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恩智浦“新摩爾定律”創新成果

作者:機電在線
來源:來源網絡(侵權刪)
日期:2009-07-16 08:51:01
摘要:恩智浦已經針對“新摩爾定律”積極開展IC研發與銷售工作。以下是恩智浦的一些具體案例。
  恩智浦已經針對“新摩爾定律”積極開展IC研發與銷售工作。以下是恩智浦的一些具體案例。 

高能效電源供給方案 

  在運行或待機模式下,筆記本電腦、臺式機等消費電子產品的電源供給單元都浪費了大量能源。為解決這一問題,全球許多國家和地區都針對交流電源功率模塊進行了立法,立法內容包括降低待機功耗并禁止使用傳統變壓器。要想以低成本的方式達到上述節能目標,必須采用非凡技術,在設備運行模式中納入智能功能,并從根本上提高定制化電源裝置的能效。 

  恩智浦的GreenChip系列產品是這方面的成功案例。它們符合能源之星(EnergyStar)的要求,把電源供給損耗減少了1/2。能源之星是一項主要針對消費電子產品的國際能源節約計劃,由美國政府在1992年率先提出。之后,澳大利亞、加拿大、日本、新西蘭、中國臺灣、歐洲等都加入了該計劃。恩智浦通過結合優化的架構與設計,并搭配非凡的半導體技術,實現了電源模塊在所有狀態下都節能的目標。在這里,摩爾定律所指的那種將眾多功能集成到單一IC上的技術已經不適用。恩智浦采用了多種 IC技術,優化電源模塊的整體性能。例如,在主要控制器與功率因素校正(PFC)電路上整合高壓器件,并在這些高壓器件上集成高密度、高速、低電壓控制的智能接口。而且,通過在輸出控制器上采用低壓和中壓技術,實現了在二級高壓電流的狀況下控制同步整流器的目標。恩智浦獨特的技術解決方案,具備出色的變壓效率。因此,產品的功耗遠遠低于全球立法規范提出的標準。 

節電照明技術 

  把白熾燈轉換成熒光燈(CFL)或燈管 (TL),最高可節省80%的照明電力。目前已有部分國家計劃全面禁止白熾燈的銷售。傳統的CFL與TL的驅動器是分立的電源器件,但一些因素正迫使驅動器采用集成化的解決方案。在低成本的CFL市場,IC技術因具備減少浪費、縮小體積以及延長產品使用壽命等優點而具有相當大的吸引力。IC驅動器也可以提供強化功能,例如發光相位控制、頻率控制以及PFC。而且,它還兼容傳統的相位中斷調光器控制。恩智浦的CFL驅動器采用高電壓SOI(絕緣體硅芯片)技術制造,在半橋式配置中采用了兩個電源晶體管。這種技術可以簡化設計,縮短上市時間,更輕易整合復雜的治理電路和電源控制電路,并不用擔心閂鎖效應引發的風險。 

  LED照明解決方案具有體積小、電壓適應力強、節能、色彩與亮度可控以及使用壽命長等優點。LED照明成本低,采用了高集成度的驅動器。LED燈與白熾燈的能效收益相近,但運行電壓相對較低,因此對交流/直流轉換提出了新的需求。這些需求包括輸出與色彩平衡控制等。目前市場上已有通過標準TRIAC調光器調整亮度的LED產品。LED驅動器與控制器的進一步發展,旨在繼續降低能耗,減少發熱并縮小產品體積。恩智浦還擁有手機用LED閃光燈以及液晶電視LED背光調光技術等等。 

智能汽車鑰匙 

  如今的汽車鑰匙具有自動鎖死功能,并可通過單向通信進行遠程訪問。而且,通過采用成熟的CMOS、高壓、模擬、射頻、MEMS以及先進的封裝技術,汽車鑰匙的功能可以進一步擴展。最新的開發成果顯示,汽車鑰匙已成為結合眾多功能的系統。車主可通過鑰匙配備的LED或是顯示器以及雙向通信功能,在操作范圍內對車輛狀態進行遠程檢查,例如檢查車輛是否上鎖。 

  鑰匙的標準化接口采用近距離無線通信 (NFC)技術,該技術可實現多種功能。例如,可在NFC手機上顯示汽車位置、油量或是胎壓。再結合手機中的GPS接收器,該鑰匙系統可以幫助車主找到汽車。此外,在汽車鑰匙的NFC接口上增加了安全技術特性后,例如恩智浦的SmartMX,鑰匙就可以進行付款。 

確保食品安全的冷鏈技術 

  全球每年浪費的易腐爛產品,總金額高達350億美元。這些易腐爛產品包括食物、飲料、鮮花、藥品、疫苗、血液以及化學品。所謂的冷鏈,是指這類產品從生產、運輸、儲存到消費的供給鏈,該供給鏈全程需要冷藏處理和控制。 

  通過在產品上使用智能標簽,可以避免許多浪費。產品上的RFID標簽以及容器上帶有的溫度、濕度、O2/CO2濃度、酸堿值以及光線強度等各種傳感器可以提供一系列數值。若能對這些數值進行實時監控,就可以在環境條件偏離安全值時啟動警告系統。而且,假如能早點發現產品快要過期了,就可以確保產品安全,避免浪費。 

近距離無線通信 

  NFC技術近年來引人注目,有越來越多的機構,例如銀行、交通運輸業以及手機制造商都希望在自己的業務中引入這項技術。不過由于業界尚未建立統一的標準,NFC在手機制造商與移動運營商中的規模應用尚待時日。 

  恩智浦是NFC的發明者之一,我們一直處在推動標準發展的前沿,并致力于構建生態系統,以推動標準的發展以及應用的擴展。消費者需要具備簡化生活的設備。基于這一熟悉,恩智浦最近推出了首款標準化芯片。該芯片使SIM卡成為NFC設備的核心部件,確保非接觸式交易的安全,部分地解決了阻礙NFC發展的瓶頸。不過,恩智浦并不認為NFC的應用僅限于手機,因此我們與重要的OEM廠商合作,計劃將這項技術集成到筆記本、數字相框等不同的設備中,以改進各種媒體的點到點(P2P)互聯。 

  雖然NFC至今仍未成為主流技術,不過未來的12個月將是它大顯身手、發揮潛力的時候。 

醫療應用超低功耗技術 

  醫療電子是半導體技術發展最為快速的領域之一。恩智浦的超低功耗解決方案基于磁感應無線電技術及CoolFluxDSP,可以為最新的助聽器產品提供優良的解決方案。我們的芯片支持最高可達 298kbps的數據速率,并具備雙向通信功能,支持立體音頻流和雙耳處理等新型應用。集線器的使用可為MP3播放器或手機配備無線連接功能。此外,相較于射頻信號,短距離(50厘米以下)磁感應無線電信號可節省更多能源;穿越身體組織時,信號強度的降幅也有限。磁感應無線電信號與人體組織的相互作用也遠低于傳統的射頻信號,因此磁感應信號對人體組織的損傷非常小。 

  恩智浦其他超低功耗的醫療技術包括監控生命功能的體內傳感器、神經刺激與疼痛治理應用設備以及心律治理設備。 

智能電表 

  在過去10年中,用于計量家庭用電、煤氣、水及暖氣的電子機械設備已逐漸更換為全數字電子儀表。這類儀表大部分具有通信功能,可連至智能計量網絡上(AMR和AMI)。這一市場的主要推動力來自電表應用。AMR/AMI可幫助電力供給商降低成本,并能更有效地治理電網尖峰負載。這是影響電力行業發電容量的要害因素。 

  目前市場對電子煤氣表、水表及暖氣表的需求已經開始增長。政府推動智能儀表的應用使消費者能夠更了解他們的能源消耗模式,這在降低能耗方面已經顯現效果。此外,更好地利用現有發電容量還可減少二氧化碳的排放。 

  在未來幾年中,智能儀表將演進為智能建筑家庭網關。它連接所有室內儀表(包括煤氣表、水表、暖氣表及電表),并可通過雙向通信功能,提供安保或警報服務。 

  恩智浦正為這一不斷發展的市場提供要害的元器件,包括專用的電子儀表微控制器、實時時鐘、顯示驅動器、邏輯IC以及分立器件等標準產品。恩智浦還為預付費電表解決方案和短距離無線通信IMS波段收發器提供接觸式與非接觸式讀卡器IC。 

車載信息通信系統 

  智能交通系統可大幅減少交通阻塞。歐洲對該應用的需求非常迫切。隨著人們對安全需求的日益增加,政府也需要建立更快速的應急體系。歐洲緊急呼叫中心 (TheEuropeanEmergencyCall;eCall)是歐洲各國政府共同的創新方案。該方案要求歐盟地區銷售的所有車輛都必須安裝 eCall功能。這就需要低成本的車用信息通信解決方案。為最大限度降低系統成本,需要采用全新的微型架構。恩智浦為應對這一需求,設計了第一代車用單元平臺,稱為ATOP2.5G。這是一種多核心的交鑰匙解決方案,應用于車載信息通信。它結合了GSM/GPRS,GPS,SRAM和閃存,基于ARM7并支持CAN、USB及多串行處理器間總線的微控制器,符合銀行標準(BankStandards)安全級別的安全控制器SmartMX以及基于NFC標準的RFID接口。所有這些技術均集成在一個BGA封裝中,面積為31毫米×1毫米,高度不到3毫米。該器件在成本、尺寸、車內連接性和能耗等方面都進行了優化。它配備了標準軟件,確保客戶可以通過GSM認證、汽車行業質量認證以及政府相關認證。 

高蜂窩容量基站 

  移動通信已成為人類的基本需求,人們需要隨時隨地進行溝通。手機與全球無線基礎設施都在快速增長。基站必須提升數據流容量(蜂窩容量)。這就要求3G與4G系統進行更復雜的信號調制,而這將導致輸出功率的增加。為解決輸出功率的增加問題,恩智浦正在開發應用于基站射頻區的器件,包含數據轉換器(DAC與ADC)、混波器、LNA、VGA以及射頻功率晶體管等。恩智浦應用于功率放大器的RF-LDMOS技術,可為3G、LTE以及4G等先進的復雜信號調制應用提供優異性能,實現最出色的能效比。恩智浦還將推出GaN技術,使器件實現更好的性能。此外,恩智浦正投資研發功率放大器架構,以進一步降低能耗。恩智浦即將推出一種集成的先進放大器——— Doherty,這將是RF功率領域的首款產品。 

  從長遠發展看,隨著互聯網與手機電視點播等對帶寬需求較高的應用的發展,基站的蜂窩容量將繼續大幅提升。這將對相位陣列基站等更先進的系統產生需求。恩智浦正在研發此類基站的高性能構建模塊。恩智浦擁有多種先進技術,在基站領域未來將扮演領導者角色。