新能源開發(fā)為功率器件市場(chǎng)帶來新機(jī)遇

可再生能源又可分為風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電兩種，對(duì)于這兩大市場(chǎng)，三菱電機(jī)機(jī)電(上海)有限公司半導(dǎo)體事業(yè)部市場(chǎng)營銷部部長(zhǎng)錢宇峰認(rèn)為，會(huì)更看好太陽能光伏市場(chǎng)，根據(jù)國家發(fā)改委頒布的政策，到2015年，全國太陽能裝機(jī)容量累計(jì)將達(dá)到35GW，而截至2012年，總裝機(jī)容量是8GW，這意味著，從2013年開始，每年的裝機(jī)容量將達(dá)到9GW，在這一趨勢(shì)下，對(duì)功率半導(dǎo)體的需求勢(shì)必將有明顯的增長(zhǎng)。

另外，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(ESS)作為可再生能源所帶來的一個(gè)潛在市場(chǎng)，其開發(fā)前景也日益得到行業(yè)廠商的重視。有廠商表示，由于可再生能源對(duì)于能量存儲(chǔ)的需求會(huì)相應(yīng)增加，為了提升能源轉(zhuǎn)換效率，功率器件在其中的作用不可小視。

而在新能源汽車市場(chǎng)，根據(jù)工信部的報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)到2015年，新能源汽車的產(chǎn)銷將達(dá)到50萬輛;到2020年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車的生產(chǎn)能力將達(dá)到200萬輛，累計(jì)產(chǎn)銷將超過500萬輛。針對(duì)這一領(lǐng)域，各種符合汽車電子等級(jí)規(guī)范的專用功率器件模塊將得到廣泛的應(yīng)用。

強(qiáng)壯性、高可靠性成為關(guān)鍵

談到新能源領(lǐng)域?qū)β势骷阅芤?，萬國半導(dǎo)體(AOS)公司亞太區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁Rexin Wang總結(jié)道，一方面是高功率應(yīng)用需要功率因素校正;另一方面是低功率應(yīng)用需要減少發(fā)熱，這可通過封裝革新或降低器件內(nèi)阻來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，他強(qiáng)調(diào)：“在各種不同的應(yīng)用中，一些共同的特點(diǎn)是，MOSFET需要高效和強(qiáng)壯性，而IGBT需要強(qiáng)壯性和更低的導(dǎo)通損耗以及開關(guān)損耗，這些都需要根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)來設(shè)計(jì)。尤其是在某些電機(jī)類應(yīng)用場(chǎng)合中，由于很容易受到較高沖擊電流的考驗(yàn)，使得功率器件的強(qiáng)壯性顯得至關(guān)重要。”

萬國半導(dǎo)體(AOS)亞太區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁Rexin Wang

據(jù)了解，AOS在硅芯片工藝以及機(jī)械設(shè)計(jì)這兩方面投入了非常多的資源(后者關(guān)系到熱仿真和可靠性)，公司在美國俄勒岡州擁有超高性能FS-IGBT的8寸硅芯片廠，以便能夠更好地滿足產(chǎn)品的一致性、直通率以及大規(guī)模產(chǎn)能的要求。目前，AOS可提供從600V到1200V的FS IGBT，具有薄片化特性，有效降低了開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗;采用Top-cell結(jié)構(gòu)可滿足馬達(dá)控制應(yīng)用中需要更強(qiáng)壯、穩(wěn)定的需求。在MOSFET產(chǎn)品系列，AOS最新的AlphaMOS II是第二代高壓MOSFET產(chǎn)品，在電磁干擾傳導(dǎo)測(cè)試和輻射測(cè)試中表現(xiàn)優(yōu)異，有助于工程師在電路設(shè)計(jì)中獲得良好的轉(zhuǎn)換效率和抗電磁干擾性能。

飛兆(Fairchild)半導(dǎo)體公司工業(yè)部門市場(chǎng)行銷經(jīng)理Kevin Lee

然而，值得注意的是，伴隨著最近一段時(shí)期新能源市場(chǎng)突顯的低成本設(shè)計(jì)趨勢(shì)，也為功率器件的高可靠性帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。飛兆(Fairchild)半導(dǎo)體公司工業(yè)部門市場(chǎng)行銷經(jīng)理Kevin Lee說道：“以太陽能光伏逆變器的應(yīng)用為例，用戶開始從以往關(guān)注高性能的產(chǎn)品，轉(zhuǎn)為更多地注重降低成本，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的部分原因是由于關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)引發(fā)成本下降的壓力。例如，客戶過去常常在升壓級(jí)使用超結(jié)MOSFET器件，但現(xiàn)在則越來越多地采用快速開關(guān)IGBT器件來替代這一部件，從而直接降低設(shè)計(jì)成本。”

如果要以更低的成本來開發(fā)速度更快的IGBT器件(開關(guān)速度類似于MOSFET器件的水平)，就必須運(yùn)用具有更低制造成本的新型IGBT技術(shù)，或是采用更小芯片尺寸的器件設(shè)計(jì)，但任意新技術(shù)的成本通常都要高于現(xiàn)有技術(shù)，而且轉(zhuǎn)向更小的芯片尺寸，也難以保證設(shè)計(jì)的高穩(wěn)健性。為此，飛兆半導(dǎo)體開發(fā)的600~1200V場(chǎng)截止型快速開關(guān)FS IGBT，具有大電流處理能力、正溫度系數(shù)、嚴(yán)格的參數(shù)分布，以及寬安全工作區(qū)(SOA)等特點(diǎn)，幫助太陽能逆變器、不間斷電源(UPS)以及焊接應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員解決高能效、高散熱性和高性價(jià)比的要求。另外，飛兆半導(dǎo)體最近推出的SuperFET II系列正在贏取超結(jié)MOSFET市場(chǎng)的份額，未來公司還將會(huì)圍繞客戶所需要的新特性，例如增強(qiáng)型保護(hù)功能和更高的額定電壓等，制訂其在IGBT和MOSFET產(chǎn)品線的開發(fā)藍(lán)圖。

此外，羅姆自主研發(fā)的一款混合型MOSFET也非常有特色，其兼具了IGBT和耐高壓MOSFET兩種特性，既有IGBT的低導(dǎo)通、不易受溫度影響等特點(diǎn)，又具有耐高壓MOSFET的高速開關(guān)特點(diǎn)。這款混合型MOSFET與IGBT一樣，即便在電流增大的情況下，也能夠在很大程度上抑制導(dǎo)通電阻的增加。并且由于溫度而導(dǎo)致導(dǎo)通電阻發(fā)生變化時(shí)，混合型MOSFET也可以與IGBT一樣把溫度影響控制在較低的水平。雖然通常因?yàn)镮GBT會(huì)產(chǎn)生尾電流，較難實(shí)現(xiàn)高速開關(guān)，但混合型MOSFET仍可以敏銳地進(jìn)行開關(guān)，不產(chǎn)生尾電流，因此在高頻情況下也可以使用。

結(jié)合應(yīng)用需求，開發(fā)專用器件

功率半導(dǎo)體的應(yīng)用范圍日益廣泛，不同的應(yīng)用對(duì)于器件的要求也不盡相同，這使得廠商開始走向行業(yè)化解決方案的道路。國際整流器公司(IR)亞太區(qū)銷售副總裁潘大偉指出，功率器件的開發(fā)需要與終端應(yīng)用緊密相連，在某些具體應(yīng)用中需要通過特定的技術(shù)來滿足特定的系統(tǒng)要求，IR將不再開發(fā)可以適用于所有應(yīng)用的解決方案，無論是針對(duì)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)、太陽能逆變器，還是處理器電源等，IR都將為這些行業(yè)量身定做新的器件，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的系統(tǒng)效率和應(yīng)用效果。

國際整流器公司(IR)亞太區(qū)銷售副總裁潘大偉
【導(dǎo)讀】從目前國內(nèi)新能源市場(chǎng)的開發(fā)進(jìn)展來看，主要熱點(diǎn)集中在可再生能源、新能源汽車等領(lǐng)域。

可再生能源又可分為風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電兩種，對(duì)于這兩大市場(chǎng)，三菱電機(jī)機(jī)電(上海)有限公司半導(dǎo)體事業(yè)部市場(chǎng)營銷部部長(zhǎng)錢宇峰認(rèn)為，會(huì)更看好太陽能光伏市場(chǎng)，根據(jù)國家發(fā)改委頒布的政策，到2015年，全國太陽能裝機(jī)容量累計(jì)將達(dá)到35GW，而截至2012年，總裝機(jī)容量是8GW，這意味著，從2013年開始，每年的裝機(jī)容量將達(dá)到9GW，在這一趨勢(shì)下，對(duì)功率半導(dǎo)體的需求勢(shì)必將有明顯的增長(zhǎng)。[!--empirenews.page--]

另外，能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(ESS)作為可再生能源所帶來的一個(gè)潛在市場(chǎng)，其開發(fā)前景也日益得到行業(yè)廠商的重視。有廠商表示，由于可再生能源對(duì)于能量存儲(chǔ)的需求會(huì)相應(yīng)增加，為了提升能源轉(zhuǎn)換效率，功率器件在其中的作用不可小視。

而在新能源汽車市場(chǎng)，根據(jù)工信部的報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)到2015年，新能源汽車的產(chǎn)銷將達(dá)到50萬輛;到2020年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車的生產(chǎn)能力將達(dá)到200萬輛，累計(jì)產(chǎn)銷將超過500萬輛。針對(duì)這一領(lǐng)域，各種符合汽車電子等級(jí)規(guī)范的專用功率器件模塊將得到廣泛的應(yīng)用。

強(qiáng)壯性、高可靠性成為關(guān)鍵

談到新能源領(lǐng)域?qū)β势骷阅芤?，萬國半導(dǎo)體(AOS)公司亞太區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁Rexin Wang總結(jié)道，一方面是高功率應(yīng)用需要功率因素校正;另一方面是低功率應(yīng)用需要減少發(fā)熱，這可通過封裝革新或降低器件內(nèi)阻來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，他強(qiáng)調(diào)：“在各種不同的應(yīng)用中，一些共同的特點(diǎn)是，MOSFET需要高效和強(qiáng)壯性，而IGBT需要強(qiáng)壯性和更低的導(dǎo)通損耗以及開關(guān)損耗，這些都需要根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)來設(shè)計(jì)。尤其是在某些電機(jī)類應(yīng)用場(chǎng)合中，由于很容易受到較高沖擊電流的考驗(yàn)，使得功率器件的強(qiáng)壯性顯得至關(guān)重要。”

萬國半導(dǎo)體(AOS)亞太區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁Rexin Wang

據(jù)了解，AOS在硅芯片工藝以及機(jī)械設(shè)計(jì)這兩方面投入了非常多的資源(后者關(guān)系到熱仿真和可靠性)，公司在美國俄勒岡州擁有超高性能FS-IGBT的8寸硅芯片廠，以便能夠更好地滿足產(chǎn)品的一致性、直通率以及大規(guī)模產(chǎn)能的要求。目前，AOS可提供從600V到1200V的FS IGBT，具有薄片化特性，有效降低了開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗;采用Top-cell結(jié)構(gòu)可滿足馬達(dá)控制應(yīng)用中需要更強(qiáng)壯、穩(wěn)定的需求。在MOSFET產(chǎn)品系列，AOS最新的AlphaMOS II是第二代高壓MOSFET產(chǎn)品，在電磁干擾傳導(dǎo)測(cè)試和輻射測(cè)試中表現(xiàn)優(yōu)異，有助于工程師在電路設(shè)計(jì)中獲得良好的轉(zhuǎn)換效率和抗電磁干擾性能。

飛兆(Fairchild)半導(dǎo)體公司工業(yè)部門市場(chǎng)行銷經(jīng)理Kevin Lee

然而，值得注意的是，伴隨著最近一段時(shí)期新能源市場(chǎng)突顯的低成本設(shè)計(jì)趨勢(shì)，也為功率器件的高可靠性帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。飛兆(Fairchild)半導(dǎo)體公司工業(yè)部門市場(chǎng)行銷經(jīng)理Kevin Lee說道：“以太陽能光伏逆變器的應(yīng)用為例，用戶開始從以往關(guān)注高性能的產(chǎn)品，轉(zhuǎn)為更多地注重降低成本，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的部分原因是由于關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)引發(fā)成本下降的壓力。例如，客戶過去常常在升壓級(jí)使用超結(jié)MOSFET器件，但現(xiàn)在則越來越多地采用快速開關(guān)IGBT器件來替代這一部件，從而直接降低設(shè)計(jì)成本。”

如果要以更低的成本來開發(fā)速度更快的IGBT器件(開關(guān)速度類似于MOSFET器件的水平)，就必須運(yùn)用具有更低制造成本的新型IGBT技術(shù)，或是采用更小芯片尺寸的器件設(shè)計(jì)，但任意新技術(shù)的成本通常都要高于現(xiàn)有技術(shù)，而且轉(zhuǎn)向更小的芯片尺寸，也難以保證設(shè)計(jì)的高穩(wěn)健性。為此，飛兆半導(dǎo)體開發(fā)的600~1200V場(chǎng)截止型快速開關(guān)FS IGBT，具有大電流處理能力、正溫度系數(shù)、嚴(yán)格的參數(shù)分布，以及寬安全工作區(qū)(SOA)等特點(diǎn)，幫助太陽能逆變器、不間斷電源(UPS)以及焊接應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員解決高能效、高散熱性和高性價(jià)比的要求。另外，飛兆半導(dǎo)體最近推出的SuperFET II系列正在贏取超結(jié)MOSFET市場(chǎng)的份額，未來公司還將會(huì)圍繞客戶所需要的新特性，例如增強(qiáng)型保護(hù)功能和更高的額定電壓等，制訂其在IGBT和MOSFET產(chǎn)品線的開發(fā)藍(lán)圖。

此外，羅姆自主研發(fā)的一款混合型MOSFET也非常有特色，其兼具了IGBT和耐高壓MOSFET兩種特性，既有IGBT的低導(dǎo)通、不易受溫度影響等特點(diǎn)，又具有耐高壓MOSFET的高速開關(guān)特點(diǎn)。這款混合型MOSFET與IGBT一樣，即便在電流增大的情況下，也能夠在很大程度上抑制導(dǎo)通電阻的增加。并且由于溫度而導(dǎo)致導(dǎo)通電阻發(fā)生變化時(shí)，混合型MOSFET也可以與IGBT一樣把溫度影響控制在較低的水平。雖然通常因?yàn)镮GBT會(huì)產(chǎn)生尾電流，較難實(shí)現(xiàn)高速開關(guān)，但混合型MOSFET仍可以敏銳地進(jìn)行開關(guān)，不產(chǎn)生尾電流，因此在高頻情況下也可以使用。

結(jié)合應(yīng)用需求，開發(fā)專用器件

功率半導(dǎo)體的應(yīng)用范圍日益廣泛，不同的應(yīng)用對(duì)于器件的要求也不盡相同，這使得廠商開始走向行業(yè)化解決方案的道路。國際整流器公司(IR)亞太區(qū)銷售副總裁潘大偉指出，功率器件的開發(fā)需要與終端應(yīng)用緊密相連，在某些具體應(yīng)用中需要通過特定的技術(shù)來滿足特定的系統(tǒng)要求，IR將不再開發(fā)可以適用于所有應(yīng)用的解決方案，無論是針對(duì)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)、太陽能逆變器，還是處理器電源等，IR都將為這些行業(yè)量身定做新的器件，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的系統(tǒng)效率和應(yīng)用效果。

國際整流器公司(IR)亞太區(qū)銷售副總裁潘大偉
【導(dǎo)讀】從目前國內(nèi)新能源市場(chǎng)的開發(fā)進(jìn)展來看，主要熱點(diǎn)集中在可再生能源、新能源汽車等領(lǐng)域。

例如，在電動(dòng)汽車市場(chǎng)上，隨著越來越多的汽車廠商將混合動(dòng)力汽車(HEV)和純電動(dòng)汽車(EV)納入到其產(chǎn)品平臺(tái)，令到汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的電子化不斷推進(jìn)，目的在于促進(jìn)電子部件能夠滿足更嚴(yán)格的排放法規(guī)和目標(biāo)。汽車專用的功率半導(dǎo)體器件和封裝形式將有助于實(shí)現(xiàn)電子傳動(dòng)系統(tǒng)的成本、尺寸控制，以及提升系統(tǒng)的可靠性。

目前IR已經(jīng)開發(fā)出了一整套完整的汽車高功率半導(dǎo)體平臺(tái)，其中包括創(chuàng)新型600V汽車級(jí)IGBT平臺(tái)(CooliRIGBT)，該設(shè)計(jì)面向電動(dòng)汽車(EV)和混合動(dòng)力汽車(HEV)的大范圍快速開關(guān)應(yīng)用，涵蓋DC-DC轉(zhuǎn)換器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電池充電器等。新器件可以在與MOSFET相同的快速開關(guān)頻率下運(yùn)行，同時(shí)在高電流水平上提供更高的頻率。此外，IR還為客戶推出了一系列符合汽車行業(yè)需求的COOLiRFET MOSFET，可為包括電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向(EPS)、制動(dòng)系統(tǒng)和其它內(nèi)燃機(jī)(ICE)和微混合汽車平臺(tái)在內(nèi)的大負(fù)載應(yīng)用提供基準(zhǔn)導(dǎo)通電阻(Rds(on));22AEC-Q101系列還可提供低導(dǎo)通損耗和強(qiáng)勁的雪崩性能。[!--empirenews.page--]

為了更好地貼近市場(chǎng)，對(duì)客戶的實(shí)際需求做出及時(shí)的反應(yīng)，AOS在全球市場(chǎng)起立起了從器件到系統(tǒng)級(jí)別的工程師支持團(tuán)隊(duì)。特別是針對(duì)中國市場(chǎng)，AOS在上海設(shè)有強(qiáng)大的應(yīng)用開發(fā)中心，工程師擁有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，他們?cè)谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)師和電源半導(dǎo)體之間架起了一座橋梁，可根據(jù)系統(tǒng)功率等級(jí)的需求來為客戶提供適合的解決方案。例如，適用于太陽能逆變器、工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電網(wǎng)功率因數(shù)校正或家電控制，并能滿足國內(nèi)電焊機(jī)制造商要求的600-1200V IGBT器件;可用于高效電源，并滿足國際標(biāo)準(zhǔn)(如“能源之星”)要求的20-1000V MOSFET等等。

新材料功率器件倍受矚目

功率器件市場(chǎng)上的另一個(gè)最新動(dòng)向是，寬帶隙半導(dǎo)體材料的引入(SiC、GaN等)。為了不斷提高功率器件的性能，新結(jié)構(gòu)、新工藝的硅基功率器件正不斷出現(xiàn)并逼近硅材料的理論極限，市場(chǎng)上迫切需要新的半導(dǎo)體材料，如SiC、GaN等，這些新材料的開發(fā)對(duì)于功率半導(dǎo)體性能指標(biāo)的提升具有明顯的作用和效果。包括飛兆半導(dǎo)體、羅姆、三菱電機(jī)、富士通半導(dǎo)體等在內(nèi)的一批廠商紛紛在近期推出了一系列SiC、或基于硅襯底的GaN功率器件。

三菱電機(jī)機(jī)電(上海)有限公司半導(dǎo)體事業(yè)部市場(chǎng)營銷部部長(zhǎng)錢宇峰

以SiC材料為例，錢宇峰指出，SiC功率器件可廣泛用于節(jié)能、高頻和高溫三大電力電子系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的硅功率器件相比，SiC功率器件具有關(guān)斷拖尾電流極小、開關(guān)速度快、損耗低、耐高溫的特性。采用SiC功率器件開發(fā)電力電子變流器，能提高功率密度，縮小設(shè)備體積;提升變流器效率;提高開關(guān)頻率，縮小濾波器體積;并可確保在高溫環(huán)境下運(yùn)行的可靠性;同時(shí)還易于實(shí)現(xiàn)高電壓大功率的設(shè)計(jì)。據(jù)介紹，今年三菱電機(jī)采用SiC材料技術(shù)的HVIGBT模塊已在日本軌道交通的輔助電源設(shè)備上開始使用。

而富士通半導(dǎo)體推出的基于硅襯底的GaN功率器件芯片，可耐壓150V，產(chǎn)品初始狀態(tài)為斷開(Normally-off)，相較于同等耐壓規(guī)格的硅功率器件，其品質(zhì)因數(shù)(FOM)可降低近一半。采用這款GaN功率器件，用戶可設(shè)計(jì)出體積更小，效率更高的電源組件，廣泛運(yùn)用于ICT設(shè)備、工業(yè)設(shè)備和汽車電子等行業(yè)。

不得不提的是，雖然這些基于新型材料的功率器件一經(jīng)問市，就獲得了市場(chǎng)人士的普遍關(guān)注，但這類器件的開發(fā)還處于初期階段，產(chǎn)品的性價(jià)比以及生產(chǎn)良率仍然有待進(jìn)一步提高。有廠商表示，SiC、GaN等功率器件的未來發(fā)展速度將取決于市場(chǎng)的需求變化，在市場(chǎng)應(yīng)用量擴(kuò)大、制造商對(duì)生產(chǎn)工藝優(yōu)化之后，越來越多的新型材料功率器件將在電力電子行業(yè)扮演更為重要的角色。

擴(kuò)展閱讀：4K TV：未來顯示技術(shù)革新的曙光

文/Eric Braddom，消費(fèi)電子產(chǎn)品部全球市場(chǎng)策略總監(jiān)，TE公司

2013年是4K電視發(fā)展革新元年，繼在年初的CES 2013上大放異彩后，全球各大電視品牌對(duì)4K電視產(chǎn)品的積極布局也進(jìn)一步推動(dòng)著市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)全球市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Futuresource Consulting預(yù)計(jì)，2013年4K電視的出貨量將從去年的6.2萬臺(tái)增長(zhǎng)至78萬臺(tái)，至2017年時(shí)更將達(dá)到2,200萬臺(tái)。而中國國產(chǎn)品牌低成本電視的普及也使得中國有望成為未來4K電視的主要市場(chǎng)。然而，對(duì)于電子元件制造制造商來說，革新并非易事。超高清(UHD)科技還面臨數(shù)據(jù)處理速率、處理能力與散熱處理等的多方面挑戰(zhàn)。

盡管今天業(yè)內(nèi)對(duì)4K電視的優(yōu)越性還存在著爭(zhēng)議，但隨著顯示設(shè)備從“高清”到“全高清”再到“超高清”的轉(zhuǎn)變升級(jí)，在消費(fèi)電子領(lǐng)域中提供更高清的顯示器已是大勢(shì)所趨。這意味著在處理傳輸4K內(nèi)容所需的比特?cái)?shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)速率和處理能力的指數(shù)型變化會(huì)對(duì)相關(guān)電子元器件產(chǎn)生重大影響。4K技術(shù)，即被熟知的4K×2K(3840×2160)分辨率技術(shù)，像素?cái)?shù)達(dá)到全高清(1920×1080)的4倍。因此，與標(biāo)準(zhǔn)高清顯示相比，就要求有4倍的數(shù)據(jù)傳輸率。

相較于3D電視市場(chǎng)，4K電視是整個(gè)行業(yè)發(fā)展更為水到渠成的表現(xiàn)。但因受限于不菲的價(jià)格、稀缺的4K片源和缺乏能夠處理數(shù)據(jù)、帶寬及速度等技術(shù)需求的硬件，4K LCD電視在今年不會(huì)有跨越式的發(fā)展。不過這項(xiàng)技術(shù)還是為所有尺寸的顯示器設(shè)定了新的基準(zhǔn)。比如，一款具備標(biāo)準(zhǔn)120Hz數(shù)據(jù)刷新率的高清顯示器可傳輸9Gb的未壓縮數(shù)據(jù)。在超高清技術(shù)下，數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到前所未有的每秒36Gb，這不可避免地要求數(shù)據(jù)速率至少提高到每秒80Gb才能達(dá)到數(shù)據(jù)刷新的需求。

處理更高的數(shù)據(jù)速率

連接器與電纜制造商必須決定出處理上述更高數(shù)據(jù)速率的最佳方法。這可以通過增加數(shù)據(jù)傳輸通道、提高信號(hào)傳輸速度以及使用更高針數(shù)的連接器等方法來實(shí)現(xiàn)。在許多實(shí)際操作中，連接器制造商通過為電視設(shè)備引入高達(dá)100針的方案來解決這一問題。高清需要的數(shù)據(jù)通道則從每秒3.74Gb的4個(gè)通道增加到超高清所需的16個(gè)。當(dāng)下業(yè)內(nèi)正努力實(shí)現(xiàn)每通道每秒14Gb的系統(tǒng)，我們相信在不遠(yuǎn)的將來這個(gè)數(shù)字還會(huì)增加。

將數(shù)據(jù)傳送至LCD電視或移動(dòng)設(shè)備所需的原理是相同的，最為重要的指標(biāo)是像素密度。像素密度必須限定在一定范圍內(nèi)，以確保電視屏幕實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的畫面。顯示器制造商所面臨的挑戰(zhàn)在于，在實(shí)現(xiàn)一定像素密度和大尺寸的同時(shí)，保證面板生產(chǎn)的良率。

對(duì)于小型顯示器制造商而言，部分挑戰(zhàn)則來自于在有限的空間內(nèi)提升分辨率。

信號(hào)完整性與電磁干擾

對(duì)于連接器制造商來說，隨著數(shù)據(jù)速率提高所帶來的信號(hào)完整性與電磁干擾(EMI)是他們所面臨的兩大難題。舉例來說，連接器數(shù)據(jù)通道的布線方式必須能夠保證不同信號(hào)間互不干擾，以確保信號(hào)的高度完整性、低串行干擾性、低電磁干擾以及高可靠性。

為了保證可信的數(shù)據(jù)傳輸，連接器制造商還必須考慮阻抗和衰減的問題。連接器必須針對(duì)差分阻抗和電纜的性能進(jìn)行優(yōu)化。一根帶有屏蔽的彈性電纜，對(duì)于從小信號(hào)板到時(shí)間控制板的所有連接性能都會(huì)產(chǎn)生主要影響。

顯示器的纖薄化趨勢(shì)也影響了連接器的大小，特別是在高度上。如今，許多顯示器生產(chǎn)商都需要高度大約在3毫米的連接器。[!--empirenews.page--]

4K超高清顯示器所需的處理能力帶來了散熱方面的挑戰(zhàn)，因?yàn)樵诔掷m(xù)提高數(shù)據(jù)速率以實(shí)現(xiàn)3D顯示等更高級(jí)性能時(shí)，需要更多的電力。供電模塊將產(chǎn)生更多的熱，因此需要復(fù)雜的散熱處理，并對(duì)電路保護(hù)提出了一些潛在的新要求。

在電容、靜電放電(ESD)水平以及封裝等方面都將對(duì)ESD保護(hù)提出全新挑戰(zhàn)。如今的高速端口需要低電容ESD設(shè)備，以在對(duì)信號(hào)傳輸產(chǎn)生最低影響的前提下提供更高程度的保護(hù)。此外，它們還需要適應(yīng)尺寸不斷縮小的板型規(guī)格。行業(yè)內(nèi)許多最小的單通道器件可實(shí)現(xiàn)0201和0402 XDFN封裝，幾款多通道ESD保護(hù)器件能提供低至0.31毫米的封裝。更小尺寸的器件能夠在布局上更靠近印刷電路板(PCB)的邊緣，或者控制板及連接器之間，從而賦予設(shè)計(jì)人員更多的靈活性;許多領(lǐng)先水平的器件具有20KV的接觸放電與空氣放電等級(jí)。

為了應(yīng)對(duì)關(guān)于快速數(shù)據(jù)速率、更高的功率器件需求、更小板型規(guī)格和更優(yōu)的散熱處理能力設(shè)備的設(shè)計(jì)難題，包括各類元件、顯示設(shè)備與消費(fèi)電子生產(chǎn)商在內(nèi)的電子產(chǎn)品供應(yīng)鏈需要同心協(xié)力。這種合作也將使得行業(yè)作為一個(gè)整體，充分利用超高清技術(shù)(甚至將來的8K分辨率)帶來的發(fā)展機(jī)遇。隨著移動(dòng)與便攜電子設(shè)備日益成為我們生活中不可或缺的一部分，更高分辨率的顯示器將繼續(xù)激發(fā)元件制造商推出擁有更高性能的產(chǎn)品，來滿足消費(fèi)者永無止境的需求。

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