• MEMS陀螺仪在恶劣高温环境下提供准确的惯性检测

    MEMS陀螺仪在恶劣高温环境下提供准确的惯性检测

    摘要 越来越多的应用需要从处于高温环境中的传感器收集数据。近年来,半导体、无源器件和互连领域取得了很大进展,使得高精度数据采集和处理成为可能。但是,人们需要能够在175°C高温条件下运行的传感器,尤其是采用微机电系统(MEMS)提供的易于使用的传感器,这一需求尚未得到满足。相比同等的分立式传感器,MEMS通常更小巧,功耗和成本都更低。此外,它们还可以在同样大小的半导体封装内集成信号调理电路。 目前已发布高温MEMS加速度计ADXL206,它可以提供高精度倾斜(倾角)测量。但是,还需要更加灵活和自由,以准确测量系统在严苛环境应用下的移动,在这些环境下,最终产品可能遭受冲击、振动和剧烈移动。这种类型的滥用会导致系统过度磨损和提前出现故障,由此产生高额的维护或停机成本。 为了满足这一需求,ADI公司新开发了一款集成信号调理功能的高温MEMS陀螺仪,即ADXRS645。此传感器即使在冲击和振动环境下也能实现准确的角速率(转速)测量,且额定工作温度高达175°C。 工作原理 MEMS陀螺仪利用科氏加速度来测量角速率。关于科氏效应的解释,从图1开始。设想自己站在一个旋转平台上,站在靠近中心的位置。您相对于地面的速度以蓝色箭头的长度来显示。如果您移动到靠近平台外缘的位置,您相对于地面的速度会加快,具体由更长的蓝色箭头表示。由径向速度引起的切向速度的增长率,就是科氏加速度。 如果Ω表示角速率,r表示半径,切向速度即为Ωr。所以,如果在速度为v时,r改变,则会产生切向加速度Ωv。其值是科氏加速度的一半。另一半来自径向速度方向的改变,总共为2Ωv。如果您施加质量体(M),那么平台必须施加力—2MΩv—来产生这种加速度,那么质量体也会经受对应的反作用力。ADXRS645通过使用与人在旋转平台上向中心和向外缘移动时对应的谐振质量体来利用这种效应。质量体是采用多晶硅,通过微机械加工而成,并粘接在多晶硅框架上,所以它只能沿一个方向谐振。 图1.科氏加速度示例。人员向北移动到旋转平台的外缘时,必须增大向西的速度分量(蓝色箭头), 以保持向北移动的路线。所需的加速度就是科氏加速度。 图2.科氏效应演示:响应悬挂在框架内的硅质量体的谐振。 绿色箭头表示结构受到的力(基于谐振质量体的状态)。 图2显示,当谐振质量体向旋转平台的外缘移动时,它向右加速,并向左对框架施加一个反作用力。当它向旋转中心移动时,它向右施加一个力,如绿色箭头所示。 为了测量科氏加速度,我们使用与谐振运动方向呈90°的弹簧,将包含谐振质量体的框架连接到衬底上,具体如图3所示。此图还显示了科氏检测指针,它通过电容转导,在受到施加给质量体的力影响时检测框架的位移。 图3.该陀螺仪的机械架构原理图。 图4显示完整的结构,从中可以看出,当谐振质量体移动,陀螺仪所在的安装平面旋转时,质量体和其框架会受到科氏加速度影响,并因为振动旋转90°。随着转速加快,质量体的位置和从对应的电容获取的信号发生改变。需要注意的是,陀螺仪可以按任意角度放置在旋转物体的任意位置,只要它的检测轴与旋转轴平行即可。 图4.框架和谐振质量体受科氏效应影响,产生横向位移。 电容检测 ADXRS645通过附加在谐振器上的电容传感元件来测量谐振质量体和框架因科氏效应产生的位移,具体如图4所示。这些元件都是硅棒,与衬底上连接的两组固定硅棒交错,形成两个名义上相等的电容。角速率引起的位移会在系统中产生差分电容。 在实际应用中,科氏加速度是一个极小的信号,会导致几分之一埃的射束偏转,以及仄法级别的电容变化(译者注:1仄法=1e-21法拉)。因此,最大限度降低对寄生源(例如温度、封装应力、外部加速度和电噪声)的相互干扰是极为重要的。这种作用一部分是通过将电子器件(包括放大器和滤波器)和机械传感器放置在同一裸片上来实现的。但是,更重要的是在信号链中距离尽可能远的位置实施差分测量,并将信号与谐振器速度关联起来,尤其是在处理外部加速度产生的影响时。 振动抑制 理想情况下,陀螺仪只对转速敏感,对其他东西都不敏感。在实际应用中,由于陀螺仪的机械设计不对称,且/或微加工精度不够,所有陀螺仪都对加速度有一定的敏感性。事实上,加速度灵敏度有多种表现形式——其严重程度因设计而异。最为严重的通常要属对线性加速度的灵敏度(或g灵敏度)和振动整流的灵敏度(或g2灵敏度),严重到足以完全抵消该器件的额定偏置稳定性。当速率输入量超过额定测量范围时,有些陀螺仪轨与轨之间的输出会存在差异。其他陀螺仪在受到低至几百g的冲击时,会倾向于锁死。这些陀螺仪不会受到冲击损坏,但是也无法再对速率做出响应,需要进行重启。 ADXRS645采用了一种新颖的角速率检测方法,使其能够抑制高达1000 g的冲击。它使用四个谐振器对信号实施差分检测,并抑制与角移动无关的共模外部加速度。图5顶部和底部的谐振器彼此独立,并且是反相操作的。所以,它们测量的旋转幅度相同,但输出方向相反。因此,利用传感器信号之间的差值来测量角速率。如此可以消除对两个传感器造成影响的非旋转信号。信号在前置放大器前面的内部硬连线中组合。因此,会在很大程度上防止极端加速过载到达电子器件,从而使得信号调理能在受到大型冲击时保持角速率输出。 图5.四通道差分传感器设计。 传感器安装 图6所示为陀螺仪、相关的驱动和检测电路的简化原理图。 图6.集成式陀螺仪的框图。 谐振器电路检测谐振质量体的速度,进行放大,并驱动谐振器,同时相对于科氏信号路径保持一个控制良好的相位(或延迟)。科氏电路被用于检测加速度计框架的移动,利用下游信号处理来提取科氏加速度的幅度,并生成与输入转速一致的输出信号。此外,自检功能会检查整个信号链(包括传感器)的完整性。 应用示例 对于电子设备来说,最严苛的使用环境莫过于石油和天然气的井下钻井行业。这些系统利用大量传感器来更好地了解钻柱在地表下的运行状况,以优化操作并防止造成损坏。钻机的转速以RPM为单位测量,是钻机操作员时刻需要掌握的一个关键指标。以前,这个指标由磁力计计算得出。但是,磁力计容易受到钻机套管和周围井眼中的铁质材料影响。它们还必须采用特殊的无磁性钻环(外壳)。 除了简单的RPM测量之外,人们越来越热衷于了解钻柱的移动(或钻柱动态),以更好地管理施加的力的大小、转速和转向等参数。钻柱动态如果管理不善,可能导致钻柱高度振动和出现极不稳定的移动,这会导致目标区域的钻井时间延长、设备过早故障、钻头转向困难,且会对钻井本身造成损坏。在极端情况下,设备可能断裂并残留在钻井中,之后需要支付极高的成本才能取回。 因钻柱参数管理不善会导致一种特别有害的移动,即粘滑。粘滑是指钻头卡住,但钻柱顶部继续旋转的现象。钻头被卡住后,钻柱底部持续转动收紧,直到达到足够扭矩,造成断裂和松脱,这种断裂通常非常剧烈。发生这种情况时,钻头上会出现按转速旋转的大尖峰。粘滑一般周期性发生,可以持续很长一段时间。对粘滑的典型RPM响应如图7所示。由于地表的钻柱继续正常运行,钻机操作员通常无法意识到,井下正在发生这种非常具有破坏性的现象。 图7.粘滑循环RPM剖面图示例。 在这种应用中,一个关键的测量方法是准确、频繁地测量钻头附近的转速。陀螺仪(例如具有振动抑制效果的ADXRS645)非常适合执行这项任务,因为其测量不受钻柱的线性移动影响。在出现高度振动和不稳定移动时,磁力仪计算得出的转速易受噪声和误差影响。基于陀螺仪的解决方案能够即时测量得出转速,且不使用易受冲击和振动影响的过零或其他算法。 此外,相比磁通磁力计解决方案,基于陀螺仪的电路体积更小,需要的元器件数量更少,而前者需要多个磁力计轴和额外的驱动电路。ADXRS645中集成了信号调理功能。此器件采用低功耗、低引脚数封装,支持高温IC对陀螺仪模拟输出采样并将其数字化。采用图8中所示的简化信号链,可以实现提供数字输出、额定温度为175°C的陀螺仪电路。 图8.额定温度为175°C的陀螺仪数字输出信号链。 总结 本文介绍了首款可在175°C高温环境下使用的MEMS陀螺仪——ADXRS645。此传感器能在恶劣的环境应用中准确测量角速率,防止冲击和振动造成影响。此陀螺仪由一系列高温IC提供支持,以获取信号并进行处理。

    ADI MEMS 陀螺仪 惯性检测

  • Silicon Labs利用基于标准的Wi-SUN技术扩展物联网无线产品组合

    Silicon Labs利用基于标准的Wi-SUN技术扩展物联网无线产品组合

    中国,北京 – 2021年4月14日 – 致力于建立更智能、更互联世界的领先芯片、软件和解决方案供应商Silicon Labs(亦称“芯科科技”),宣布推出基于标准的全新Wi-SUN®技术,从而开启新的物联网(IoT)市场机遇,并加速智慧城市应用的开发。经过认证的Silicon Labs Wi-SUN解决方案结合了业界领先的EFR32硬件平台,功能齐全的IPv6网状网络协议栈和先进的开发工具,可以为广泛的应用——从高级计量基础设施(AMI)到街道照明网络,资产管理及停车、空气质量和废弃物管理等智慧城市传感器——实现安全的无线连接。 Silicon Labs高级副总裁兼物联网产品总经理Matt Johnson表示:“作为物联网无线连接领域的领导者,Wi-SUN为我们的产品组合提供了完美的补充。Wi-SUN是针对大规模、远距离的低功耗广域网(LPWAN)进行了优化的综合解决方案。我们的Wi-SUN技术为工业和智慧城市应用提供了一种非专有的方法,可以使部署更具扩展性、灵活性和安全性。” Wi-SUN技术经过了Wi-SUN联盟的认证,这是一个致力于实现无缝LPWAN连接的全球性行业协会。Wi-SUN建立在标准的互联网协议(IP)和应用程序编程接口(API)之上,支持开发人员扩展现有的基础设施平台,以添加服务于各种工业和智慧城市工作流程的新的或逐渐成熟的应用。凭借远距离能力、高数据吞吐量以及对IPv6的支持,Wi-SUN可进行扩展,从而为城市和扩大的郊区简化无线基础设施。 Wi-SUN联盟总裁兼首席执行官Phil Beecher说道:“Wi-SUN联盟的使命是为服务提供商、公用事业、市政当局和其他智慧城市企业提供无处不在的智能网络。我们很高兴看到Silicon Labs和其他联盟成员公司基于Wi-SUN FAN规范推出创新解决方案,该规范完整定义了如何为大规模智慧城市户外应用构建安全、可靠、灵活的网络。” Silicon Labs首个支持Wi-SUN的无线片上系统(SoC)产品系列是EFR32xG12,这是一个32位Arm Cortex-M4平台,具有高达1 MB的闪存和256 kB的RAM,并且集成了工作在1GHz以下频段的20dBm功率放大器(PA)。 Silicon Labs目前已通过Wi-SUN FSK PHY认证,并且正与领先客户合作,以为市场提供经过完全认证的Wi-SUN应用。Silicon Labs完整的Wi-SUN解决方案预计将于2021年夏初全面上市。 Silicon Labs将于2021年4月14日在Smart Cities Connect在线会议上和Landis+Gyr、Pelion一起展示Wi-SUN在智慧城市应用中的优势。

    Silicon Labs 物联网 SoC Wi-SUN

  • ADI公司发布用于参考设计集成的16通道混合信号前端数字转换器

    ADI公司发布用于参考设计集成的16通道混合信号前端数字转换器

    中国,北京 – Analog Devices, Inc. (ADI)今天推出一款16通道混合信号前端(MxFE)数字转换器,可用于航空航天和防务应用,包括相控阵雷达和地面卫星通信(SATCOM)。这款新型的数字转换器包含四个AD9081或四个AD9082软件定义的直接RF采样收发器。该产品旨在通过提供参考RF信号链、软件架构、电源设计和应用示例代码来帮助客户加速开发进程。 ADI还推出了一款数字转换处理卡与之配合使用,方便执行系统级校准算法和演示上电相位的确定性。 ADQUADMXFE1EBZ 16通道混合信号前端数字转换器主要特性: · 16个RF接收(Rx)通道(32个数字Rx通道) · 16个RF发射(Tx)通道(32个数字Tx通道) · 提供MATLAB®应用脚本形式的特定应用示例和GUI · 灵活的时钟分配 ADQUADMXFE-CAL数字转换卡主要特性: · 提供单独的相邻通道回送和组合通道回送选项 · 通过SMA连接器提供组合Tx和Rx通道输出 · 板载对数功率检波器,具备AD5592R数字转换功能 报价与供货

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  • 贸泽赞助2021创造未来全球设计大赛

    贸泽赞助2021创造未来全球设计大赛

    2021年4月12日 – 专注于引入新品推动行业创新的电子元器件分销商贸泽电子 (Mouser Electronics) 宣布赞助第19届“创造未来”全球设计大赛。这项国际赛事吸引了世界各地的工程师和创新者,各展才华设计面向未来的创新产品。贸泽已赞助此项赛事多年,现更有我们的重要供应商Intel®和Analog Devices, Inc.共同赞助。这项赛事由SAE International 公司旗下的SAE Media Group主办,COMSOL也是主要赞助商。 比赛现已开放报名,截止日期至2021年7月1日。大赛最终将评选出对社会和经济有所贡献的创新大奖获得者,除了能得到全球的认可,还将获得25000美元的奖金。在以往的历届比赛中,共有来自超过100多个国家的工程师、创业家和学生,提供了超过15000个设计创意。 贸泽亚太区市场及商务拓展副总裁田吉平女士表示:“对贸泽来说,推动创新是公司的立身之本。能够支持像‘创造未来’ 设计大赛这样的项目,让才华出众的工程师、创新者和学生脱颖而出,是我们的荣幸。” SAE Media Group 的总裁Joseph Pramberger 表示:“贸泽电子以向客户提供一流的服务和产品而闻名,也是公认的设计和创新倡导者。我们很高兴能得到贸泽、Intel和Analog Devices等知名企业的支持。” “创造未来”设计大赛的重点在于鼓励大家设计出能够改善人类福祉、提升医疗健康品质或有助于提供可持续解决方案的创新产品。往届的获奖作品包括用于器官和肢体运输的小型独立装置,以及用于预防食源性疾病的经济型快速筛查装置。 这项大赛由《Tech Briefs》杂志的出版商于2002年创办,旨在刺激和奖励工程设计方面的创新。最终大奖得主将从七个项目类别的获奖者中选出,这些类别包括:航空航天和国防、汽车/运输、消费品设计、电子装置/传感器/物联网、制造业/自动化/机器人、医疗以及可持续技术/未来能源。

    贸泽电子 传感器 贸泽电子 创造未来

  • 领先的SiC/GaN功率转换器的驱动

    领先的SiC/GaN功率转换器的驱动

    简介 目前,功率转换器市场快速演进,将来也会快速发展,从简单的高性价比设计模式走向更为广泛、更具持续性的创新模式。新的挑战不断涌现,比如,生产能供小型伺服驱动使用或者能集成到分布式存能单元功率转换器中的更小、更高效的功率转换器。这也意味着,要用更高的工作电压来管理更高的功率,却不能增加重量和尺寸,比如,太阳能串式逆变器和电动汽车牵引电机等应用场合。 基于碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽带隙(WBG)半导体的新型高效率、超快速功率转换器已经开始在各种创新市场和应用领域攻城略地——这类应用包括太阳能光伏逆变器、能源存储、车辆电气化(如充电器和牵引电机逆变器)。为了充分利用新型功率转换技术,必须在转换器设计中实施完整的IC生态系统,从最近的芯片到功率开关和栅极驱动器。隔离式栅极驱动器的要求已经开始变化,不同于以前的硅IGBT驱动器。对于SiC和GaN MOSFET,需要高CMTI >100 kV/μs、宽栅极电压摆幅、快速上升/下降时间和超低传播延迟。ADI的ADuM4135隔离式栅极驱动器具备所有必要的技术特性,采用16引脚宽体SOIC封装。配合ADSP-CM419F高端混合信号控制处理器,它们可以对基于SiC/GaN的新一代高密度功率转换器的高速复杂多层控制环路进行管理。 图1.2021年功率转换器市场预测。 功率转换器市场的年均复合增长率超过6.5%,到2021年,市场规模有望达800亿美元。目前,基于硅IGBT的传统逆变器和转换器占据市场主体(占比超过70%),这主要归功于工厂生产线中的电机驱动应用和第一代风力和太阳能逆变器。 功率开关领域取得的新技术进步已经开始把第三代SiC MOSFET以及第一代和第二代GaN MOSFET带向市场。在一段时间内局限于部分小众功率应用之后,WBG技术已经开始被运用在多种应用当中,比如基于电池的能源存储应用、电动汽车充电器、牵引电机、太阳能光伏逆变器等。得益于新市场的拓展,其价格快速下降,结果又促使其进入了其他最初那些看重价格的市场。大规模生产进一步降低了价格,而且这一趋势将继续下去。WBG半导体的普及是技术(以及整个经济)循环的一个绝佳例子。 推动SiC/GaN功率开关普及的主要应用有太阳能光伏逆变器、电动汽车充电器和储能转换器。这里利用了超快的小型高效功率开关的附加价值,为市场带来了超高开关频率和超过99%的杰出效率目标。为了实现这些目标,设计师面临着新的挑战,需要削减功率转换器的重量和尺寸(即提高功率密度)。 当然,这些问题的解决不可能一蹴而就。需要所有相关工艺取得进步,进行创新。这样的一个例子是与高压功率电子系统的应用相关的技术瓶颈问题。从架构角度来说,可以选择高压(HV)系统,但长期以来,某些半导体技术却阻碍了这一选择。如今,宽带隙半导体的问世为解决这个问题带来了曙光,使高压系统成为更可行并且值得考虑的一个选项。太阳能串式逆变器的标准是1500 VDC,而1000 VDC、很快2000 VDC就会成为储能转换器(基于电池)和电动汽车充电器的标准。 事实上,转向兼容WBG半导体的高压系统是一件非常有意思的事,原因有三:首先,高压意味着低电流,这又意味着系统所用铜总量会减少,结果又会直接影响到系统成本的降低。其次,宽带隙技术(通过高压实现)的阻性损耗减少,结果意味着更高的效率,还能减小冷却系统的尺寸,降低其必要性。最后,在子系统层次,它们使工程师可以从基于基板功率模块的设计转向分立式设计或基于功率模块的轻型设计。这暗示要采用兼容型PCB和较小的电线,而不是采用汇流条和较重的电线。 总之,如果设计的核心目标是降低重量和/或成本或提高性能,高压系统是值得的。因此,对于二级应用来说,1.7 kV和3.3 kV SiC MOSFET高击穿电压已经成为标准,而1.2 kV SiC MOSFET则为新一代第二级和第三级应用的主流功率开关。 从工程角度来看,SiC/GaN具有明显的优势。首先,WGB半导体内在具有卓越的dV/dt切换性能,意味着开关损耗非常小。这使得高开关频率(SiC为50 kHz至500 kHz,GaN为1 MHz以上)成为可能,结果有助于减小磁体体积,同时提升功率密度。电感值、尺寸和重量能减少70%以上,同时还能减少电容数量,使最终转换器的尺寸和重量仅相当于传统转换器的五分之一。无源元件和机械部件(包括散热器)的用量可节省约40%,增值部分则体现在控制电子IC上。 这些技术的另一大优势是其对高结温具有超高的耐受性。这种耐受性有助于提升功率密度,减少散热问题。 SiC/GaN开关有助于减少损耗的其他特性有:二极管无需任何恢复(整流损耗减少)、低Rds(on)(可减少导电)、高压工作模式等。 凭借这些优势,可以为新型应用设计和实现创新型的功率电子拓扑结构。SiC/GaN功率开关在谐振电路(如LLC或PRC)、桥接拓扑结构(相移全桥)或无桥功率因数校正(PFC)的设计方面非常有用。这是因为它们具有高开关频率、高效率(要归功于零电压开关和零电流开关)和由此实现的高功率密度。 SiC-/GaN功率晶体管可实现多级功率转换级和全双向工作模式,硅IGBT则因逆变工作模式而受到一些限制。 在功率流向电池或从电池流向负载或电网的一类应用(如储能)中,双向工作模式日益成为一项强制要求。设计出采用紧凑封装的高功率转换器为电池充电精度可能较高的分布式储能系统创造了可能。 为了实现基于SiC/GaN的设计的诸多优势,我们应该直面与其相关的各种技术挑战。我们可以把这些挑战分为三大类:开关的驱动,组合电源的正确选择,以及功率转换器环路的正确控制。 在SiC MOSFET驱动方面,工程师需要考虑新的问题,比如负偏置(用于栅极驱动器)和驱动电压的精度(对GaN甚至更为重要)。对这种误差应该尽量避免,因为其可能会影响到整个系统。 ADI iCoupler®隔离式栅极驱动器克服了基于光耦合器和高压栅极驱动器的局限性。光耦合器速度慢,耗电量大,难以与其他功能集成,并且随着时间的推移,其性能会下降。相比之下,可代替光耦合器方案的iCoupler数字隔离器则融合了高带宽片内变压器和精细CMOS电路,为设计人员改善了可靠性、尺寸、功耗、速度、时序精度和易用性。iCoupler技术问世于十年前,用于解决光耦合器的局限性问题。ADI公司的数字隔离器利用低应力厚膜聚酰亚胺绝缘层实现数千伏的隔离,可以将其与标准硅IC集成,形成单通道、多通道和双向配置的单片系统:20 μm至30 μm聚酰亚胺绝缘层,耐受力大于5 kV rms。 图2. 聚酰亚胺绝缘层上的iCoupler变压器线圈。 ADI栅极驱动器产品组合中最具代表性的IC是ADuM4135(面向SiC MOSFET的高端隔离式栅极驱动器)和ADuM4121(面向高密度SiC和GaN设计的快速、紧凑型解决方案)。采用ADI历经检验的iCoupler技术,ADuM4135隔离式栅极驱动器可为高压、高开关速率应用带来多种关键优势。ADuM4135是驱动SiC/GaN MOS的最佳选择,因为它具有优秀的传播延迟(低于50 ns),通道匹配时间低于5 ns,共模瞬变抗扰度(CMTI)超过100 kV/μs,采用单一封装,支持最高1500 VDC的全寿命工作电压。 图3.ADuM4135评估板。 图4.ADuM4135框图。 ADuM4135采用16引脚宽体SOIC封装,包含米勒箝位,以便栅极电压低于2 V时实现稳健的SiC/GaN MOS或IGBT单轨电源关断。输出侧可以由单电源或双电源供电。去饱和检测电路集成在ADuM4135上,提供高压短路开关工作保护。去饱和保护包含降低噪声干扰的功能,比如在开关动作之后提供300 ns的屏蔽时间,用来屏蔽初始导通时产生的电压尖峰。内部500 µA电流源有助于降低整体器件数量,如需提高抗噪水平,内部消隐开关也支持使用外部电流源。考虑到IGBT通用阈值水平,副边UVLO设置为11 V。ADI公司iCoupler芯片级变压器还提供芯片高压侧与低压侧之间的控制信息隔离通信。芯片状态信息可从专用输出读取。当器件副边出现故障时,可以在原边对复位操作进行控制。 对于更加紧凑和更简单的拓扑结构(例如,基于GaN的半桥),新型ADuM4121隔离式栅极驱动器是最佳解决方案。该解决方案同样基于ADI iCoupler数字隔离技术,其传播延迟仅为38 ns,为同类最低水平,可支持最高开关频率。ADuM4121提供5 kV rms隔离,采用窄体8引脚SOIC封装。 图5.ADuM4121框图。 图6.ADuM4121评估板。 与SiC/GaN开关的驱动相关的一个关键方面是它们需要其在高压和高频条件下工作。在这些条件下,根本不允许使用容性或感性寄生元件。设计必须精雕细琢,在设计电路板路由、定义布局时务必特别小心。若要避免所有EMI和噪声问题,这是一个巨大但必不可少的挑战。WBG半导体设计要求采用高压和高频无源元件(磁体和电容)。不能低估在确定规模、设计和制造这些器件方面存在的挑战。然而,这些领域的技术也在进步,WGB半导体带来的可能性必将增加将来获取这些器件的便利性。 如前所述,WBG半导体在实现高效率、高密度拓扑结构方面尤其有效,特别是在谐振拓扑结构方面。但是,这些拓扑结构非常复杂,其控制本身就是一项挑战。例如,调节谐振拓扑结构需要输入大量的参数(输入电压、输入电流、输出电压等),再加上调频和调相(超高频),这些问题并不会使工程师的工作变得轻松。数字元件(DSP、ADC等)的选择也是至关重要的。 系统控制单元(一般是MCU、DSP或FPGA的组合)必须能并行运行多个高速控制环路,还要能管理安全特性。它们必须提供冗余性以及大量独立的PWM信号、ADC和I/O。ADI的ADSP-CM419F使设计师可以用一个混合信号双核处理器同时管理高功率、高密度、混合开关、多层功率转换系统。 图7.ADSP-CM419F框图。 ADSP-CM419F处理器基于ARM® Cortex®-M4处理器内核,浮点单元工作频率高达240 MHz,集成的ARM® Cortex-M0处理器内核工作频率高达100 MHz。这使得单个芯片可以集成双核安全冗余性。ARM Cortex-M4主处理器集成搭载ECC的160 kB SRAM存储器、搭载ECC的1 MB闪存、加速器以及专门针对功率转换器控制而优化的外设(如24个独立PWM),以及由两个16位SAR类ADC、一个14位Cortex-M0 ADC和一个12位DAC构成的模拟模块。ADSP-CM419F采用单电源供电,利用内部稳压器和一个外部调整管自行生成内部电压源。它采用210引脚BGA封装。 图8.ADSP-CM419F评估板。 ADI与WATT&WELL合作开发一系列基于SiC MOSFET的高端功率转换器。合作的第一个项目是为ADI隔离式栅极驱动器设计高压、高电流评估板。高功率规格(如1200 V、100 A、250 kHz以上的开关频率,可靠、鲁棒的设计)使客户可以全面评估用于驱动SiC和GaN MOSFET的ADI系列IC。 图9.隔离式栅极驱动器电路板简化功能框图。 在图9中,我们可以看到功率开关驱动器中的主要元件,从产生正栅极电压电平的LT3999DC-DC变压器驱动器,到产生负栅极电压电平的REF19x(或LT1121x)高效线性稳压器,再到ADuM4135隔离式栅极驱动器。主控制器用ADSP-CM419F处理器表示,可以嵌入电路板,也可连接高频线缆并为隔离式栅极驱动器生成PWM信号。 提供高性能驱动电路面临的挑战不仅是要采用市场上最优秀的隔离式栅极驱动器。ADI解决方案的独特之处在于它能提供现成的完整系统级设计,这与ADI与凌力尔特(现为ADI的一部分)器件的整合是分不开的。专用电源与稳定的过冲/欠冲自由基准电压源的组合是工作频率超过250 kHz的应用的必然选择。开始时,会将PCB布局方案以及原理图和用户手册提供给战略客户,然后于年底发布在ADI网站上。 图10.隔离式栅极驱动器电路板。 ADI和WATT&WELL已经在这一高端设计领域展开合作,该设计将ADI在硅和系统层积累的丰富知识与WATT&WELL掌握的专业知识有机地结合起来,打造出的鲁棒型高可靠应用必能从容应对高开关频率、高功率密度和高温环境三项苛刻要求。通过合作,ADI可以为客户提供完全可行的解决方案,帮助客户在短时间内实现领先的新型设计,从而提高竞争力和可靠性。 WATT&WELL以成为功率电子设计和制造领域的首选供应商为使命,致力于为石油天然气、汽车、航空航天、工业应用等领域的全体客户提供竭诚服务。 ADI以无与伦比的检测、测量和连接技术架起现实与数字世界之间的智慧桥梁,让我们的客户了解周围的世界。我们与客户精诚合作,加快创新步伐,推出突破性的解决方案,不断超越一切可能。

    ADI 驱动 功率转换器 SiC

  • 必须否决! NVIDIA 400亿美元收购ARM全球受阻?

    必须否决! NVIDIA 400亿美元收购ARM全球受阻?

    去年9月份,NVIDIA宣布斥资400亿美元收购ARM公司,这不仅是近年来半导体收购交易金额最多的,同时也是影响最深远的。 ARM是全球最大的CPU IP授权之一,在嵌入式、移动处理器市场拥有垄断性优势,近年来还在积极扩展PC及服务器市场,客户涉及苹果、高通、谷歌、微软、华为、三星等等,影响力极大。 正因为太重要,所以NVIDIA收购ARM一事在不同国家、不同公司之间都引发了争议,苹果、高通等公司都表示反对,各国的审批监管也是个问题。 如今收购交易已经宣布半年多了,NVIDIA收购ARM一事还没有多少消息,今年2月份的财报会上NVIDIA CEO黄仁勋表示进展良好,但没有公布细节。 国内芯片厂商可以松口气了,不用担心“倒闭”了,因为英伟达收购ARM的计划要泡汤了,他们出现内讧。之前就说过,如果没有ARM的授权,国内绝大部分芯片厂商连一块蓝牙芯片设计不出,只有华为、阿里等少数企业有设计RISC-V机构芯片能力,现有的芯片厂商只能面临“破产” 英伟达今早发了一份亮点满满的财报,Q4营收首次冲上50亿美元大关,同比大涨61%,净利润也达到了14.57亿美元,同比大涨53%,业绩涨势非常好。 在这次财报会上,英伟达CEO黄仁勋也提到了ARM收购案的进展,去年9月份他们花了400亿美元收购ARM公司,后者是目前全球最大的移动CPU IP授权公司,收购之后有助于NVIDIA进一步整合数据中心、移动市场。 由于ARM公司在CPU授权市场上的影响力太大,英伟达收购ARM遭遇的阻力也很大,中国、美国、欧盟等主要市场上都面临着各种反对。 前不久高通、微软、谷歌联合起来反对该并购案,三家公司正向监管机构施压,表态他们担心收购会损害ARM的中立地位,影响其IP授权。 下周GTC 2021大会,NVIDIA CEO黄仁勋会发表主题演讲,业界预期他们会公布收购ARM一案的最新进展,特别是监管机构审批方面的情况。 然而,很多媒体及分析师对获得审批并不看好,除了美国、英国之外,中国市场上更加麻烦,他们认为审批获得通过的可能性并不大。 毫无疑问,这将是目前芯片行业最大规模的交易之一,从体量上来说可以与英伟达收购ARM这件事相提并论。 对于这项达到400亿美元的收购计划,外界却并不看好。ARM作为全球最大的CPU IP授权之一,在包括嵌入式、移动处理器等市场具有垄断性的优势,而且这些年来这家英国公司一直在积极扩展PC及服务器市场。 AMD 巨资收购赛灵思被业内认为将打造能与 Intel、英伟达“对抗”的数据中心处理器业务,因此也有人认为这意味着AMD与Intel、英伟达“决战”的开始。 2020年10月27 日,AMD 宣布斥资350 亿美元(约合 2350 亿元)收购赛灵思,该交易没有现金,全部使用AMD的股票。 此次合并后,苏姿丰博士将继续担任CEO,赛灵思CEO Victor Peng 将加入新公司担任总裁,并且至少两名赛灵思高管也将加入AMD的管理团队。 此外,它必须获得美国和英国监管机构的许可。据报道,这些监管机构已开始调查该交易。但是,如果交易顺利进行,它将看到一个更大的超级计算巨头的崛起,它将把Nvidia领先的AI计算平台和Arm广阔的生态系统融合在一起。 Nvidia的优势在于其核心芯片组技术。它专门生产GPU,GPU是众所周知的加速器,可通过给游戏等应用渲染图像。除此之外,它针对大批量和高速训练的AI进行了优化。Nvidia公司的竞争优势在于其长期专注于产品和软件开发,使其能够主宰市场与市场份额超过80%,这让他们领先于竞争对手AMD和其他竞争对手。去年,英伟达GPU部门的收入接近100亿美元。 而早在收购消息出来的时候,中国工程院士倪光南就表示国内有关部门会拒绝英伟达关于并购的请求,所以英伟达在面对中国市场这关会更难,来自我们的这票必须是否决。英伟达收购案不会只是遥遥无期,我们希望的是毫无机会。 为什么都是美公司,他们会反对该交易呢?原因很简单,高通绝大部分芯片采用ARM架构,微软、英特尔最新的AI芯片也使用ARM架构,而他们的主要竞争对手就是英伟达。所以英伟达一旦掌握ARM就有了卡他们脖子能力,并且还能了解他们最新芯片研发的进展以及芯片销量。

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  • 把不可能变可能!“中国芯”市场份额击败高通登顶全球第一!

    把不可能变可能!“中国芯”市场份额击败高通登顶全球第一!

    自从进入21世纪以后,移动互联网和科技就开始快速的发展起来,在现代科技领域里,有一大发展的核心就是半导体芯片,作为现代工业文明最顶级的智慧结晶,可以说芯片的发展是至关重要的;虽然说芯片看上去只有指甲盖大小,但是在芯片的内部却有上亿个晶体管线路,它们可以执行和处理各种任务,可以说芯片就相当于是人的大脑! 虽然说芯片十分的重要,但是国产科技企业在半导体芯片领域的发展却十分的落后,而且我们长期受到“拿来主义”思想的影响,所以也导致国产科企业生产所需的芯片也几乎都是依赖于从国外进口而来,像现在国产手机厂家所使用的芯片大多数都是来自于美国高通,这也让高通在国内市场上赚得是盆满钵满;不过在我国的华为公司被打压以后,高通在芯片市场上的发展似乎也开始出现了转折,因为有一大中国芯片巨头企业开始崛起了。 2020年是5G智能手机爆发的一年,也是中国芯片行业艰难的一年。 众所周知,常年来,高通都稳居智能手机芯片市场霸主之位,即便是苹果和华为海思,也没能撼动过高通的地位。 可在2020年,一位曾被竞争对手和消费者轻视的中国芯片巨头,却一举击败高通,首次问鼎全球第一。 但就在这一年,有一家曾被中国消费者嘲讽、被竞争对手轻视的中国芯片企业,首次逆袭成为全球手机芯片出货量最多的厂商,它就是联发科。 近日,市场调查机构Omdia发表的报告显示,2020年联发科以27%的市场份额超越芯片霸主高通,首次问鼎全球第一,全年手机芯片出货量为3.52亿块,较2019年同比增长48%。高通则以25%的市场份额位居第二。 其实,早在2020年第三季度,联发科便实现了对高通的反超,以31%的市场份额首次登顶全球第一。业界有不少声音认为,联发科之所以能够超过高通,实力和运气缺一不可。 此前,高通凭借自身极其强大的通信专利技术储备,不仅芯片霸主地位稳如泰山,还收取着高额的芯片专利费,那么联发科为何能实现弯道超车? 曾被别人打上低端标签的联发科,成功逆袭离不开5G。 其实,早在2020年第三季度,联发科便实现了对高通的反超,以31%的市场份额首次登顶全球第一。业界有不少声音认为,联发科之所以能够超过高通,实力和运气缺一不可。 联发科的实力主要体现在提前布局5G芯片,并采用了极具性价比的定价策略,借此取得了在中低端市场的优势。在技术方面,联发科成功押注Sub-6GHz频段5G网络技术,通过天玑1000系列实现了对高通在中端市场的领先。 另一方面,芯片缺货潮下各大手机厂商的恐慌性备货、高通受美国暴风雪影响停产等,也都对联发科的出货量起到了推动作用。 实力和运气多方面因素下,联发科的天玑系列5G芯片在2020年的出货量达到4500万颗,反超高通也在意料之内。 同样在芯片厂商之中,也是存在竞争的。就比如联发科一直想要超越高通。如果放在以前,肯定会有人说了,联发科凭什么?凭他只会做山寨,凭他不入流吗?当然,在高通眼中,这也是无稽之谈,要知道,高通可是全球最大的芯片供应厂商,待在这个位置也不是一年两年的时间了。联发科想要超越高通,在大多数人眼中,都是一件不可能的事情,说得难听点,就是癞蛤蟆想吃天鹅肉。 但是就是这样一件在所有人看来都不可能的事情,如今变成了真的。 在2020年,很多国产科技企业都见识到了华为被打压之后的窘境,所以打造多条芯片供应链体系无疑是非常重要的,在华为被打压以后,我们不仅一边在加大对国产芯片的研发,而且还在不断的寻找其它的芯片供应链,这就让联发科迎来了第二春;作为中国芯片巨头企业,联发科的实力也是不容小觑的,只不过此前在4G网络时代的时候,联发科在全球芯片市场上被高通所碾压,最终导致众多手机厂家都纷纷离联发科而去,联发科也不得不开始潜心研发芯片,并努力寻找机会重新复出。

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  • 绕开ASML光刻机?量子芯片即将落地, 对标IBM、英特尔!

    绕开ASML光刻机?量子芯片即将落地, 对标IBM、英特尔!

    随着全球芯片产能供应不足问题日益严重,美方不断对我国企业进行打压,作为世界上最大的芯片进口国,提升芯片自给率是我们的当务之急。 然而,由于我国进入半导体的时间较短,技术积累薄弱,再加上国内半导体企业在发展的过程中太过于注重轻资产的发展,而忽视了对重资产的投入,导致国内半导体产业链发展严重失衡,美方对我国企业进行芯片封锁的时候,无法独自制造出高端芯片。 任正非曾表示,我国拥有世界顶级的芯片设计企业,由于光刻机被卡了脖子,无法独自制造出高端芯片。所以,我们要想在根源上解决高端“中国芯”问题,就必须研制出EUV光刻机,亦或是另辟蹊径,寻找新的造“芯”途径。 所幸的是,在国家的大支持下,国内科研人士的努力下,“中国芯”已经找到了实现“弯道超车”的新途径。 合肥本源量子计算科技有限责任公司与合肥晶合集成电路股份有限公司日前签订合作协议,双方宣布共同建设“本源-晶合量子芯片联合实验室”,将在极低温集成电路领域进行工艺合作开发以及工程流片验证,实现从量子芯片设计到封装测试全链条开发。 “随着半导体行业‘缺芯’问题愈演愈烈,我国作为全球最大芯片进口国,某些高端芯片受制于国外厂商。但在未来的量子计算时代,这种情况将会大为改观。”本源量子总经理张辉博士告诉科技日报记者。 从设计到封装全链条开发 “目前,国内量子芯片的生产仍以实验室加工为主。但要研制性能更加优越的量子芯片,必然需要成熟的制造工艺与产线化的生产加工模式。”张辉告诉记者,为推动国内量子计算产业化发展,让量子计算技术从科研成果向现实应用转化,本源量子与晶合集成宣布携手共建“本源-晶合量子芯片联合实验室”,目的就是让量子计算机最核心部件——国产量子芯片产线早日落地。 据介绍,实验室将实现从芯片设计到封装测试全链条开发,重点攻关量子芯片设计,半导体和超导量子芯片的设计研发、试制,量子芯片制造和封装测试,QGPU、FPGA、ASIC等高端专用芯片的产线化中试。 国产量子芯片量产在即,以下公司也在不断发展 1、光迅科技 公司参股45%的山东国迅量子芯科技,专注于量子密钥等领域光芯片的研发,已实现 10G 及以下全类型芯片的量产,有望成为除华为以外第一批实现 25G 光通信芯片量产的企业,预计 2021 年将开发出 50G 光芯片,硅光方案芯片基本可以自产。是一家有能力对光电器件进行系统性、战略性研究开发,具备光电器件芯片关键技术和大规模量产能力的企业。 公司预告2020年实现净利润4.65-6.08亿元,同比上年增长30%-70%。国泰君安研报预测公司2020-2022年净利润5.3亿/6.2亿/7.17亿元,2021年和2022年净利润增速为16.98%和15.64%,目标价40元,距离当前股价向上81%空间。 2、博创科技 子公司上海圭博研发基于硅光子芯片的光模块,硅光子技术是一种基于硅和硅基衬底材料,利用半导体工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。其中无线前传25G硅光模块已经量产,400G DR4硅光模块正在进行商用测试。公司与Sicoya、陕西源杰等合资的公司斯科雅(嘉兴)技术有限公司主营硅光芯片。陕西源杰半导体是一家自主研发、生产和销售从2.5G到25G的半导体激光器芯片的高新技术企业,其25G激光器芯片出货量国内领先。 公司2020年实现净利润8845.89万元,同比上年爆发性增长1036.48%。海通证券研报预测公司2021-2023年净利润1.27亿、1.86亿、2.40亿元,净利润增速分别达到43.56%、45.46%、29.03%,成长性突出,目标价46.2元,距离当前股价向上33.14%空间。 中国作为全球最大的芯片进口国,而在即将到来的量子时代中,也将不用再仰人鼻息,受制于缺芯了。更大的意义在于,它还能解决困扰芯片发展的光刻机“卡脖子”的难题。 中国还拥有了全球安全等级最高的紫光芯片。一种极具性价比的CMOS毫米波全集成通道相控芯片的出现,还就此打破了西方的技术封锁。 随着全球数字化的不断加速,不管是5G、AI、云计算,还是无人驾驶等,渗透到我们每个人生活角落的新技术,都离不开芯片作为驱动!然而,不管是哪个国家的芯片企业,想要在芯片领域大展拳脚,都离不开芯片制造过程中的光刻机,而在光刻机领域,荷兰的ASML则是这一金字塔最顶尖的企业,尤其是在高端EUV领域,荷兰ASML长期垄断着这一市场。 外部的技术封锁,虽然让中国在芯片领域不断“阵痛”,但是挑战和机遇也是并存的。随着国产芯片在技术上的厚积薄发,相信未来冲刺芯片自给率70% 的目标,也将马上实现。拭目以待吧!

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  • 畅谈智能连接技术,贸泽电子携手TE举办新一期在线研讨会

    畅谈智能连接技术,贸泽电子携手TE举办新一期在线研讨会

    2021年4月9日-专注于引入新品推动行业创新的电子元器件分销商贸泽电子 (Mouser Electronics) 宣布将携手泰科电子(TE Connectivity)于4月13日下午14:00-15:30举办主题为“机器使应用程序更智能、互联性更强”在线研讨会。本期研讨会将邀请到泰科电子高级应用工程师为大家分享机器设备系统设计的建议,用高度可靠的产品组合打造解决设计挑战。 连接器是工业体系中不可或缺的重要组成部分,它的形式和结构会随着应用对象、环境、信号种类的不同而改变。数据、信号让控制系统与制造设备产生关联,实现设备和设备的连接,设备与系统的连接,以及人和数据的连接,而信息传输和处理需求的增多,使得紧凑、可靠、稳定兼顾耐用的连接尤为关键。本次研讨会紧跟当前提高生产率、安全性和产量的机会,针对工程师们设计中面对的挑战,例如数据、通信连接功能的嵌入、器件的小型化、智能化要求以及极高的产品质量与可靠性需求等进行展开,推动更加智能、互联的机械设计的发展。 贸泽电子亚太区市场及商务拓展副总裁田吉平女士表示:“在缺货涨价的热潮下,连接器成本上升,连接器市场的发展变化备受关注。产品和设备的迭代升级也对基本组件提出了更高的要求,未来的连接器正向着小型化、智能化、集成化和高性能化的趋势发展。泰科电子作为连接器领域的全球知名厂商,对于连接器的应用发展具有相当的话语权。为了让工程师们在设计中更高效地使用连接器、端子、继电器和热缩管产品,贸泽电子特此举办本期专题线上研讨会,进一步助力产业的升级和发展。”

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  • 国产芯片EDA设计:迎来“百年一遇”超车好机会

    国产芯片EDA设计:迎来“百年一遇”超车好机会

    实体产业是工业软件的土壤。工业级软件大都依附于某个细分的实体产业。实体产业强大,才会给工业级软件一个积极的正反馈,通过产业中繁杂的应用问题推动工业软件不断推陈出新、升级和演进,给工业软件创造利润和生存空间。 以美国为首的芯片强国对出口中国的高端芯片 “卡脖子”,让更多人意识到国产高端芯片自主可控重要性的同时,芯片产业链中小而精的EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)工具的关键作用也成了关注的焦点。 芯片设计环节繁多,精细且复杂,EDA工具对于提升芯片设计效率,优化芯片设计,保证芯片功能发挥着极为重要的作用。目前,美国三大EDA公司(Synopsys、Cadence、Mentor)占据全球EDA市场超过60%的市场份额,绝大部分芯片设计公司都需要三巨头的EDA工具。因此,美国用EDA就能很容易卡住中国芯片行业的脖子。 中美贸易战愈演愈烈,国人对半导体行业的关注度空前,其中有盲目爱国的吹嘘者,也不乏对半导体行业发展现状有着深刻认识的行内人。有心之人甚至整理出了“卡脖子”清单,而作为协助完成集成电路的功能设计、综合、验证、物理设计等流程的软件工具集群——EDA 软件“赫赫”在列。 以芯片设计行业为例,EDA工具从诞生到繁荣,都依附于硅谷芯片行业的前行进程。1978年,传奇人物Lynn Conway针对摩尔定律演进的迫切需求,构建了数字电路自动化方法的理论基础,提出了全新的数字电路/超大规模集成电路设计方法,自此诞生了现代化的EDA设计方法。“The Mead & Conway Revolution”来源于实体产业的需求,最终又反哺于实体产业,它导致了计算机科学和电气工程教育领域的学术资料的全球重组,对于基于微电子应用的产业发展至关重要。 国产化率仅10%左右的国产EDA,面对发展了二三十年的EDA三巨头的技术和商业壁垒,想要进一步提升国产化率面临极大挑战。庆幸的是,开源的趋势,AI和云技术的突破,给国产EDA带来了换道超车百年一遇的好机会。 EDA处于整个芯片产业链的上游,特点是小而精。据市场研究和顾问公司Gartner今年1月的初步统计结果,全球半导体收入2020年总收入达到4498亿美元,比2019年增长7.3%。 EDA作为集成电路产业链的命脉,自始至终连接和贯穿着芯片制造和科技应用的发展;芯片设计、晶圆制造、封装测试,直至电子产品的设计,每个环节都离不开EDA工具。其实EDA市场是一个比较小的市场,2019年EDA/IP全球产值约110亿美元,然而就是这小小的110亿美元,却撬动了约5千亿美元的半导体市场甚至是约1.6万亿的电子产品市场。 国以前缺少强大的芯片设计公司和晶圆厂,也就很难支持本土EDA公司崛起,甚至本土EDA工具连试错的机会都没有。 不过,随着中国相关产业影响力逐渐增大,本土EDA公司也开始得到了强有力的支持,最典型的是华大九天。 作为开源EDA的先锋派,芯华章在2020年九月上线了中国首个开源EDA技术社区EDAGit,并且开源了两款EDA工具。王礼宾介绍,目前芯片公司在一个芯片项目中投入的精力大量是用于验证,因为芯片失败带来的损失轻则是一次投片数亿元的费用打水漂,重则影响产品的上市时间或者公司的信誉,导致客户的流失,可能带来致命的打击。因此,验证,特别是硬件验证,是科技领先的重要制胜点之一。 中美贸易战拉开大幕,EDA禁运首当其冲,成为卡脖子工程。EDA的的战略性,重要性被推到空前高度。 事实上,EDA国产化并非第一次,也不是第一次受到掣肘。我国从1980年代中后期开始,就投入到EDA产业的研发当中。当时我国包括集成电路在内的高科技领域都受困于“巴统”的禁运,国外EDA无法进中国,集成电路产业发展倍受掣肘。为了更好发展集成电路产业,我国在1986年动员了全国17家单位、200多位专家齐聚北京,研发我国自有的集成电路计算机辅助设计系统“熊猫系统”,在1992年首套熊猫系统问世,是我国第一个大型ICCAD系统,也是国家意志的体现和集体智慧的结晶。1994年“巴统”取消对中国禁运,海外EDA公司以技术成熟、价格便宜的工具挤占市场。1994年至2008年,国家对国产EDA的支持非常有限,中国EDA产业陷入发展低谷,发展曲折而缓慢,和海外差距越来越大。 2000-2018年,国外EDA产业发展走入商业化轨道,技术更新缺乏新意,变革更是鲜少有之,产业逐渐呈现“夕阳化”。此时国内EDA产业正处于兴起阶段,很多新的概念、新的工具不断涌现出来,犹如20年前的国外黄金期。 如今全球半导体价值链迎来变迁,根据 SIA 数据显示,美国 2019 年在半导体行业的市占率为 47%。BCG 预测,在“维持现状”的假设下,未来 2-3 年内美国半导体企业的市场份额将从 2018 年的 48%下滑至 40%,中国企业的份额将上升 4ppts 到 7%。 毋庸置疑,美国在设备、EDA、高端 CPU、GPU 方面是目前绝对的领导者,因此其试图通过扩张服务规模来获取更高的利润,以支撑高昂的研发投入。而彼时的中国半导体业正加大投入,初具规模,美国势必会增加忧虑,加大打击力度,尤其是对高精尖的部分。 面对目前的境况,追赶不可取,一方面是从 5G、AI 的角度另辟蹊径,另一方面是维持与国内外 EDA 同业者的良性竞合关系,保持耐心,毕竟 EDA 四大家也不是一上来就是巨无霸的,都是经过了三、四十年的技术累积与企业兼并,才取得了今天的地位。因此,制造 EDA 泡沫是很不明智的做法,当务之急是我们的政府和产业协会应充当好牵头作用,搭建起 EDA 生态圈互动合作的平台,真正下沉到技术,了解 EDA 相关的设计、制造、工艺等概念,有的放矢地到晶圆制造厂、封测厂、系统公司去调研,拿到最真实的一手诉求,有机整合资源,这可不仅仅是投钱就能解决的事情。

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  • 全球“缺芯难题”延续:严重危及路由器生产

    全球“缺芯难题”延续:严重危及路由器生产

    众所周知,路由器是连接两个或多个网络的硬件设备,在网络间起网关的作用,是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。它能够理解不同的协议,例如某个局域网使用的以太网协议,因特网使用的TCP/IP协议。这样,路由器可以分析各种不同类型网络传来的数据包的目的地址,把非TCP/IP网络的地址转换成TCP/IP地址,或者反之;再根据选定的路由算法把各数据包按最佳路线传送到指定位置。所以路由器可以把非TCP/ IP网络连接到因特网上。 路由器又可以称之为网关设备。路由器就是在OSI/RM中完成的网络层中继以及第三层中继任务,对不同的网络之间的数据包进行存储、分组转发处理,其主要就是在不同的逻辑分开网络。而数据在一个子网中传输到另一个子网中,可以通过路由器的路由功能进行处理。在网络通信中,路由器具有判断网络地址以及选择IP路径的作用,可以在多个网络环境中,构建灵活的链接系统,通过不同的数据分组以及介质访问方式对各个子网进行链接。路由器在操作中仅接受源站或者其他相关路由器传递的信息,是一种基于网络层的互联设备。 近几个月,全球缺芯危机从汽车行业蔓延到了智能手机等其他行业,现在又危及路由器。据财联社报道,电信运营商的路由器订单已经延误了60周,是以前的两倍多。问题在于,如果没有路由器,电信运营商无法增加新订户,就可能在竞争日趋激烈的宽带市场失去机会,这也是这些运营商如此紧张的原因。 自去年9月美国实施芯片限令后,全球芯片供应链受到扰乱,美国芯片行业发展也遭到了严重的反噬。有声音指出,如今看来“美国也经不起制裁”。 目前全球性缺芯问题严重,对于整个产业链的影响也十分巨大。 由于芯片供应短缺的缘故,美国福特汽车和通用汽车4月8日分别增加三个工厂到停工停产名单。 早前通用宣布因缺芯削减北美数家工厂的产量。据报道,因芯片短缺,通用汽车削减了北美数个工厂的产量。通用汽车预计本次减产将对本年营业收入造成15亿-20亿美元的损失,减产的影响将会计入公司本年的财务报表中。 据《日经亚洲评论》4月8日报道,由于全球零部件短缺,部分MacBook和iPad的生产已被推迟。这一现象表明,即便是对供应链拥有强大掌控能力的苹果,也无法避免这场“前所未有”的供应危机的影响。 报道援引知情人士称,缺芯已导致生产MacBook的一个关键步骤延迟,即在最终组装前需要先将零部件安装在印刷电路板上。与此同时,由于因为缺乏显示器和显示器部件,一些iPad生产也被推迟。 事实上,这种情况比我们预知的要早很多。中国台湾路由器制造商合勤科技(ZyXEL Communications Corp)的欧洲地区业务主管Karsten Gewecke表示,自今年1月以来,博通芯片等零部件的交货时间翻了一番,长达一年乃至更久。美国网络设备制造商Adtran也表示近几个月存在严重的供应链风险和交货期延长的情况。 据外媒报道,宽带供应商目前在订购互联网路由器时正遭遇长达一年多的交付延迟,这令其成为芯片短缺扼杀全球供应链的又一受害者。同时,这也给数百万仍在居家办公的人士带来了挑战。 知情人士透露,一些运营商的报价订单交付期限长达60周,比之前的等待时间翻了一倍不止。 中国台湾路由器制造商合勤科技(ZyXEL Communications Corp)的欧洲地区业务主管Karsten Gewecke表示,对家庭宽带设备的更新需求持续飙升,加剧了因疫情导致的供应短缺。他指出,自1月以来,公司已要求客户提前一年订购产品,因为自那时起,博通芯片等零部件的交货时间翻了一番,长达一年乃至更久。 美国网络设备制造商Adtran也警告客户,近几个月存在严重的供应链风险和交货期延长。该公司发言人在电子邮件中说,公司扩大了在英国的仓库设施,将库存和物流能力增加了一倍以上,以避免出现问题。 而在供应商方面,博通CEO陈福阳(Hock Tan)上个月曾表示,该公司2021年约九成芯片货源已被预订。 值得注意的是,由于路由器的利润率远低于智能手机和电脑,所以半导体代工厂在分配有限产能的时候将路由器的生产暂时搁置了,集中主要的产能来生产手机和电脑。 值得一提的是,在半导体代工厂努力分配有限产能的过程中,那些利润较低的工作往往被推到了更后面。而显然,路由器的利润率远低于智能手机和电脑。 Karsten Gewecke指出,还没有路由器制造企业的存货完全耗尽,但供应链在未来6个月似乎还很紧张,因此存货耗尽的情况有可能会发生。他表示:“我们的存货很多次面临耗尽。这种情况仍会发生。” 因为芯片供应商的交货周期已超过1年,所以该公司在1月已经要求客户提前1年订货。 美国网络设备制造企业Adtran也警告称,近几个月存在供应链风险,且交付周期延长。 半导体晶圆代工企业正在努力分配稀缺的产能,把盈利较低的产品押后生产,而路由器的利润率比智能手机和电脑的利润低。在路由器领域,东欧等不那么富裕的市场使用的是精密程度和利润率都较低的部件。同样,规模较小的通信运营商受到的打击最大。全球企业都在运用自身的购买力来争夺供应。 难以恢复的不仅仅是制造能力,晶圆和封装衬底的短缺加剧了这个问题。理查德补充说,这对汽车行业的打击尤其严重,台湾的干旱和日本一家工厂的火灾可能会加剧该行业的困境。 许多供应最短缺的芯片,包括那些面向汽车行业的芯片,都是用旧工艺制造的。许多晶圆厂在接近其容量极限的情况下运行它们,这意味着系统中没有太多的闲置空间。 在其他行业,这样的短缺问题更容易解决——客户只需向其他制造商下订单,就能满足暂时的需求激增。但汽车制造商不太可能联系新的供应商,因为需要大约三到六个月,有时更久,才有资格从新工厂获得芯片。半导体制造商不太可能建立新的晶圆厂来满足可能是暂时的需求激增。最后,对双方来说,最好的办法是推动现有晶圆厂增加产量。 此次困境给全行业敲响了警钟,并有望推动产业未来的重塑和优化。工信部副部长辛国斌表示,近期汽车芯片供应短缺既是全球共性问题,也反映出我国自主供给能力不足的深层次矛盾。汽车芯片是关乎产业核心竞争力的重要器件,需要统筹发展和安全,坚持远近结合、系统推进,提升全产业链水平,有力支撑汽车和半导体产业高质量发展。

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  • 贸泽备货Analog Devices ADAQ23875,16位15 MSPS µModule数据采集解决方案

    贸泽备货Analog Devices ADAQ23875,16位15 MSPS µModule数据采集解决方案

    2021年4月8日 – 专注于引入新品并提供海量库存的电子元器件分销商贸泽电子 (Mouser Electronics) 即日起备货Analog Devices的ADAQ23875 µModule®数据采集解决方案 (DAQ)。ADAQ23875采用系统级封装 (SIP) 技术,通过将多个通用信号处理和调理模块整合在一个器件中,减少了终端系统元件数量,缩短了精密测量系统开发周期。 Analog Devices ADAQ23875 DAQ集成低噪声全差分模数转换器 (ADC) 驱动器、稳定的参考缓冲器和16位高速15 MSPS逐次逼近寄存器 (SAR) ADC。ADAQ23875采用Analog Devices的iPassives®技术,还集成了具有出色匹配和漂移特性的关键无源元件,通过优化性能可最大程度地减少与温度有关的误差源。ADC驱动级快速稳定、全差分或单端至差分输入、无延迟SAR ADC等特性,为高通道数多路复用信号链架构和控制环路应用提供了独特的解决方案。 ADAQ23875采用9 mm×9 mm封装,是分立式等效器件的四分之一,可进一步减小仪器仪表的外形尺寸,而不影响其性能。此DAQ具有串行低压差分信号 (LVDS) 数字接口,提供单通道或双通道输出模式,用户可以针对具体应用优化接口数据速率。 此外,贸泽还备有支持ADAQ23875的EVAL-ADAQ23875FMCZ评估板。EVAL-ADAQ23875FMCZ结合所需的EVAL-SDP-CH1Z高速控制器板和信号源可用于演示ADAQ23875 µModule的性能。该板包括一个预安装的ADAQ23875、可选的4.096V或2.048V参考电压、板载参考电压、低压差 (LDO) 稳压器、电源电路,以及800MHz时钟分配IC。

    贸泽电子 贸泽 DAQ ADAQ23875

  • ROHM开发出针对150V GaN HEMT的8V栅极耐压技术

    ROHM开发出针对150V GaN HEMT的8V栅极耐压技术

    全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)面向以工业设备和通信设备为首的各种电源电路,开发出针对150V耐压GaN HEMT*1(以下称“GaN器件”)的、高达8V的栅极耐压(栅极-源极间额定电压)*2技术。 近年来,在服务器系统等领域,由于IoT设备的需求日益增长,功率转换效率的提升和设备的小型化已经成为重要的社会课题之一,而这就要求功率元器件的进一步发展与进步。 ROHM一直在大力推动业内先进的SiC元器件和各种具有优势的硅元器件的开发与量产,以及在中等耐压范围具有出色的高频工作性能的GaN器件的开发。此次,ROHM就现有GaN器件长期存在的课题开发出可以提高栅极-源极间额定电压的技术,能够为各种应用提供更广泛的电源解决方案。 与硅器件相比,GaN器件具有更低的导通电阻值和更优异的高速开关性能,因而在基站和数据中心等领域作为有助于降低各种开关电源的功耗并实现小型化的器件被寄予厚望。然而,GaN器件的栅极-源极间额定电压较低,在开关工作期间可能会发生超过额定值的过冲电压,所以在产品可靠性方面一直存在很大的问题。 在这种背景下,ROHM利用自有的结构,成功地将栅极-源极间额定电压从常规的6V提高到了8V,这将有助于提高采用高效率的GaN器件的电源电路的设计裕度和可靠性。此外,还配合本技术开发出一种专用封装,采用这种封装不仅可以通过更低的寄生电感更好地发挥出器件的性能,还使产品更易于在电路板上安装并具有更出色散热性,从而可以使现有硅器件的替换和安装工序中的操作更轻松。 未来,ROHM将加快使用该技术的GaN器件开发速度,预计于2021年9月即可开始提供产品样品。 <开发中的GaN器件的特点> ROHM即将推出的目前正在开发中的GaN器件具有以下特点: 1. 采用ROHM自有结构,将栅极-源极间额定电压提高至8V 普通的耐压200V以下的GaN器件的栅极驱动电压为5V,而其栅极-源极间额定电压为6V,其电压裕度非常小,只有1V。一旦超过器件的额定电压,就可能会发生劣化和损坏等可靠性方面的问题,这就需要对栅极驱动电压进行高精度的控制,因此,这已成为阻碍GaN器件普及的重大瓶颈问题。 针对这种课题,ROHM通过采用自有的结构,成功地将栅极-源极间的额定电压从常规的6V提高到了业内超高的8V。这使器件工作时的电压裕度达到普通产品的三倍,在开关工作过程中即使产生了超过6V的过冲电压,器件也不会劣化,从而有助于提高电源电路的可靠性。 2. 采用在电路板上易于安装且具有出色散热性的封装 该GaN器件所采用的封装形式,具有出色的散热性能且通用性非常好,在可靠性和可安装性方面已拥有可靠的实际应用记录,因此,将使现有硅器件的替换工作和安装工序中的操作更加容易。此外,通过采用铜片键合封装技术,使寄生电感值相比以往封装降低了55%,从而在设计可能会高频工作的电路时,可以更大程度地发挥出器件的性能。 3. 与硅器件相比,开关损耗降低了65% 该GaN器件不仅提高了栅极-源极间额定电压并采用了低电感封装,还能够更大程度地发挥出器件的性能,与硅器件相比,开关损耗可降低约65%。 <应用示例> ・数据中心和基站等的48V输入降压转换器电路 ・基站功率放大器单元的升压转换器电路 ・D类音频放大器 ・LiDAR驱动电路、便携式设备的无线充电电路 <术语解说> *1) GaN HEMT GaN(氮化镓)是一种用于新一代功率元器件的化合物半导体材料。与普通的半导体材料硅相比,具有更优异的物理性能,目前利用其高频特性的应用已经开始增加。 HEMT是High Electron Mobility Transistor(高电子迁移率晶体管)的英文首字母缩写。 *2) 栅极-源极间额定电压(栅极耐压) 可以在栅极和源极之间施加的最大电压。 工作所需的电压称为“驱动电压”,当施加了高于特定阈值的电压时,GaN HEMT将处于被动工作状态。

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  • 射频收发器在数字波束合成相控阵中实现强制杂散去相关性

    射频收发器在数字波束合成相控阵中实现强制杂散去相关性

    简介 在大型数字波束合成天线中,人们非常希望通过组合来自分布式波形发生器和接收器的信号这一波束合成过程改善动态范围。如果关联误差项不相关,则可以在噪声和杂散性能方面使动态范围提升10logN。这里的N是波形发生器或接收器通道的数量。噪声在本质上是一个非常随机的过程,因此非常适合跟踪相关和不相关的噪声源。然而,杂散信号的存在增加了强制杂散去相关的难度。因此,可以强制杂散信号去相关的任何设计方法对相控阵系统架构都是有价值的。 在本文中,我们将回顾以前发布的技术,这些技术通过偏移LO频率并以数字方式补偿此偏移,强制杂散信号去相关。然后,我们将展示ADI公司的最新收发器产品,ADRV9009,说明其集成的特性如何实现这一功能。然后,我们以测量数据结束全文,证明这种技术的效果。 已知杂散去相关方法 在相控阵中,用于强制杂散去相关的各种方法问世已有些时日。已知的第一份文献1可以追溯到2002年,该文描述了用于确保接收器杂散不相关的一种通用方法。在这种方法中,先以已知方式,,修改从接收器到接收器的信号。然后,接收器的非线性分量使信号失真。在接收器输出端,将刚才在接收器中引入的修改反转。目标信号变得相干或相关,但不会恢复失真项。在测试中实现的修改方法是将每个本振(LO)频率合成器设置为不同的频率,然后在数字处理过程中以数字方式调谐数控振荡器(NCO),以校正修改。文献里还提到了若干其他方法2, 3。 多年以后,随着完整的收发器子系统被先进地集成到单个单片硅片当中,收发器产品中的嵌入式可编程特性为实现以下文章描述的杂散去相关方法提供了可能:“Correlation of Nonlinear Distortion in Digital Phased Arrays:Measurement and Mitigation”(数字相控阵中的非线性失真:测量与缓解)。1 实现杂散去相关的收发器功能 图1所示为ADI公司收发器ADRV9009的功能框图。 图1.ADRV9009功能框图 每个波形发生器或接收器都是用直接变频架构实现的。Daniel Rabinkin的文章“Front-End Nonlinear Distortion and Array Beamforming”(前端非线性失真与阵列波形合成)详细地讨论了各种直接变频架构。4 LO频率可以独立编程到各IC上。数字处理部分包括数字上/下变频,其NCO也可跨IC独立编程。Peter Delos的文章《A Review of Wideband RF Receiver Architecture Options》(宽带射频接收器架构的选项)对数字下变频进行了进一步的描述。5 接下来,我们将展示一种方法,可以用于在多个收发器上强制杂散去相关。首先,通过编程板载锁相环(PLL)偏移LO的频率。然后,设置NCO的频率,以数字化补偿施加的LO频率偏移。通过调整收发器IC内部的两个特性,进出收发器的数字数据不必在频率上偏移,整个频率转换和寄生去相关功能都内置在收发器IC中。 图2所示为具有代表性的波形发生器阵列功能框图。我们将详细描述波形发生器的方法,展示波形发生器的数据,但该方法同样适用于任何接收器阵列。 图2.通过编程波形发生器阵列的LO和NCO频率,强制杂散去相关 为了从频率角度说明概念,图3展示了一个带有来自直接变频架构的两个发送信号的示例。在这些示例中,射频位于LO的高端。在直接变频架构中,镜像频率和三次谐波出现在LO的相对侧,并显示在LO频率下方。当将不同通道的LO频率设置为相同的频率时,杂散频率也处于相同的频率,如图3a所示。图3b所示为LO2的设置频率高于LO1的情况。数字NCO同等地偏移,使RF信号实现相干增益。镜像和三次谐波失真积处于不同的频率,因此不相关。图3c所示为与图3b相同的配置,只是RF载波添加了调制。 图3.用频率显示杂散信号的光谱示例。三个示例:(a) 无杂散去相关的两个组合CW信号; (b) 强制杂散去相关的两个组合CW信号;以及 (c) 强制杂散去相关的两个组合调制信号。 测量结果 组装了一个基于收发器的8通道射频测试台,用于评估相控阵应用的收发器产品线。评估波形发生器的测试设置如图4所示。在该测试中,将相同的数字数据应用于所有波形发生器。通过调整NCO相位实施跨通道校准,以确保射频信号在8路组合器处同相并且相干地组合。 图4.波形发生器杂散测试设置 接下来,我们将展示测试数据,比较以下两种情况下的杂散性能:一是将LO和NCO都设为相同的频率;二是偏移LO和NCO的频率。所使用的收发器在一个双通道器件内共用一个LO(见图1),因此对于8个射频通道来说,共有4个不同的LO频率。 在图5和图6中,收发器NCO和LO都设置为相同的频率。在这种情况下,由镜像、LO泄漏和三次谐波产生的杂散信号都处于相同的频率。图5所示为通过频谱分析仪测得的各发射输出。图6所示为组合输出。在这个特定的测试中,相对于载波以dBc为单位测量的镜像杂散和LO泄漏杂散展现出改善的迹象,但三次谐波没有改善。在测试中,我们发现,三次谐波在各个通道之间始终相关,镜像频率始终不相关,LO频率根据启动条件而变化。这反映在图3a中,其中,我们展示了三次谐波的相干叠加、镜像频率的非相干叠加以及LO泄漏频率的部分相干叠加。 图5.各通道的波形发生器杂散(LO和NCO设为相同的频率) 图6.组合波形发生器杂散(LO和NCO设为相同的频率)。注意,在这种配置中,三次谐波杂散没有改善 在图7和图8中,收发器LO全部设为不同的频率,并且同时调整数字NCO的频率和相位,使得信号相干地组合。在这种情况下,由镜像、LO泄漏和三次谐波产生的杂散信号被强制设为不同的频率。图7所示为通过频谱分析仪测得的各发射输出。图8所示为组合输出。在这个测试中,相对于载波以dBc为单位测量的镜像杂散、LO泄漏杂散和三次谐波杂散开始扩散进噪声,将通道组合起来后,每种杂散都展现出改善的迹象。 图7.各通道的波形发生器杂散(LO和NCO的频率偏移) 图8.组合波形发生器杂散(LO和NCO频率偏移)。注意,在这种情况下, 杂散的频率有所扩散,并且相对于单个通道SFDR,其SFDR有明显的改善 当组合非常少量的通道时,比如在本测试中,杂散的相对水平实际上提高了20log(N)。这是由于信号分量相干地组合并以20log(N)递增,而杂散根本没有组合。在实践中,通过组合大通道阵列和更多通道,改善程度有望接近10log(N)。原因有二。首先,在组合大量信号的情况下,充分扩散杂散以独立考虑每个杂散是不现实的。以1 MHz调制带宽为例。如果规格规定,要在1 MHz带宽内测量杂散辐射,那么最好扩散杂散,使它们相距至少1 MHz。如果无法做到,则每1 MHz的测量带宽都会包括多个杂散分量。由于这些分量将处于不同的频率,所以,它们将不相干地组合,并且在每1 MHz带宽中测得的杂散功率将以10log(N)递增。然而,任一1 MHz测量带宽都不会包含所有杂散,因此在这种情况下,杂散N小于信号N;尽管改进增量为10log(N),但一旦N足够大,使其杂散密度能在测量带宽内容纳多个杂散,则与无杂散信号去相关的系统相比,绝对改善量仍然优于10log(N)——也就是说,改善量将介于10log(N)和20log(N)分贝(或dB)之间。其次,这个测试是用CW信号完成的,但现实信号会被调制,这将导致它们扩散,使得在组合大量信道的情况下,不可能实现不重叠的杂散信号。这些重叠的杂散信号将是不相关的,并且在重叠区域以10log(N)不相干地递增。 当将不同通道的LO设为相同频率时,需要特别注意LO泄漏分量。当两个信号分支相加时,模拟调制器中LO的不完全消除,这是导致LO泄漏的原因。如果幅度和相位不平衡是随机误差,则剩余LO泄漏分量的相位也将是随机的,并且当将许多不同的收发器的LO泄漏相加时,即使它们的频率完全相同,它们也将以10log(N)不相干地叠加。调制器的镜像分量也应如此,但调制器的三次谐波则不一定这样。在少量通道被相干组合的情况下,LO相位不太可能是完全随机的,因此测得数据中展示了部分去相关的原因。由于信道数量非常多,因此,不同通道的LO相位更接近随机条件,并且预计为不相关叠加。 结论 当LO和NCO的频率偏移时,结果会测得SFDR,其清楚地表明,所产生的杂散全部处于不同频率并且在组合过程中不相关,从而确保在组合通道时SFDR能得到改善。现在,在ADI公司的收发器产品中,LO和NCO频率控制已经成为一种可编程的特性。结果表明,该功能可用于相控阵应用,相比单通道性能,可确保阵列级的SFDR改善。 参考文献 1 Lincoln Cole Howard和Daniel Rabideau,“Correlation of Nonlinear Distortion in Digital Phased Arrays: Measurement and Mitigation”(数字相控阵中的非线性失真:测量与缓解),2002 IEEE MTT-S国际微波研讨会文摘。 2 Salvador Talisa、Kenneth O’Haever、Thomas Comberiate、Matthew Sharp和Oscar Somerlock,“Benefits of Digital Phased Arrays”(数字相控阵的好处),IEEE论文集,第104卷第3期,2016年3月。 3 Keir Lauritzen,“Correlation of Signals, Noise, and Harmonics in Parallel Analog-to-Digital Converter Arrays”(并行模数转换器阵列中的信号、噪声与谐波相关性),博士论文,马里兰大学,2009年。 4 Rabinkin,Song,“Front-End Nonlinear Distortion and Array Beamforming”(前端非线性失真与阵列波形合成),Radio and Wireless Symposium (RWS) 2015 IEEE。 5 Peter Delos,“A Review of Wideband RF Receiver Architecture Options”(宽带射频接收器架构选项综述),ADI公司,2017年2月。 Delos,Peter,“Can Phased Arrays Calibrate on Noise?”(相控阵能校准噪声吗),Microwave Journal,2018年3月。 Jonathan Harris,“What’s Up with Digital Downconverters—Part 1”(数字下变频器的发展和更新——第一部分),《模拟对话》,2016年7月。 Jonathan Harris,“What’s Up with Digital Downconverters—Part 2”(数字下变频器的发展和更新——第一部分),《模拟对话》,2016年11月。 Howard,Lincoln、Nina Simon和Daniel Rabideau,“Mitigation of Correlated Nonlinearities in Digital Phased Arrays Using Channel- Dependent Phase Shifts”(运用通道依赖型相移缓解数字相控阵中的相关非线性问题),2003 EEE MTT-S Digest。

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  • 手机90Hz高刷屏和60Hz普通屏,实际体验有啥区别?

    手机90Hz高刷屏和60Hz普通屏,实际体验有啥区别?

    近年来高刷新率已经取代了过去的「DC调光」,成为除iPhone外旗舰手机的刚性指标。根据旗舰手机技术下放的产品理念,手机品牌也陆续将高刷新率屏幕带到了中低端手机上,让中低端手机也能拥有类似高端旗舰手机的流畅体验。 自从某厂家推出的90Hz高刷屏火爆之后,很多厂家都纷纷跟进,甚至还有提升到120Hz的。但不少朋友却不知道90Hz比60Hz有多大区别,该不该花钱买高刷屏的手机?下面就来简单说说两者之间的区别。 我们都知道,普通视频的帧率一般都是在每秒25帧,而之前手机的帧率都是传统的60Hz,也就是每秒60帧。简单来说,60Hz就是能够一秒内显示60张画面,而90Hz则是能够在一秒内显示90张画面,120Hz和144Hz也是同理。相比之下,最顶级的144Hz屏幕刷新率比传统的60Hz屏幕的显示画面快了整整2.4倍,并且这个屏幕刷新率决定了显示画面的流畅性,还有细腻程度。 屏幕的刷新率就是屏幕每秒钟更新多少次显示信息。在过去CRT显示器的年代,75Hz的刷新率是无闪烁的最低标准。而LCD显示器不存在闪烁,一般60-75Hz基本就能满足使用。目前手机屏幕基本都是LCD屏幕,60Hz对于普通使用足够了。那90Hz刷新率是不是就浪费了呢?也不能这幺说,因为手机还有一个重要功能就是玩游戏。 以往的智能手机似乎没有屏幕刷新率一说,但是在最近几年里,屏幕刷新率这个参数走上了市场的舞台,而且还扮演着很重要的角色;90HZ刷新率渐渐成为了手机的标配。有时就因为屏幕刷新率的问题而陷入纠结之中;在同一系列的手机中,刷新率越高,则越贵;如荣耀30pro与荣耀30pro+。那幺,除了价格上的差异之外,60HZ刷新率与90HZ刷新率还有哪些区别呢? 不过在手机屏幕上,用户能感觉到这种刷新率的提升吗?近日外媒 AndroidAuthority 对 60Hz 和 90Hz 刷新率的手机进行了用户测试,结果发现,大多数人无法分辨出 90Hz 刷新率屏幕和 60Hz 刷新率屏幕的区别。 测试方法简单粗暴:外媒挑选了十名智能手机用户参加测试,发给他们两组手机,其中一部是 60Hz 刷新率屏幕,另一部是 90Hz 刷新率屏幕。 为了让测试尽可能公平,测试人员给这些手机安装了相同壁纸和应用,亮度都设置为 100%。每位参与者都先使用同一品牌的两款不同刷新率的手机,然后再换一个品牌,同样是两款不同刷新率的产品。 测试结果是:几乎没有人分辨出 60Hz 刷新率屏幕和 90Hz 刷新率屏幕的差异。 当然,这个结果并不意外。游戏对GPU有很高要求,对屏幕也有较高的要求。在游戏领域里,60fps的帧率是游戏流畅的基本要求。 游戏需要高fps,但还需要屏幕来配合。如果显卡可以输出90fps的帧率,而显示屏只有60Hz的话,在1秒内就会有30帧游戏画面被当作无效帧丢弃,这就相当于浪费了显卡的游戏能力。而如果显示屏也有90Hz的话,那游戏就会显得更加流畅。 最近玩手游越来越不爽,只要玩QQ飞车那种竞速类的游戏,手机就会卡屏,而且玩两把王者荣耀游戏,手机电量就会从100%以肉眼可见的速度变成40%,每次遇到这样的问题都会气的我想摔手机。不只是我,相信很多玩家也遇到过这样的困扰,可以说手机屏幕卡和电池容量小是大部分手游玩家永远的痛。 那怎幺解决这个问题呢?只有换手机了,不花钱怎幺能变强?在各大手游论坛问了一圈、肝了几篇全是数据分析的评测之后,我最终选择了电竞游戏手机—红魔3S。体验了一段时间新手机那叫一个爽,觉得手里的iPhone 11再也不香了!真心后悔为什幺没有早一点下手红魔3S,不然我现在早就在冲击王者的路上了。因为对于普通手机屏幕卡和电池容量小这两大难题,在红魔3S面前就是小case啊。 60Hz以及90Hz,指的都是屏幕的刷新率,表示屏幕上的图像从上到下重复扫描的次数,刷新率越高,显示的画面稳定性就越高,人眼疲劳程度就越低。其中90Hz刷新率是指,手机屏幕每秒刷新率高达90张画面/秒,密集的画面能够带来更加流畅、平滑细腻的显示效果。在实际测试中,我们将选用Reno Ace的90Hz电竞屏,与市面上任意一款60Hz屏幕手机进行对比。 在浏览资讯的时候,我们同时滑动屏幕,可以明显的看到,左侧60Hz刷新率的手机,出现了明显的拖影问题。而右边的90Hz屏幕的显示则更为流畅平滑,整个视觉效果也更为舒服。 测试是在正常速度中的显示效果,当我们采用高速拍摄的方式,将拍摄速度放慢了之后,两者之间的差距就更明显了,90Hz的屏幕刷新率延迟低了很多,而60Hz的屏幕则出现了明显的卡顿。 其实细细比较不难发现,60HZ与90HZ刷新率的区别不是特别大,况且60HZ的手机相对便宜些,因此没有必要在刷新率这个参数纠结。对此,小伙伴觉得屏幕刷新率这个参数重要吗?欢迎评论区留言讨论,谢谢!

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