網站文章
- Advertisement -
機器人應用一觸即發 擘畫無線充電新版圖
2018年人工智慧機器人討論熱度持續升溫,無論是哪一家機器人製造商皆希望透過差異化的產品特色,贏得市場注目進而創造營收佳績,而無線充電技術的導入,就是一項刺激機器人創造另一波成長高峰的關鍵技術。
機器人對無線充電的需求,就像是一頭沉睡的獅子般逐漸被喚醒。捷佳科技市場總監亓立安表示,磁共振已突破無線充電距離、功率與面積的限制,成為許多機器人製造商將產品無線化的東風,包含掃地機器人、陪伴/個人型機器人、家庭報警/安防機器人,機器手臂等應用,皆有望成為未來無線充電導入的目標。
以現階段來看,首波導入無線充電技術的機器人,預計鎖定於掃地機器人和陪伴型機器人為主。亓立安談到,許多掃地機器人原來使用的充電座,可能會因為使用時間久而產生氧化或對位充電不精確等問題,有其採用無線充電技術的必要性。
而從技術面來討論,無論是哪一類型的機器人,在行走的過程中,都會需要離地面一些距離。舉例來說,掃地機器人在行進的過程中,離地大約1~1.5公分左右,而這絕對需要磁共振技術才能實現,因為磁感應技術受限於物理限制,若超過0.7公分,對於充電效率影響極大。
不過,雖然磁共振技術為無線充電應用帶來許多好處,但以目前的成本價格來看仍然偏高。普遍來說,一個接收器與發射器的模組加起來預估約50美金左右,將可能成為廠商投入的絆腳石。但綜觀機器人產業來看,較屬於創新型市場,對於高單價的無線充電技術導入意願較高,據了解目前已有廠商默默耕耘相關市場。
亓立安認為,所有創新都需要一個產業的領頭羊帶動市場,就像智慧手機無線充電的爆發,也是在三星和蘋果兩大手機品牌商的導入有明顯的成長,而機器人市場也是如此。目前該公司已與北美知名品牌掃地機器人廠商,以及陪伴型機器人大廠合作無線充電技術,提供30W傳輸功率、20公分傳輸距離,其效率約70%左右的無線充電模組,預計今年年底開始出貨,相關機器人產品亮相的時間點約莫2019年年底,屆時市場大量鋪貨,將引發更多製造機器人的廠商跟進效應。
亓立安透露,2019年預計將有更多不同類型的機器人導入無線充電技術,故該公司正積極標準化旗下機器人無線充電模組,期能在模組尺寸小型化的同時,進一步提升輸出功率與效率,刺激無線充電機器人市場更加蓬勃發展。
Yole:2017年CIS產業規模達139億美元 Sony占鰲頭
產業研究機構Yole Développement發布CMOS影像感測器(CMOS Image Sensor, CIS)的年度技術和市場分析指出,2017年CIS市場規模達139億美元,預測2017~2023年的年複合成長率(CAGR)為9.4%,主要成長動能在於智慧手機整合了額外的相機鏡頭與功能以支援光學變焦、生物感測和3D辨識等功能。
2016年CIS產業規模為116億美元,2017年大幅成長近20%,達到139億美元,Yole預期2023年將將進一步成長至230億美元。營收主要來自可攜式產品、消費性和運算類產品。CIS產業目前由三個亞洲重量級廠商主導:Sony、三星和Omnivision,其中龍頭Sony市占率高達42%,Samsung市占率約20%,Omnivision市占率則是11%左右,CIS產業2017年在全球半導體產業的成長,也是創紀錄的一年。另外,未來幾年行動、安全和汽車應用市場的蓬勃發展,也將促使CIS產業成長動能源源不絕。
DRAM市場成長放緩 大廠延遲產能擴張計畫
DRAM的平均售價在過去兩年強進成長,眾廠商的資本支出與產能皆在擴增當中。然而,DRAM平均售價與市場成長速度很快將要開始下滑,相關供應商應隨時調整資本支出擴張計畫。目前,韓廠三星(Samsung)與SK海力士(SK Hynix Semiconductor)皆已陸續延遲產成擴張計畫,然而中國IC供應商卻正在積極投入該市場,預期在未來中國廠商將在該市場搶下重要角色。
市場調查單位IC Insights指出,過去兩年以來,DRAM製造商一直以將近滿負載的產能在營運其工廠。因此,DRAM價格穩定上升,並為供應商帶來相當可觀的利潤。在2018年8月,DRAM的平均銷售價格達到了6.79美元,與2016年8月相比成長了165%。儘管在今年DRAM平均銷售價格的成長速度已經放緩,但仍然維持穩定上揚。
在連續的大幅價格上揚之後,DRAM的資本支出與產能投入皆在擴增。在2017年,DRAM的資本支出成長的81%,至163億美元;預計2018年將再增加40%至229億美元。然而DRAM的市場以非常具有週期性聞名,該平均售價在經歷了過去兩年的強勁成長之後,理論上應該很快要開始走跌。這些大量的資本支出也有可能會增添大量的新產能,進而成為價格快速下跌的原因。
IC Insights引用報導指出,由於預期需求疲軟,因此三星與SK海力士皆已於2018年第三季度延遲不分擴張計畫。另一方面,在未來幾年中國新創公司將在該市場扮演重要的角色。IC Insights估計,中國廠商的產能將占DRAM市場的40%,並且占快閃記憶體市場的35%。中國IC供應商合肥長鑫(Innotron)與福建省晉華集成(JHICC)將於今年開始投入DRAM市場。儘管起初來自中國的技術將無法與三星、SK海力士以及美光媲美,但新進的中國廠商將如何影響DRAM市場依然值得時時關注。
Imec大秀前瞻研究成果 半導體/生醫跨界整合潛力可觀
拜醫療技術進步之賜,先進國家民眾的平均壽命比過去明顯延長。但壽命的延長不等於生活品質的提升,許多因老化而產生的疾病,往往使老人在人生最後幾年受盡折磨。另一方面,在許多開發中國家,由於醫療資源不足,傳染病仍對數以百萬計的人口造成威脅。結合半導體技術與生物醫療,將有助於解決上述問題,為提升人類整體的生活福祉做出貢獻。
比利時微電子中心(imec)生命科學與影像部門副總裁Paru Deshpande指出,在人類的科技史上,半導體跟電子科技是進步速度最快的技術,在短短70年間,計算機的運算效能成長了10億倍,晶片上的電路尺寸也已進入奈米等級,跟遺傳物質DNA的大小非常接近。imec相信,微電子技術可以為生醫領域帶來重大突破,且不論是先進國家或開發中國家,都能因此受益。
對先進國家的醫療體系來說,醫療成本支出飆漲是當前最棘手的問題。由於醫療技術進步,先進國家的民眾壽命明顯延長,但很多慢性病跟由老化所引起的疾病,也跟著成為流行病,不僅患者的生活品質不佳,對醫療體系也造成沉重負擔。如何利用微電子技術降低各種生醫檢測的成本,或是利用電子設備來早期監控疾病癥狀,提早治療,則是科學界跟產業界可以共同努力的方向。
對開發中國家,重點則在於對傳染病疫情的早期預警跟監控。然而,很多傳染病的致病原必須要利用實驗室等級的設備才能正確判斷,不僅檢驗成本昂貴,而且也緩不濟急。如果能把生醫實驗室的設備做成可攜式設備,並把成本壓低,成為第一線醫療人員的標準配備,對於疫情的早期偵測跟預警,將可帶來莫大幫助。
簡言之,把醫療設備或檢驗器材微型化,同時降低成本,是生醫科技能否造福更多人的關鍵,而這正是微電子技術最擅長的。現在imec的研究團隊已經發展出各種晶片等級的解決方案,例如生物光子檢測晶片、微流體晶片、神經探針晶片等核心技術,可運用在生物檢測、細胞培養、疫苗生產或腦神經研究等。藉由這些技術,以往生醫實驗室裡的大型儀器,現在可以變成可攜式設備的大小,或是在同樣的外觀尺寸下,執行更多更複雜的檢測項目。
除了既有設備的微型化之外,穿戴式裝置也是imec大力研究的方向。Deshpande透露,神經探針是imec相當看好,未來極具發展潛力的核心技術。目前神經探針的主要用途是腦神經醫學研究,也就是利用探針與神經系統建立連線,讓研究人員得以研究腦神經的運作。但這個概念如果反過來用,把探針當作電子設備接收神經訊號的介面,就有可能讓人類藉由神經傳導直接控制電子設備。
理論上來說,這是可行的,因為人的神經系統就是靠電流來傳遞訊號,跟電子系統內的通訊系統本質上沒有太大的不同。因此,imec內的研究團隊已經開始在研發以神經探針作為介面的新世代義肢,希望讓殘障者可以透過神經傳導控制義肢運作。另一方面,如果相關研究取得重大進展,將會開拓出許多新的疾病治療手法,因為人體每個器官都有神經互聯,但現在的疾病治療方法很少從神經系統這條路下手。
英特爾加碼10億擴產14nm 2019年10nm量產
為了緩解CPU供應吃緊以及消弭外界對於營收短少的顧慮,英特爾(Intel)日前宣布將增加資本支出,加碼10億美元,擴產14nm晶片產能,以因應客戶需求;並重申預期今年增加資本支出將達到150億美元,並預計在2019年量產10nm晶片。
英特爾首席財務長兼臨時首席執行長Bob Swan表示,數據資料持續以爆發性的速度成長,且企業、消費者對於資料處理、儲存、分析與共用的需求越來越高,不僅推動許多創新應用,也驅動雲端、網路與企業對於高效能運算的需求。基於此一趨勢,到2018年6月份,英特爾以資料為核心的業務成長了25%,雲端運算收入上半年大幅增加43%;而以PC為核心的業務表現得更加驚人。
Bob Swan進一步說明,根據Gartner報告指出,2018年第二季度全球PC出貨量出現了6年來的首次成長。因此,該公司也預計,今年PC總體潛在市場規模(TAM)將自2011年以來,首次出現溫和增長,主因是遊戲和商用系統的強勁需求所帶動。
然而,PC的成長也為英特爾帶來了挑戰。Bob Swan指出,PC總體潛在市場規模突然重返增長,為英特爾各工廠帶來了壓力。要滿足高性能細分市場的需求。這意味供貨會顯得吃緊,尤其是在入門級PC市場。目前英特爾正優先安排Xeon和Core處理器的生產,而我們也相信未來將有足夠的供貨來達成7月份所宣布的全年營收展望,也就是比1月份的預期高出45億美元。
為了因應此一挑戰,Bob Swan透露英特爾將採取以下行動。英特爾於2018年投入的資本支出將創紀錄達到150億美元,較年初計畫增加了約10億美元。該公司正將這10億美元投入到美國俄勒岡州、亞利桑那州,以及愛爾蘭、以色列的14nm生產基地,提高供貨量,以因應不斷成長的市場需求。
同時,Bob Swan也指出,英特爾在10nm晶片製程上也持續取得進展,升產良率不斷提高,因此,仍會繼續維持2019年實現量產的計畫。
IDC:AR/VR頭戴裝置產業發展漸入佳境
跟據產業研究機構IDC(International Data Corporation)最新研究報告指出,預計2018年獨立式和非獨立式擴增實境(AR)和虛擬實境(VR)頭帶式裝置的全球出貨量將達到420萬台,較2017年成長31%。預計到2022年,這些頭戴式裝置的出貨量將增加至5310萬台,年複合成長率(CAGR)為88%。
IDC表示,已更新其預測以進一步推動AR頭戴裝置的成長,因為智慧手機和平板電腦的AR進展將繼續超過頭戴裝置,蘋果的ARKit繼續改善在iOS設備上使用AR的體驗,谷歌的ARCore正在越來越多的Android設備上使用,而8th Wall和PTC等第三方SDK供應商將繼續推動這一領域的創新。
雖然大多數以消費者為中心的AR應用專注於智慧手機和平板電腦,但商用AR正在推動獨立式和非獨立式AR頭戴裝置的出貨量。IDC預計該類別到2020年將超過100萬大關,此後成長將大幅增加。隨著越來越多的供應商進入市場,額外的使用案例開始實現,價格下降,預計到2022年底,AR裝置的總出貨量將達到2160萬台,CAGR高達214%。
而在VR應用部分,儘管最近VR頭戴裝置市場出現衰退,但隨著全球出貨量躍升至860萬部,該市場的成長將在2019年重拾成長動能。這種成長的大部分來自於非獨立式和獨立式設備的日益普及,特別是在商業領域,以及無螢幕VR頭戴裝置出貨量的下降。2022年VR頭戴式裝置產業用與消費性產品,預計出貨量總計將達到3149萬台,CAGR達67.2%。
車用電池感測市場看好 亞太區成長最快
隨著全球各國對於節能減碳的要求逐漸提升,無論是電動車或是混合動力車的汽車電池感測器滲透率將逐漸提升。預計到了2025年時,汽車電池感測器市場規模將達到49.2億美元,並以亞太地區為成長最快的區域市場。
根據市場調查機構MarketsandMarkets調查報告指出,由於汽車市場對於節能的重視以及對碳排放量限制逐年皆提高,該趨勢將推動汽車電池感測器的發展。無論是12V、24V、48V車用電力系統都將受到該趨勢的影響。該報告進一步指出,混合動力車在內的總體汽車電池感測器市場,預計將在2018年達到23.5億美元。並且預計,到了2025年時,該市場能達到49.2億美元市場規模,預計複合年增長率將達11.09%。
MarketsandMarkets預測,在未來,12V車用電力系統將會是該市場成長最快的部分。由於對於汽車節能的需求不斷提升,因此目前市場已出現12V鉛酸電池的智慧電池感測器(Intelligent Battery Sensor, IBS)用於監控電池狀態,IBS將蒐集並提供電池的溫度、電壓、電流等訊息,有助於提升車輛的燃油效率,並能優化電力系統與電池效能,進而延長電池壽命。12V鉛酸電池IBS的主要成長區域市場將為墨西哥、印度、中國等發展中國家。
另一方面,若以車種劃分,乘用車(Passenger Car)將是汽車電池感測器的最大市場。由於乘用車數量不斷增加,對於節能汽車的需求也持續成長,再加上日益嚴格的碳排放標準,也推動了汽車電池感測器在乘用車市場的成長。
MarketsandMarket也預測,由於亞太地區的汽車製造商依然在持續擴增產能,以滿足高階車款與節能汽車的需求。同時,中國與印度也逐漸提升汽車廢氣排放標準,也由於中國與日本地區對於輕型商用車(Commercial Vehicles)的需求成長。以上趨勢將推動該區域市場汽車電池感測器的發展,使亞太地區將成為汽車電池感測器成長最快的區域市場。
瞄準GaN商機 ST攜手Leti開發矽基氮化鎵功率轉換技術
布局氮化鎵(GaN)市場,意法半導體(ST)近期宣布和CEA Tech旗下之研究所Leti宣布合作研發矽基氮化鎵功率切換元件製造技術,以滿足高效能、高功率的應用需求,例如電動汽車車載充電器、無線充電和伺服器等。雙方將利用IRT奈米電子技術研究所的框架計劃,製程技術將會從Leti的200mm研發線移轉到ST的200mm晶圓試產線,預計2020年前投入運營。
如何提高能源使用效率,已是產業界共通的發展課題,而氮化鎵具備更高的開關速度、更低的切換損失等特性,能有效提升高功率電源系統能源效率。因此,許多電源相關晶片業者紛紛將未來產品重心放在GaN的應用導入之上;有鑒於矽基氮化鎵技術對電源產品應用的吸引力,Leti和ST正在評估高密度電源模組所需的先進封裝技術。
意法半導體汽車與離散元件產品部總裁Marco Monti表示,在認識寬能隙功率半導體價值後,該公司與CEA-Leti開始攜手研發矽基氮化鎵功率元件的製造和封裝技術,希望透過雙方合作,打造更完整的GaN和SiC產品組合。
Leti執行長Emmanuel Sabonnadiere則指出,該公司團隊利用其200mm通用平台全力支援ST矽基氮化鎵功率產品的策略規劃,並完成準備將該技術移轉到ST圖爾工廠的專用生產線。
本合作計畫之重點是在200mm晶圓上開發和驗證製造先進矽基氮化鎵架構的功率二極體和電晶體。ST和Leti利用IRT奈米電子研究所的框架計劃,在Leti的200mm研發線上開發製程技術,預計在2019年完成可供驗證的工程樣品。同時,ST還將建立一條高品質生產線,包括GaN/Si異質磊晶製程,並計劃2020年前在法國圖爾前段製程晶圓廠進行首次生產。
為搶攻GaN市場,ST近期可說是動作頻頻。除了和Leti合作研發先進矽基氮化鎵功率二極體和電晶體架構外,不久前也宣布與MACOM合作開發射頻矽基氮化鎵技術。射頻矽基氮化鎵採用與矽基功率氮化鎵不同的技術,其應用優勢也不同。例如,功率矽基氮化鎵技術適合在200mm晶圓上製造,而射頻矽基氮化鎵目前更適合在150mm晶圓上製造;但無論哪種方式,由於低切換損失特性,GaN皆適用於更高工作頻率的產品應用。
Imec/國研院簽署MOU 攜手推動超光譜檢測應用
比利時微電子研究中心(Imec)近日與國家實驗研究院簽署合作備忘錄(MOU),比利時微電子研究中心台灣實驗室 (Imec Taiwan)將與國家實驗研究院旗下的儀器科技研究中心(儀科中心)將密切合作,共同研發以超光譜技術為基礎的先進影像與光學應用。
Imec執行長Luc Van den hove博士表示,這次結盟將讓雙方得以充分利用彼此優勢,發展高光譜與其他先進的衛星成像儀器。Imec不僅在成像系統整合與微型化技術方面首屈一指,更是影像資料處理方面的佼佼者。在強強聯手之下,研發出高性能兼具成本優勢且性質更為可靠的新一代儀器將指日可待。國家實驗研究院院長王永和博士則指出,儀科中心長期深耕光學、真空與光機電系統整合等核心技術。從2014年開始,儀科中心即與台灣Imec共同研發,雙方合作順利愉快,也促成今日雙方簽署此合作協議,建立更密切的合作關係,共同開發高光譜技術及穿戴式裝置等應用技術。
此次合作主要涉及先進成像與光學系統的研發,包含高光譜技術與各種先進光學元件開發。儀科中心的團隊會評估Imec最新的快掃式高光譜成像系統,以及應用於顯微鏡的性能與系統整合測試,潛在的應用領域則包含奈微米材料與人體組織的顯微影像分析。此外,儀科中心也會在先進光學元件研發貢獻所長,並應用於先進投影顯示系統。
Imec整合影像事業群專案經理Andy Lamberchts表示,超光譜檢測是一種以不可見光(主要是紅外線)為基礎的檢測技術,可以應用在生物醫學、化學物質甚至藝術品修復與智慧農業等領域。但要完全釋放這項技術的潛能,必須設法把系統微型化,使相關檢測設備方便攜帶。Imec已成功開發出超光譜影像感測器晶片,也完成了基本的攝影機系統整合設計,但完整的超光譜檢測系統還涉及到光學鍍膜、照明、鏡頭等元素,這也是未來與儀科中心合作的重點。
快充設計有挑戰 70V LDO滿足寬電壓應用需求
電池續航力為一般消費者對於智慧型手機使用體驗中,最為在意的重點之一。在未來,USB PD PPS(Programmable Power Supply)結合USB Type-C將為手機、筆記型電腦等等多種設備帶來快充體驗,然而,寬電壓的應用需求也為架構設計帶來挑戰,立錡科技也為此推出了相對應的解決方案。
立錡科技AD研發處技術副處長張煒旭指出,在待機功耗遲遲沒有辦法降低的情況下,當今許多高階機種,皆已將智慧型手機電池容量提升至3,500~4,000mAh,以提升使用者體驗。除了提升電池續航力之外,就是將適配器的功率提升,降低所需要的充電時間;目前已有新技術將充電功率提升至20W,近日Vivo更提出了50W的架構。
近來,USB-IF提出了架構在USB3.0之上的USB PD PPS規範,整合了高電壓低電流、低電壓大電流兩種充電模式,除使得電壓調節更為精準之外,也能支援PE4.0與QC4.0。
另外,張煒旭進一步說明,目前配備USB Type-C的設備越來越普及,支援USB PD PPS快速充電的設備也將越來越多。由於PD 3.0能夠支援到15V~20V電壓,因此在未來甚至不僅是手機的應用,也將取代傳統筆記型電腦的充電適配器。
儘管市場看好,然而未來在PD充電器的設計上,依然有些許挑戰待突破。穩定CV控制迴路便是挑戰之一。張煒旭指出,在以往適配器只須滿足5V、12V的電壓輸出,如今卻必需要支援到20V以上,由於電壓運作涵蓋範圍過大,控制範圍較寬,因此成為技術挑戰。為因應相關技術挑戰,立錡科技所推出的IC產品內含一70V的LDO(Low Drpout),以因應寬電壓範圍的應用需求。












