日本電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向在3.11大地震之后出現(xiàn)了很大的轉(zhuǎn)變,這一趨勢在CEATEC Japan 2011展會上就已經(jīng)體現(xiàn)的相當(dāng)明顯。廠商們不約而同將焦點集中在“智能生活”和“新能源”主題,積極尋求智能化的產(chǎn)品與技術(shù),讓節(jié)省能源對每個人來說都“輕而易舉”。《電子工程專輯》記者為此特別梳理了日系廠商近期推出的新產(chǎn)品和新技術(shù),以展示科技進(jìn)步為人類生活帶來的激動人心的變化。
村田制作所(MuRata)
村田制作所(MuRata)在“Smart Home(智能家居)”、“Smart Life(智能生活)”理念引領(lǐng)下,更強(qiáng)調(diào)實現(xiàn)電子設(shè)備小型化和高性能化所需要的關(guān)鍵技術(shù)。包括:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、電場耦合型無線電力傳輸系統(tǒng)、無線電力傳輸系統(tǒng)和LED照明系統(tǒng)控制、有機(jī)壓電薄膜傳感器件、適用于保健設(shè)備的生命探測儀、微型風(fēng)扇、微型泵,以及用于智能手機(jī)和平板電腦的光接口、觸壓板和NFC方案。
由村田推出的高透明度有機(jī)壓電薄膜傳感裝置,可廣泛應(yīng)用于各種人機(jī)界面。具有壓電電壓常數(shù)大、透明度高(光線透過率達(dá)98%以上)和無熱釋電現(xiàn)象的特性,并且還能夠檢測出彎曲度和扭轉(zhuǎn)程度。由村田開發(fā)的能夠利用彎曲和扭轉(zhuǎn)動作來控制電視機(jī)的遙控器“Leaf Grip Remote Controller”,以及能夠檢測出手指向下按觸摸屏力度的、具有壓力檢測功能的觸摸屏“Touch Pressure Pad(壓力式觸摸板)”就是很好的例證。
伴隨著智能手機(jī)和平板電腦的普及,電子設(shè)備的充電次數(shù)正在增加,市場對具備無線充電功能的電子設(shè)備的需求也越來越強(qiáng)烈。村田適時推出了能夠讓平板電腦等便攜式設(shè)備實現(xiàn)無線充電的LXWS系列“電場耦合式”無線電力傳輸模塊。該公司稱,通過利用該模塊的供電和接收組件,可以進(jìn)行輸出功率為10W的無線電力傳輸。并且當(dāng)充完電的設(shè)備被拿走之后,還能夠自動探測出充電臺上是否仍存在電子設(shè)備,以及探測異常狀況的功能。
此外,由于電子設(shè)備中元件數(shù)量正在不斷增加,市場對小型化元件的需求旺盛。受此影響,應(yīng)用于功率放大器等高頻模塊的小型化、高Q值獨石陶瓷電容器一直供不應(yīng)求。為此,村田開發(fā)了“至今為止最小型的0402尺寸(0.4×0.2mm)”高Q值獨石陶瓷電容器,和可安裝在金屬或電容性材質(zhì)上面的“Magic Strap”RFID模塊(LXMS31系列)。
京瓷(KYOCERA)
自1975年開始研發(fā)太陽能電池以來,京瓷產(chǎn)品在日本國內(nèi)兆瓦級太陽能發(fā)電站中的采用率高居首位。包括315W、80型高效多晶硅太陽能電池組件、家用固體氧化物燃料電池(SOFC)系統(tǒng)核心部件、可將太陽能電池用作應(yīng)急電源的“Solar-UPS”、產(chǎn)生LED GaN層的“單晶硅藍(lán)寶石基板”、可滿足LED低電耗,高亮度等諸多用途的各種陶瓷封裝和基板、以及LED用連接器等。
此外,京瓷開發(fā)出的可獲得如同實際按鍵般觸感的觸摸面板“新感覺觸摸面板”也很引人關(guān)注。KDDI甚至還試制了使用該觸摸面板的智能電話型終端,展示了文字輸入及Web瀏覽器等應(yīng)用場景。據(jù)介紹,京瓷在兩端及四邊處的液晶面板與觸摸面板之間配置了壓電元件,根據(jù)觸電的坐標(biāo)、按壓動作及想要表現(xiàn)的觸感,來控制壓電元件振動觸摸面板,刺激指尖,由此虛擬傳遞觸感。
同時,隨著小型基站對高精度及小型化晶體振蕩器需求的不斷上升,與目前用于通訊基站的恒溫槽型晶體振蕩器(OCXO)相比,高精度溫度補(bǔ)償型晶體振蕩器(TCXO)因具有小尺寸、低功耗、低發(fā)熱的特點而備受期待。京瓷綜合頻率穩(wěn)定度高達(dá)±100ppb(±100×10-9)、全球最小尺寸(5.0×3.2×1.7mm)的TCXO新品KT5032F,據(jù)稱由于對“溫度特性”、“電源電壓特性”、“24小時老化特性”等3個特性進(jìn)行了優(yōu)化改良,性能提升的同時,還將尺寸減少了54%。
羅姆(ROHM)
“我們已經(jīng)確定將SiC作為羅姆半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的核心技術(shù)。其中,低驅(qū)動電壓、高效率的SiC肖特基勢壘二極管已開始量產(chǎn)。”羅姆中國營業(yè)本部副本部長村井美裕對記者表示。在一套可供電50W的無線供電系統(tǒng)展示中,羅姆不但通過利用SiC溝道型MOSFET,在6.78MHz的高開關(guān)頻率下將逆變器轉(zhuǎn)換效率提升至95%,還同時點亮了墻壁上粘貼的有機(jī)EL照明和桌上的臺燈,并為智能手機(jī)內(nèi)置的充電電池進(jìn)行了充電。
OLED照明技術(shù)也正成為羅姆關(guān)注的重點。除白光外,羅姆已經(jīng)試制出了紅色發(fā)光材料的第二代OLED照明面板,并被應(yīng)用于Lumiotec公司的OLED照明面板產(chǎn)品中。該面板采用了名為“混合MPE(Multi Photon Emission)”的元件構(gòu)造。構(gòu)造層聚集了可發(fā)出不同波長光的元件,紅色發(fā)光材料采用磷光材料,發(fā)光效率為“25-30lm/W”。按目前最大尺寸白光OLED的亮度看,長方形的可以達(dá)到134lm,正方形則是99lm。
個人健康領(lǐng)域中,羅姆大膽采用手表型及耳環(huán)型等步行時身上佩帶物的形狀,通過無線技術(shù)將個人體征數(shù)據(jù)(脈搏、精神壓力、紫外線數(shù)值等)傳輸?shù)教幚斫K端進(jìn)行分析和保存,在小型化、準(zhǔn)確性和輕便性技術(shù)方面取得了突破。據(jù)稱在步行時等有振動的狀態(tài)下,也可穩(wěn)定測量。
值得一提的是,羅姆還最新推出了全球最小的電阻03015(0.3 x 0.15mm),計劃從2012年春季開始樣品供貨,2012年夏季開始量產(chǎn)供貨。如果能夠?qū)崿F(xiàn),將是自2004年量產(chǎn)0402尺寸(0.4mm×0.2mm)產(chǎn)品以來,時隔8年來再次推出的小型化產(chǎn)品。
TDK
TDK基于3D快速充電技術(shù)概念的未來城市交通充電系統(tǒng)充滿了想象。基于這一設(shè)想,未來整個路網(wǎng)系統(tǒng)可具備為搭載無線充電功能的電動汽車在行駛中充電的能力。磁信號通過TDK無線充電基座發(fā)出,電動汽車上配備一個接收線圈回路,用來接收磁場信號,再把磁能轉(zhuǎn)換為電能就可實現(xiàn)往復(fù)運行。
而TDK SESUB技術(shù)則被譽為“TDK-EPC劃時代的集成技術(shù)”,不僅可集成被動電子元器件,如電容、電感、壓敏電阻或SAW/BAW濾波器,還能集成半導(dǎo)體芯片。SESUB允許ASIC與含有大量細(xì)微輸入輸出線的控制器芯片直接嵌入基板層,無法嵌入基板的零件可安裝在多層基板的頂部。通過SESUB,模塊和系統(tǒng)級封裝(SIP)可實現(xiàn)更為細(xì)小的尺寸,明顯減少新型模塊的底面積(40%以上),相比分立方案,則可減少70%。基于這些特性,SESUB不僅適用于射頻模塊,還可用來實現(xiàn)微型DC/DC變頻器。
元器件方面,超小薄膜RF TFSB系列薄膜帶通濾波器是TDK運用鐵氧體、陶瓷等材料和薄膜技術(shù),面向手機(jī)、WLAN和藍(lán)牙等2.4GHz/5GHz頻段應(yīng)用力推的產(chǎn)品,尺寸僅為1.0 x 0.5 x 0.3mm,是目前世界最小的帶通濾波器,封裝面積比該公司以往產(chǎn)品減小約50%。此外,TDK EDLC(雙層電氣電容)充電電容、尺寸僅為0.6×0.3×0.2、窄公差為±1%的超小型NTC熱敏電阻、以及針對手機(jī)開發(fā)的帶集成雙工器的前端模塊(FEMiD)也都很有特色。
阿爾卑斯電氣(ALPS)
觸摸輸入、電流傳感器和通過電波感測細(xì)微動作等技術(shù)在未來智能化控制和環(huán)保節(jié)能領(lǐng)域有著廣闊市場,因此ALPS將傳感業(yè)務(wù)列為公司未來發(fā)展重點并不意外。通過采用高精度磁性元件技術(shù),該公司實現(xiàn)了電流傳感器無芯化,更易于放置于產(chǎn)品中。例如可后置于電纜用于電力監(jiān)控的30Arms鉗式傳感器、用于智能電表的60Arms及用于電池監(jiān)控的±300A拉動式傳感器、用于逆變器的±450A母線式傳感器。
通過高頻電波進(jìn)行檢測的RFmotion傳感器,在不受到墻壁或衣服等的影響下,不用接觸用戶也能檢測到心跳、呼吸等細(xì)微動作。該傳感器具有測量2.4GHz頻帶無線電波變化量的功能。具體原理是將發(fā)送電波與從對象物反射回來的電波相比較,從而檢測對象物體的動作等。據(jù)稱如測量睡眠中的呼吸時,傳感器與被測人物相距約2m時也可準(zhǔn)確測量。
電力可視化方面,ALPS通過在電視機(jī)或配電盤等各種設(shè)備上安裝電流傳感器,再與其WLAN模塊組合,就可以用無線方式將傳感器所檢測到的電流量數(shù)據(jù)信號發(fā)射出去,并在電腦等終端設(shè)備上將用電量直接顯示,一目了然。
而其電場通信用標(biāo)準(zhǔn)模塊,內(nèi)部封裝有以人體為部分傳輸介質(zhì)進(jìn)行通信的電場通信所使用的功能,不需要線材、藍(lán)牙、紅外線等媒介,只需要人體就可以將數(shù)據(jù)傳輸和操控。該模塊較原產(chǎn)品要小,尺寸為11x11x2mm,此前的模塊為12x15x2mm。模塊配備有將CPU、接收器、發(fā)送器、發(fā)送用放大器及混頻器等通信所需功能集成在一枚芯片中的ASIC,以及接收用傳感器,通信速度為100kbps。