的一步。”Matthew Hayes博士表示。七、對人類的影響 圖7 1、抗擊疫情 在撰寫本文時,還沒有獲得批准的COVID-19新冠病毒疫苗或治癒方法,但是世界各地的研究人員都在利用他們所擁有的技術努力尋找解決方案。人類終將擊敗COVID-19新冠病毒,但就目前而言,未來仍未可知。 Evonetix突破性桌面平台的最終開發和商業化進程,可能無法在抗擊COVID-19新冠肺炎疫情的過程中發揮重要作用。但是,Evonetix至關重要的、截然不同的基因合成方法,可能在抗擊下一次及以後的疫情中發揮重要作用。這項技術讓未來充滿了希望,使全世界的研究人員能夠快速、準確、經濟高效地開發出挽救生命的藥物和疫苗。 2、對人類的深遠影響 DNA合成有望助力實現旨在生產經濟實惠的藥物並治療各種疾病的創新戰略。合成生物學可用於製藥和新藥研發、先進生物燃料、工業生物技術、特種化學品、可再生能源、農業和材料科學等各種領域的應用。它可能有助於減少我們對石油的依賴,阻止傳染病的傳播,並滿足世界飢餓人口的營養需求。 快速而準確的基因合成加速了科學家大規模利用生物學的能力,這是使用其他方法無法實現的。Evonetix和ADI合作開發的這項技術能夠解決人類面臨的最大挑戰,為人類創造一個更美好、更安全、更健康的地球生存環境。

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  • 美國芯片巨頭截胡聯發科,推出全球最強5G基帶芯片

    美國芯片巨頭截胡聯發科,推出全球最強5G基帶芯片

    在移動手機芯片領域,大家耳熟能詳的有高通、蘋果、華為、三星和聯發科,這五家企業代表着手機芯片的頂尖水平。除了蘋果和華為,其他三家芯片企業都是對外供應的,而高通一直以來都是當之無愧的霸主,國內企業基本上都離不開高通驍龍處理器。 5G時代來臨後,聯發科緊緊抓住了這次機遇,一年之內發佈了多款廣受市場認可、功耗和性能俱佳的天璣系列芯片,比如天璣720、天璣800、天璣820和天璣1000+芯片,最近主打高端市場的天璣1200也已經發布。 根據數據顯示,2020年第三季度,聯發科在全球手機芯片市場的份額達到31%,高通則為29%。從這份數據明顯可以看出,聯發科超越高通是不爭的事實,而聯發科登上全球第一的寶座也名正言順。而近日,聯發科公佈了,2020年第四季度以及全年的營收財報,分別為964.25億元和3221億元。從這份數據看出,聯發科在營收上也開始反超高通了。 站在當前角度,從“山寨之王”到世界第一,聯發科這一路走來非常勵志。早年聯發科為了營收,不惜犧牲名聲,向山寨全民集運app批發出售集成式芯片解決方案,這讓聯發科公司在行業內逐漸被人熟知。 在英特爾退出5G基帶芯片市場後,目前擁有5G基帶芯片的企業只有美國高通、韓國三星、中國華為、中國台灣的聯發科、和中國紫光展瑞。高通於2016年10月,就發佈了全球首款5G基帶芯片驍龍X50,於2019年2月19日發佈了第二代5G基帶芯片X55;三星於2018年8月15日在官網正式發佈了5G基帶Exynos Modem 5100;華為於2018年2月發佈了巴龍5G01和基於該芯片的首款3GPP標準5G商用終端CPE,於2019年1月24日發佈了第二代多模5G基帶芯片Balong 5000;聯發科於2018年6月在台北電腦展上發佈了首款5G基帶芯片M70;紫光展鋭於2019年2月26日發佈第一代5G多模基帶芯。 在前一段時間,國產芯片巨頭—聯發科正式發佈了旗下首款5nm工藝5G基帶芯片產品—M80,這款5G芯片產品也成功獲得了“全球最快的5G基帶芯片”稱號,5G上行速率最高可達3.76Gbps,5G下行速率最高可達7.67Gbps,成功超越了三星、高通以及華為5G芯片,但面對咄咄逼人的聯發科,似乎也讓高通方面所有反擊,僅僅只過了幾天的時間,"全球最快5G基帶芯片"稱號便再次易主,高通正式對外發布了旗下第四代5G基帶芯片—高通驍龍X60,5G網絡速率最高可達10Gbps,再次截胡聯發科 ,官方透露,驍龍X65的無線性能能夠媲美光纖,這是其支持目前市面上最快5G傳輸速度的原因之一。 聯發科,同樣是老牌芯片全民集運app,其實力與高通相差無幾。但是現在看來,聯發科已經回到了正軌,並且其發展呈現出一股不可阻擋的崛起之勢! 其二在於聯發科的芯片物美價廉,無論是中低端還是高端處理器,價格都比高通驍龍便宜,但性能差距卻不是很明顯。對於各大手機公司而言,既然性能都差不多,那麼為什麼不選擇價格低的呢?所以聯發科自然比高通更有競爭力,營收超出預期是必然的結果。 只要掌握核心技術,有技術積累,高通的霸主地位就依然穩固,聯發科想要在技術上超越高通,還需要走很長一段路。對於高通發佈全球首個支持10Gbps 5G速率和首個符合3GPP Release 16規範的5G基帶芯片,再次截胡聯發科,重新奪回了“全球最強5G基帶芯片”榮譽,各位小夥伴們,你們對此都有什麼樣的看法和意見呢?歡迎在評論區中留言討論,期待你們的精彩評論!

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  • 台積電之後又一芯片巨頭官宣170億美元美國建廠: 目標直指3nm!

    台積電之後又一芯片巨頭官宣170億美元美國建廠: 目標直指3nm!

    芯片,可以説是現如今全球科技領域當中的熱點所在。其不僅是手機、電腦等各大科技產品的核心組件,且在人工智能、新能源汽車等新興產業中,也能夠發揮重要的作用。在這種情況下,芯片也是成為了如今各大經濟體在科技領域中的重點競爭版塊。 最近,亞洲最強芯片代工巨頭台積電好事連連,例如今年Q2季度營收101億美元,同比增長30.4%,排名世界第一;還拿下全球最大半導體公司英特爾7nm芯片代工大單,進一步壯大市場分額;其股價更是節節攀升,市值一度飆升至超4100億美元,躋身全球前十大市值公司。 如今,在芯片先進製程方面,台積電又釋放了枚枚“照明彈”。據瞭解,這是由於台積電有3nm進入量產時,月產12英寸晶圓超60萬片的目標。台積電芯片製程速度之快,令外界驚訝。在英特爾還在依仗14nm芯片時候,台積電已經制造出10億顆良率完好的7nm芯片,同時,台積電還持續研發7nm+和6nm芯片,以及持續提升已經量產的5nm芯片產能。在此基礎上,台積電又邁出了新的步伐。 在2020年5月的時候,世界範圍內最大芯片代工廠——台積電,就宣佈了決定赴美建廠的消息,同時台積電更是透露出,準備在日本設立全資子公司的計劃,併為此斥資1.86億美元。作為如今芯片代工業的領頭羊,台積電在業內的影響力是不言而喻的。三星方面還表示,該工廠預計將於今年的第二季度開始正式動工,計劃在2023年第三季度的時候正式投入運營。據悉,在該工廠建立完成後,將為美國創造出多達1800個工作崗位。 隨着三星電子的加入,美國全球最大芯片供應國的地位無疑將得到穩固。由此可見,台積電正在想方設法提升產能,以應對接下來全球範圍內愈發嚴重的晶圓緊缺狀況。 近日消息,美國得克薩斯州官方文件顯示,韓國科技巨頭——三星電子,正在考慮將晶圓工廠建在奧斯汀市,眾所周知,三星有着世界最頂尖的屏幕,還有着頂尖的閃存,這些都是手機必不可少的,而且三星還可以自己生產研發處理器芯片,如果説誰可以實現完全自產手機,那可能就是三星! 隨着國產品牌手機的崛起,國內絕大部分份額已經被國產品牌所佔領,曾經三星蘋果的天下已經不復存在了,甚至已經沒有了三星身影,但是三星強大的實力毋庸置疑,依然保持着世界第一。 而三星在美國建設的新晶圓廠,投入比台積電美國工廠多了50億美元。據文件透露,三星電子的美國工廠計劃2021年第二季度破土動工,預計2023年第三季度就能投入運營。 高通、華為現在連5nm都還沒研發出來,而三星直接彎道超車到了3nm,實在是令人不可思議。據瞭解,三星的3nm工藝採用了最新的全柵極(GAAFET)技術,對比5nm芯片面積減少了三分之一,性能也提升30%,功耗減少50%,這樣的差距簡直不敢讓人直視,一旦3nm芯片進入量產,高通、華為的噩夢就要來臨了! 為了能夠實現對台積電的超越,三星此前就曾宣佈:將跳過4nm芯片的研發,直接進行3nm芯片研發。早在一年前,三星開始進行3nm GAAFET工藝的研發,最初計劃於2021年開始量產。與此同時,三星還曾表示要在2020年之前採用4nm GAAFET工藝,但業界對三星是否能在2020年之前將該工藝量產表示懷疑。 從事實上看,三星將GAAFET芯片投入生產的時間比業界預期的還要早。但隨着三星3nm芯片原型的開發,其量產的時間或許會比市場預期更早。 現如今,三星為了能夠推動自身芯片研發進程的加快發展,更是“效仿”台積電做出了赴美建廠的決定。美國提供的充足的資金,以及當地先進的技術、設備和原材料等因素,無疑能夠為三星提供不小的助力。輸了7nm的三星是否能在3nm扳回一城?對此大家認為三星能否成功在2022的時間節點上超越台積電?歡迎在下發留言評論!

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