後危機時代,傳統電子組件迎來創新與變革
發布時間:2009-11-17 來源:與非網
機遇與挑戰:
日前,在一個典型的電子產品中,IC和分立的傳統元件占全部電子元器件及零部件的生產總成本的約50%和10%,而在總安裝成本中情況恰恰相反,分立元件的安裝成本占據了50%,某些片式元件的管理和安裝成本已經超過其價格。在利潤日趨微薄的電子產品,特別是消費電子產品領域,對傳統分立元件小型化、集成化發展呼聲日益高漲。帶動無源元件消耗量、小型化和集成化的是手機、筆記本電腦和平板電視、智能家電和發展迅猛的個人便攜電子設備,因為這些產品在設計中對電容、電阻、電感、傳感、濾波和脈衝能力的要求越來越高,而產品體積卻越做越小.傳統的三大元件中,目前需求最突出的無源元件將MLCC、厚膜片狀電阻和多層片狀電感。此外,表麵貼裝繞線電感、DC膜片狀電容器、氧化铌電容器、集成化薄膜無源器件、多片電阻陣列、表麵貼裝PPTC和NTC熱敏電阻、表麵貼裝可變電阻等利潤相對較高的分立元件,也將隨著消費電子、醫療電子向新興應用的延伸獲得集中需求。
受全球金融危機的影響,整個電子產業的上遊企業,從芯片供應商道分立元器件的製造商、分銷商都受到不同程度的影響,麵向消費電子的各種IC、無源元件、顯示屏、連接器等受創尤為嚴重。中國50多家上市的元件公司的財報顯示,2008年第四季度和2009年一季度的營收和利潤大幅下降,負增長成為主流,綜合數據顯示2009年第一季度行業的銷售收入同比下降18%,這使得很多公司憂心忡忡。隨著國家4萬億元投資的刺激經濟計劃、3G市場啟動以及家電下鄉等一列政策的落實,2009niandierjidushichangkaishihuinuan,disanjiquanqiujingjizhuangkuangkaishiwending,shichangxuqiubuduanshichu,yinciyingshoubiaoxiangengshifalishangyang,henduozhiqianxuejiankucundejingxiaoshang,kaishichishang“天天被追貨”的“苦頭”。受此鼓舞,很多國內業者對2009年及未來的市場發展充滿信心。
長遠來看,分立元件市場麵臨的長期威脅仍然來自在矽片基板上的集成基本分立元件的發展趨勢。早在1996年美國電子機器製造者協會(NEMI)在報告中提出了傳統分立元件將被集成在電路板內的預言。2003年有廠商提出有,可以利用模數轉換器和DSP技術(德州儀器,飛利浦半導體(現在的NXP))實現濾波功能,利用離子植入器件可以把電容器嵌入到矽片結構中,低溫共燒陶瓷(LTCC)模塊中的整合式無源材料,或者FR4模塊(杜邦公司,3M公司)zhongdezhengheshiwuyuanjibanjiangqudaifenliwuyuanyuanjian。bingzaizhexienianbuduanwanshanzhefangmianjishu。buguoyouyuqianqishengchanshebeitouruda,houqifengzhuangceshichengbengao,muqianhaiweibeishichangjieshou,zhexiexinjishumuqianzaimouxiezhuanyelingyufeichangxingwang,xiangxinsuizhejishudebuduanwanshan,tamendeshichangjiangjixubuduanzengchang。
盡jin管guan我wo國guo是shi電dian子zi產chan品pin的de製zhi造zao出chu口kou大da國guo,但dan是shi令ling人ren尷gan尬ga的de情qing況kuang是shi,大da部bu分fen製zhi造zao用yong的de傳chuan統tong分fen立li元yuan件jian卻que來lai自zi進jin口kou,本ben土tu產chan品pin所suo占zhan市shi場chang份fen額e微wei乎hu其qi微wei。幾ji乎hu所suo有you的de領ling先xian性xing電dian子zi產chan品pin中zhong所suo采cai用yong的de這zhe類lei基ji礎chu元yuan件jian基ji本ben上shang完wan全quan被bei日ri本ben、韓han國guo和he中zhong國guo台tai灣wan的de企qi業ye所suo壟long斷duan。形xing成cheng這zhe種zhong局ju麵mian的de原yuan因yin主zhu要yao在zai於yu,由you於yu起qi步bu晚wan,國guo產chan分fen立li元yuan件jian產chan品pin主zhu要yao集ji中zhong在zai技ji術shu含han量liang較jiao小xiao的de中zhong低di端duan領ling域yu,因yin此ci大da量liang新xin型xing電dian子zi元yuan器qi件jian依yi靠kao進jin口kou,同tong時shi,價jia格ge、渠道、服務因素也在很大程度上使得國產電子元件產品缺乏進入整機配套體係的機會。
這一問題在“十五”期間就得到有關部門的重視,並製定出了具有針對性的提升我國分立元件產業競爭力的發展戰略:以發展新型高端元件為牽引,以關鍵材料為突破口,以提升生產工藝技術為著眼點,將“材料研究-工藝開發-元件生產”xiangjiehe。zaiyouguanxiangmudeyanjiujichushang,jinyibuzuzhililiang,tongguochanxueyanxiangjiehe,fazhanxinxingcailiao,tupoguanjianjishu,xingchengzizhuzhishichanquan,quanmiantishengwoguodianziyuanjianchanyedechanpinjiegouhejishushuiping。
重點發展方向:針對無源電子元件高端產品和無源集成的關鍵技術問題:
● 能促進量大麵廣的分立元件產品升級換代的核心材料;
● 具有共性的關鍵元件工藝技術;
● 高附加值的高端集成模塊產品。
經過這些年的發展,已經逐步形成了我國在分立元件高端產品和集成技術方麵的自主知識產權;發展出一係列技術指標居國際先進水平新型材料、元件和模塊,及其製程工藝;形成一批具有國際先進水平的片式電子元件成果轉化基地及產業鏈。目前在我國3G移動通信、數字電視、載zai人ren航hang天tian工gong程cheng等deng重zhong大da科ke技ji項xiang目mu中zhong,國guo產chan分fen立li元yuan件jian開kai始shi嶄zhan露lu頭tou角jiao。國guo家jia的de大da規gui模mo刺ci激ji經jing濟ji投tou入ru和he全quan球qiu性xing金jin融rong危wei機ji使shi得de在zai分fen立li元yuan件jian領ling域yu,我wo國guo有you機ji會hui拉la近jin與yu先xian進jin國guo家jia、地區的技術、市場差距,機遇已經出現在眼前……
電容技術的延伸:超級電容和電容式觸摸屏
科技的發展使得一些技術和概念不再局限在傳統領域,新材料、新興市場的發展推動了傳統元件技術向新興領域延伸。比如電容就在很多領域找到了新的定位。
電容式觸摸屏
就像Windows的de誕dan生sheng,改gai變bian了le人ren機ji交jiao互hu的de方fang式shi,屏ping幕mu觸chu摸mo技ji術shu同tong樣yang將jiang人ren機ji交jiao互hu推tui向xiang一yi個ge新xin的de時shi代dai。經jing過guo多duo年nian的de發fa展zhan,電dian容rong式shi觸chu摸mo屏ping技ji術shu開kai始shi顯xian示shi出chu與yu眾zhong不bu同tong的de優you勢shi。
最早導入觸摸技術的市場是工業控製領域,其目的是將繁複且麵積龐大的機械設備控製盤,整合到單一窗口、多重分頁的屏幕上,當時使用的是中大尺寸電阻屏。然而電阻屏的壽命與耐受性不足等缺憾,實在無法滿足工控領域的需求。直到2003年前後,由於電阻屏製造成本降低,開始有小尺寸被應用在PDA、GPS等可攜式產品中,觸摸技術正式進入消費性市場。不過,就消費電子市場而言,電阻屏有很多不盡人意的地方。2006年,采用小尺寸電容式觸摸屏的iPhone問wen世shi,蘋ping果guo出chu色se的de營ying銷xiao能neng力li加jia上shang電dian容rong式shi觸chu摸mo屏ping高gao品pin質zhi的de光guang學xue特te性xing與yu多duo點dian觸chu摸mo功gong能neng,立li刻ke掀xian起qi一yi陣zhen風feng潮chao,成cheng為wei近jin年nian來lai最zui受shou矚zhu目mu的de觸chu摸mo技ji術shu。
電容式觸摸技術偵測的信號來自於因觸碰而引起的微量變化。按工作原理的不同,可大略分為表麵電容式觸摸技術(SCT)與投射電容式觸摸技術(PCT)。前者常見於大尺寸戶外應用,如公共信息平台及公共服務平台(POS機)等產品上,諸如iPhone等小尺寸消費電子設備則大量使用PCT技術。
與目前市場占有率最高的電阻式觸摸(電阻技術的延伸產物)技術相比,電容式觸摸技術具有多項優點:高達97%的穿透率與更真實的色彩呈現;觸摸功能的實現隻需輕觸甚至不必實際與屏接觸;更長的使用壽命,電容屏的觸摸壽命約為兩億次,為四線電阻屏(一百萬次)的兩百倍,五線電阻屏(四千萬次)的五倍。
iSuppli調查表示,預計2012年全球觸摸板產值將由2006年的24億美元上升到44億美元。目前在這一領域已經雲集了100多家製造商和300家裝配公司與輔助機械供應商。其中電容式觸摸板在iPhone的帶動下將會迅速取代其他技術,成為市場主流。
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超級電容
suoweichaojidianrong,keyilijieweirongliangchaodadedianjiedianrong。buguozhekedianrongdeyongtuyuyiwangdaxiangjingting,tashibeidangzuodianchilaishiyongde。chaojidianrongderongzhitongchangzai1F以上,與電路中常見的幾百、幾千uF的電解電容相比,容量足足大了1000倍,工作電壓範圍從1.5V到160V甚(shen)至(zhi)更(geng)高(gao)。隨(sui)著(zhe)電(dian)容(rong)值(zhi)和(he)電(dian)壓(ya)增(zeng)加(jia),其(qi)體(ti)積(ji)也(ye)會(hui)增(zeng)加(jia)。電(dian)容(rong)值(zhi)在(zai)數(shu)十(shi)法(fa)拉(la)左(zuo)右(you)的(de)早(zao)期(qi)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)是(shi)個(ge)大(da)塊(kuai)頭(tou),主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)大(da)型(xing)電(dian)源(yuan)設(she)備(bei)。具(ju)有(you)低(di)電(dian)壓(ya)工(gong)作(zuo)能(neng)力(li)的(de)小(xiao)體(ti)積(ji)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)則(ze)常(chang)用(yong)作(zuo)消(xiao)費(fei)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)短(duan)期(qi)備(bei)用(yong)電(dian)源(yuan)(比較高端的UPS)。隨著最近技術的進步,將超級電容的工作電壓提高到25Vdc時,體積增加不到一倍,這也意味這顆器件更加優秀的電容屬性。不過超級電容應用並不是一帆風順,早在2006年,上海就有采用超級電容的為電池的公交車投入試運行,不過故障率奇高,一個星期時間7輛車就隻剩下2輛還在正常工作,這使得超級電容真正進入汽車市場的腳步被迫放慢。
經過近些年發展,超級電容的體積越做越小,品質越來越穩定,性能越來越像電池。目前,5F以(yi)上(shang)的(de)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)應(ying)用(yong)於(yu)許(xu)多(duo)便(bian)攜(xie)式(shi)和(he)手(shou)持(chi)式(shi)產(chan)品(pin)中(zhong),有(you)些(xie)甚(shen)至(zhi)替(ti)代(dai)了(le)電(dian)池(chi)。在(zai)汽(qi)車(che)領(ling)域(yu)更(geng)是(shi)發(fa)展(zhan)迅(xun)猛(meng),由(you)於(yu)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)短(duan),電(dian)解(jie)質(zhi)材(cai)料(liao)環(huan)保(bao)等(deng)因(yin)素(su),很(hen)多(duo)製(zhi)造(zao)商(shang)對(dui)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)作(zuo)為(wei)混(hun)合(he)動(dong)力(li)汽(qi)車(che)的(de)電(dian)力(li)能(neng)源(yuan)來(lai)源(yuan)寄(ji)予(yu)厚(hou)望(wang),希(xi)望(wang)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)早(zao)日(ri)從(cong)概(gai)念(nian)車(che)上(shang)轉(zhuan)至(zhi)通(tong)用(yong)車(che)輛(liang)中(zhong)。
jinqimashengligongxueyuanshiyanshideshujubiaoming,zaiweilaijiniannei,chaojidianrongdenengliangchucunnenglijiangchuxianzhidefeiyue。muqiandechaojidianrongchanpinfangdiansudushichuantongdianchide10倍,而能量儲存能力在體積相同的條件下則隻有後者的50%。這一不利局麵將在未來幾年內得到扭轉。屆時,超級電容將真正進入一個更為廣闊的應用領域。
隱藏在電路中多年的第四類元件——憶阻器
兩篇時隔三十七年的論文
基礎電子學教科書列出了三種基本的電路元件:電阻器、電容器和電感器。現在隨著第四類元件的發現與證實,傳統的觀念正在發生轉變。
早在1971年,美國加州大學伯克利分校的華裔科學家蔡少棠教授就發表了題為《憶阻器:下落不明的電路元件》的論文,論文指出,除電容、電感和電阻之外,電路中還應該存在第四種基本元件——yizuqi。zhepianlunwentigongleyizuqideyuanshililunjiagou,tuicedianluyoutianrandejiyinengli,jishidianlizhongduanyiran。gaikuolaishuo,yizuqishiyizhongyoujiyigongnengdefeixianxingdianzu。tongguokongzhidianliudebianhuakegaibianqizuzhi,ruguobagaozuzhidingyiwei“1”,低阻值定義為“0”,則這種電阻就可以實現存儲數據的功能。不過這一發現在當時並未引起重視。因此,就像這篇論文的標題一樣很快就“下落不明”了。
一隔近40年,憶阻器的存在一直無人去證實。直到去年,來自惠普實驗室下屬的信息和量子係統實驗室的4位研究人員,證實了憶阻現象在納米尺度的電子係統中確實是天然存在的,他們以《尋獲下落不明的憶阻器》為(wei)論(lun)文(wen)標(biao)題(ti)來(lai)呼(hu)應(ying)蔡(cai)教(jiao)授(shou)的(de)預(yu)測(ce)。在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong),固(gu)態(tai)電(dian)子(zi)和(he)離(li)子(zi)運(yun)輸(shu)在(zai)一(yi)個(ge)外(wai)加(jia)偏(pian)置(zhi)電(dian)壓(ya)下(xia)是(shi)耦(ou)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)。這(zhe)一(yi)發(fa)現(xian)可(ke)幫(bang)助(zhu)解(jie)釋(shi)過(guo)去(qu)50年來在電子裝置中所觀察到的明顯異常的回滯電流—電壓行為的很多例子。
研究人員表示,憶阻器器件的最有趣特征是它可以記憶流經它的電荷數量。蔡教授原先的想法是:憶阻器的電阻取決於多少電荷經過了這個器件。讓電荷以一個方向流過,電阻會增加;如果讓電荷以反向流動,電阻就會減小。簡單地說,這種器件在任一時刻的電阻是時間的函數———或多少電荷向前或向後經過了它。這一簡單想法的被證實,將對信息技術科學產生深遠的影響。
憶阻器將變革存儲方式
科ke學xue家jia指zhi出chu,隻zhi有you在zai納na米mi尺chi度du上shang,憶yi阻zu的de工gong作zuo狀zhuang態tai才cai可ke以yi被bei察cha覺jiao到dao。憶yi阻zu器qi最zui簡jian單dan的de應ying用yong就jiu是shi構gou造zao新xin型xing的de非fei易yi失shi性xing隨sui機ji存cun儲chu器qi,或huo當dang計ji算suan機ji關guan閉bi後hou不bu會hui忘wang記ji它ta們men曾zeng經jing所suo處chu的de能neng量liang狀zhuang態tai的de存cun儲chu芯xin片pian。電dian腦nao會hui回hui到dao你ni關guan閉bi時shi的de相xiang同tong狀zhuang態tai。同tong樣yang原yuan理li,憶yi阻zu器qi可ke讓rang手shou機ji在zai使shi用yong數shu周zhou或huo更geng久jiu時shi間jian後hou無wu需xu充chong電dian,也ye可ke使shi筆bi記ji本ben電dian腦nao在zai電dian池chi電dian量liang耗hao盡jin後hou很hen久jiu仍reng能neng保bao存cun信xin息xi。憶yi阻zu器qi也ye有you望wang挑tiao戰zhan目mu前qian數shu碼ma設she備bei中zhong普pu遍bian使shi用yong的de閃shan存cun,因yin為wei它ta具ju有you關guan閉bi電dian源yuan後hou仍reng可ke以yi保bao存cun信xin息xi的de能neng力li。利li用yong這zhe項xiang新xin發fa現xian製zhi成cheng的de芯xin片pian,將jiang比bi目mu前qian的de閃shan存cun更geng快kuai地di保bao存cun信xin息xi,消xiao耗hao更geng少shao的de電dian力li,占zhan用yong更geng少shao的de空kong間jian。概gai括kuo一yi下xia憶yi阻zu器qi的de應ying用yong前qian景jing:如果憶阻器夠快,那麼DRAM、Flash進博物館;如果憶阻器成本夠低,那麼溫徹斯特硬盤就得進博物館。
- 麵向消費電子的各種IC、無源元件、顯示屏、連接器等受創尤為嚴重
- 分立元件市場麵臨的長期威脅仍然來自在矽片基板上的集成基本分立元件的發展趨勢
- 我國大部分製造用的傳統分立元件來自進口
- 中國50多家上市的元件公司的財報顯示,綜合數據顯示2009年第一季度行業的銷售收入同比下降18%
- 在我國3G移動通信、數字電視、載人航天工程等重大科技項目中,國產分立元件開始嶄露頭角
日前,在一個典型的電子產品中,IC和分立的傳統元件占全部電子元器件及零部件的生產總成本的約50%和10%,而在總安裝成本中情況恰恰相反,分立元件的安裝成本占據了50%,某些片式元件的管理和安裝成本已經超過其價格。在利潤日趨微薄的電子產品,特別是消費電子產品領域,對傳統分立元件小型化、集成化發展呼聲日益高漲。帶動無源元件消耗量、小型化和集成化的是手機、筆記本電腦和平板電視、智能家電和發展迅猛的個人便攜電子設備,因為這些產品在設計中對電容、電阻、電感、傳感、濾波和脈衝能力的要求越來越高,而產品體積卻越做越小.傳統的三大元件中,目前需求最突出的無源元件將MLCC、厚膜片狀電阻和多層片狀電感。此外,表麵貼裝繞線電感、DC膜片狀電容器、氧化铌電容器、集成化薄膜無源器件、多片電阻陣列、表麵貼裝PPTC和NTC熱敏電阻、表麵貼裝可變電阻等利潤相對較高的分立元件,也將隨著消費電子、醫療電子向新興應用的延伸獲得集中需求。
受全球金融危機的影響,整個電子產業的上遊企業,從芯片供應商道分立元器件的製造商、分銷商都受到不同程度的影響,麵向消費電子的各種IC、無源元件、顯示屏、連接器等受創尤為嚴重。中國50多家上市的元件公司的財報顯示,2008年第四季度和2009年一季度的營收和利潤大幅下降,負增長成為主流,綜合數據顯示2009年第一季度行業的銷售收入同比下降18%,這使得很多公司憂心忡忡。隨著國家4萬億元投資的刺激經濟計劃、3G市場啟動以及家電下鄉等一列政策的落實,2009niandierjidushichangkaishihuinuan,disanjiquanqiujingjizhuangkuangkaishiwending,shichangxuqiubuduanshichu,yinciyingshoubiaoxiangengshifalishangyang,henduozhiqianxuejiankucundejingxiaoshang,kaishichishang“天天被追貨”的“苦頭”。受此鼓舞,很多國內業者對2009年及未來的市場發展充滿信心。
長遠來看,分立元件市場麵臨的長期威脅仍然來自在矽片基板上的集成基本分立元件的發展趨勢。早在1996年美國電子機器製造者協會(NEMI)在報告中提出了傳統分立元件將被集成在電路板內的預言。2003年有廠商提出有,可以利用模數轉換器和DSP技術(德州儀器,飛利浦半導體(現在的NXP))實現濾波功能,利用離子植入器件可以把電容器嵌入到矽片結構中,低溫共燒陶瓷(LTCC)模塊中的整合式無源材料,或者FR4模塊(杜邦公司,3M公司)zhongdezhengheshiwuyuanjibanjiangqudaifenliwuyuanyuanjian。bingzaizhexienianbuduanwanshanzhefangmianjishu。buguoyouyuqianqishengchanshebeitouruda,houqifengzhuangceshichengbengao,muqianhaiweibeishichangjieshou,zhexiexinjishumuqianzaimouxiezhuanyelingyufeichangxingwang,xiangxinsuizhejishudebuduanwanshan,tamendeshichangjiangjixubuduanzengchang。
盡jin管guan我wo國guo是shi電dian子zi產chan品pin的de製zhi造zao出chu口kou大da國guo,但dan是shi令ling人ren尷gan尬ga的de情qing況kuang是shi,大da部bu分fen製zhi造zao用yong的de傳chuan統tong分fen立li元yuan件jian卻que來lai自zi進jin口kou,本ben土tu產chan品pin所suo占zhan市shi場chang份fen額e微wei乎hu其qi微wei。幾ji乎hu所suo有you的de領ling先xian性xing電dian子zi產chan品pin中zhong所suo采cai用yong的de這zhe類lei基ji礎chu元yuan件jian基ji本ben上shang完wan全quan被bei日ri本ben、韓han國guo和he中zhong國guo台tai灣wan的de企qi業ye所suo壟long斷duan。形xing成cheng這zhe種zhong局ju麵mian的de原yuan因yin主zhu要yao在zai於yu,由you於yu起qi步bu晚wan,國guo產chan分fen立li元yuan件jian產chan品pin主zhu要yao集ji中zhong在zai技ji術shu含han量liang較jiao小xiao的de中zhong低di端duan領ling域yu,因yin此ci大da量liang新xin型xing電dian子zi元yuan器qi件jian依yi靠kao進jin口kou,同tong時shi,價jia格ge、渠道、服務因素也在很大程度上使得國產電子元件產品缺乏進入整機配套體係的機會。
這一問題在“十五”期間就得到有關部門的重視,並製定出了具有針對性的提升我國分立元件產業競爭力的發展戰略:以發展新型高端元件為牽引,以關鍵材料為突破口,以提升生產工藝技術為著眼點,將“材料研究-工藝開發-元件生產”xiangjiehe。zaiyouguanxiangmudeyanjiujichushang,jinyibuzuzhililiang,tongguochanxueyanxiangjiehe,fazhanxinxingcailiao,tupoguanjianjishu,xingchengzizhuzhishichanquan,quanmiantishengwoguodianziyuanjianchanyedechanpinjiegouhejishushuiping。
重點發展方向:針對無源電子元件高端產品和無源集成的關鍵技術問題:
● 能促進量大麵廣的分立元件產品升級換代的核心材料;
● 具有共性的關鍵元件工藝技術;
● 高附加值的高端集成模塊產品。
經過這些年的發展,已經逐步形成了我國在分立元件高端產品和集成技術方麵的自主知識產權;發展出一係列技術指標居國際先進水平新型材料、元件和模塊,及其製程工藝;形成一批具有國際先進水平的片式電子元件成果轉化基地及產業鏈。目前在我國3G移動通信、數字電視、載zai人ren航hang天tian工gong程cheng等deng重zhong大da科ke技ji項xiang目mu中zhong,國guo產chan分fen立li元yuan件jian開kai始shi嶄zhan露lu頭tou角jiao。國guo家jia的de大da規gui模mo刺ci激ji經jing濟ji投tou入ru和he全quan球qiu性xing金jin融rong危wei機ji使shi得de在zai分fen立li元yuan件jian領ling域yu,我wo國guo有you機ji會hui拉la近jin與yu先xian進jin國guo家jia、地區的技術、市場差距,機遇已經出現在眼前……
電容技術的延伸:超級電容和電容式觸摸屏
科技的發展使得一些技術和概念不再局限在傳統領域,新材料、新興市場的發展推動了傳統元件技術向新興領域延伸。比如電容就在很多領域找到了新的定位。
電容式觸摸屏
就像Windows的de誕dan生sheng,改gai變bian了le人ren機ji交jiao互hu的de方fang式shi,屏ping幕mu觸chu摸mo技ji術shu同tong樣yang將jiang人ren機ji交jiao互hu推tui向xiang一yi個ge新xin的de時shi代dai。經jing過guo多duo年nian的de發fa展zhan,電dian容rong式shi觸chu摸mo屏ping技ji術shu開kai始shi顯xian示shi出chu與yu眾zhong不bu同tong的de優you勢shi。
最早導入觸摸技術的市場是工業控製領域,其目的是將繁複且麵積龐大的機械設備控製盤,整合到單一窗口、多重分頁的屏幕上,當時使用的是中大尺寸電阻屏。然而電阻屏的壽命與耐受性不足等缺憾,實在無法滿足工控領域的需求。直到2003年前後,由於電阻屏製造成本降低,開始有小尺寸被應用在PDA、GPS等可攜式產品中,觸摸技術正式進入消費性市場。不過,就消費電子市場而言,電阻屏有很多不盡人意的地方。2006年,采用小尺寸電容式觸摸屏的iPhone問wen世shi,蘋ping果guo出chu色se的de營ying銷xiao能neng力li加jia上shang電dian容rong式shi觸chu摸mo屏ping高gao品pin質zhi的de光guang學xue特te性xing與yu多duo點dian觸chu摸mo功gong能neng,立li刻ke掀xian起qi一yi陣zhen風feng潮chao,成cheng為wei近jin年nian來lai最zui受shou矚zhu目mu的de觸chu摸mo技ji術shu。
電容式觸摸技術偵測的信號來自於因觸碰而引起的微量變化。按工作原理的不同,可大略分為表麵電容式觸摸技術(SCT)與投射電容式觸摸技術(PCT)。前者常見於大尺寸戶外應用,如公共信息平台及公共服務平台(POS機)等產品上,諸如iPhone等小尺寸消費電子設備則大量使用PCT技術。
與目前市場占有率最高的電阻式觸摸(電阻技術的延伸產物)技術相比,電容式觸摸技術具有多項優點:高達97%的穿透率與更真實的色彩呈現;觸摸功能的實現隻需輕觸甚至不必實際與屏接觸;更長的使用壽命,電容屏的觸摸壽命約為兩億次,為四線電阻屏(一百萬次)的兩百倍,五線電阻屏(四千萬次)的五倍。
iSuppli調查表示,預計2012年全球觸摸板產值將由2006年的24億美元上升到44億美元。目前在這一領域已經雲集了100多家製造商和300家裝配公司與輔助機械供應商。其中電容式觸摸板在iPhone的帶動下將會迅速取代其他技術,成為市場主流。
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超級電容
suoweichaojidianrong,keyilijieweirongliangchaodadedianjiedianrong。buguozhekedianrongdeyongtuyuyiwangdaxiangjingting,tashibeidangzuodianchilaishiyongde。chaojidianrongderongzhitongchangzai1F以上,與電路中常見的幾百、幾千uF的電解電容相比,容量足足大了1000倍,工作電壓範圍從1.5V到160V甚(shen)至(zhi)更(geng)高(gao)。隨(sui)著(zhe)電(dian)容(rong)值(zhi)和(he)電(dian)壓(ya)增(zeng)加(jia),其(qi)體(ti)積(ji)也(ye)會(hui)增(zeng)加(jia)。電(dian)容(rong)值(zhi)在(zai)數(shu)十(shi)法(fa)拉(la)左(zuo)右(you)的(de)早(zao)期(qi)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)是(shi)個(ge)大(da)塊(kuai)頭(tou),主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)大(da)型(xing)電(dian)源(yuan)設(she)備(bei)。具(ju)有(you)低(di)電(dian)壓(ya)工(gong)作(zuo)能(neng)力(li)的(de)小(xiao)體(ti)積(ji)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)則(ze)常(chang)用(yong)作(zuo)消(xiao)費(fei)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)短(duan)期(qi)備(bei)用(yong)電(dian)源(yuan)(比較高端的UPS)。隨著最近技術的進步,將超級電容的工作電壓提高到25Vdc時,體積增加不到一倍,這也意味這顆器件更加優秀的電容屬性。不過超級電容應用並不是一帆風順,早在2006年,上海就有采用超級電容的為電池的公交車投入試運行,不過故障率奇高,一個星期時間7輛車就隻剩下2輛還在正常工作,這使得超級電容真正進入汽車市場的腳步被迫放慢。
經過近些年發展,超級電容的體積越做越小,品質越來越穩定,性能越來越像電池。目前,5F以(yi)上(shang)的(de)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)應(ying)用(yong)於(yu)許(xu)多(duo)便(bian)攜(xie)式(shi)和(he)手(shou)持(chi)式(shi)產(chan)品(pin)中(zhong),有(you)些(xie)甚(shen)至(zhi)替(ti)代(dai)了(le)電(dian)池(chi)。在(zai)汽(qi)車(che)領(ling)域(yu)更(geng)是(shi)發(fa)展(zhan)迅(xun)猛(meng),由(you)於(yu)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)短(duan),電(dian)解(jie)質(zhi)材(cai)料(liao)環(huan)保(bao)等(deng)因(yin)素(su),很(hen)多(duo)製(zhi)造(zao)商(shang)對(dui)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)作(zuo)為(wei)混(hun)合(he)動(dong)力(li)汽(qi)車(che)的(de)電(dian)力(li)能(neng)源(yuan)來(lai)源(yuan)寄(ji)予(yu)厚(hou)望(wang),希(xi)望(wang)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)早(zao)日(ri)從(cong)概(gai)念(nian)車(che)上(shang)轉(zhuan)至(zhi)通(tong)用(yong)車(che)輛(liang)中(zhong)。
jinqimashengligongxueyuanshiyanshideshujubiaoming,zaiweilaijiniannei,chaojidianrongdenengliangchucunnenglijiangchuxianzhidefeiyue。muqiandechaojidianrongchanpinfangdiansudushichuantongdianchide10倍,而能量儲存能力在體積相同的條件下則隻有後者的50%。這一不利局麵將在未來幾年內得到扭轉。屆時,超級電容將真正進入一個更為廣闊的應用領域。
隱藏在電路中多年的第四類元件——憶阻器
兩篇時隔三十七年的論文
基礎電子學教科書列出了三種基本的電路元件:電阻器、電容器和電感器。現在隨著第四類元件的發現與證實,傳統的觀念正在發生轉變。
早在1971年,美國加州大學伯克利分校的華裔科學家蔡少棠教授就發表了題為《憶阻器:下落不明的電路元件》的論文,論文指出,除電容、電感和電阻之外,電路中還應該存在第四種基本元件——yizuqi。zhepianlunwentigongleyizuqideyuanshililunjiagou,tuicedianluyoutianrandejiyinengli,jishidianlizhongduanyiran。gaikuolaishuo,yizuqishiyizhongyoujiyigongnengdefeixianxingdianzu。tongguokongzhidianliudebianhuakegaibianqizuzhi,ruguobagaozuzhidingyiwei“1”,低阻值定義為“0”,則這種電阻就可以實現存儲數據的功能。不過這一發現在當時並未引起重視。因此,就像這篇論文的標題一樣很快就“下落不明”了。
一隔近40年,憶阻器的存在一直無人去證實。直到去年,來自惠普實驗室下屬的信息和量子係統實驗室的4位研究人員,證實了憶阻現象在納米尺度的電子係統中確實是天然存在的,他們以《尋獲下落不明的憶阻器》為(wei)論(lun)文(wen)標(biao)題(ti)來(lai)呼(hu)應(ying)蔡(cai)教(jiao)授(shou)的(de)預(yu)測(ce)。在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong),固(gu)態(tai)電(dian)子(zi)和(he)離(li)子(zi)運(yun)輸(shu)在(zai)一(yi)個(ge)外(wai)加(jia)偏(pian)置(zhi)電(dian)壓(ya)下(xia)是(shi)耦(ou)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)。這(zhe)一(yi)發(fa)現(xian)可(ke)幫(bang)助(zhu)解(jie)釋(shi)過(guo)去(qu)50年來在電子裝置中所觀察到的明顯異常的回滯電流—電壓行為的很多例子。
研究人員表示,憶阻器器件的最有趣特征是它可以記憶流經它的電荷數量。蔡教授原先的想法是:憶阻器的電阻取決於多少電荷經過了這個器件。讓電荷以一個方向流過,電阻會增加;如果讓電荷以反向流動,電阻就會減小。簡單地說,這種器件在任一時刻的電阻是時間的函數———或多少電荷向前或向後經過了它。這一簡單想法的被證實,將對信息技術科學產生深遠的影響。
憶阻器將變革存儲方式
科ke學xue家jia指zhi出chu,隻zhi有you在zai納na米mi尺chi度du上shang,憶yi阻zu的de工gong作zuo狀zhuang態tai才cai可ke以yi被bei察cha覺jiao到dao。憶yi阻zu器qi最zui簡jian單dan的de應ying用yong就jiu是shi構gou造zao新xin型xing的de非fei易yi失shi性xing隨sui機ji存cun儲chu器qi,或huo當dang計ji算suan機ji關guan閉bi後hou不bu會hui忘wang記ji它ta們men曾zeng經jing所suo處chu的de能neng量liang狀zhuang態tai的de存cun儲chu芯xin片pian。電dian腦nao會hui回hui到dao你ni關guan閉bi時shi的de相xiang同tong狀zhuang態tai。同tong樣yang原yuan理li,憶yi阻zu器qi可ke讓rang手shou機ji在zai使shi用yong數shu周zhou或huo更geng久jiu時shi間jian後hou無wu需xu充chong電dian,也ye可ke使shi筆bi記ji本ben電dian腦nao在zai電dian池chi電dian量liang耗hao盡jin後hou很hen久jiu仍reng能neng保bao存cun信xin息xi。憶yi阻zu器qi也ye有you望wang挑tiao戰zhan目mu前qian數shu碼ma設she備bei中zhong普pu遍bian使shi用yong的de閃shan存cun,因yin為wei它ta具ju有you關guan閉bi電dian源yuan後hou仍reng可ke以yi保bao存cun信xin息xi的de能neng力li。利li用yong這zhe項xiang新xin發fa現xian製zhi成cheng的de芯xin片pian,將jiang比bi目mu前qian的de閃shan存cun更geng快kuai地di保bao存cun信xin息xi,消xiao耗hao更geng少shao的de電dian力li,占zhan用yong更geng少shao的de空kong間jian。概gai括kuo一yi下xia憶yi阻zu器qi的de應ying用yong前qian景jing:如果憶阻器夠快,那麼DRAM、Flash進博物館;如果憶阻器成本夠低,那麼溫徹斯特硬盤就得進博物館。
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