EMI

對車載網路(IVN)而言，速度、容量和可靠性等因素具有重要的意義。目前，在高速、低延遲的應用中，如控制器區域網路(CAN)、FlexRay、區域互連網路(LIN)、媒體導向的系統傳輸(MOST)和單邊半位元組傳輸(SENT)等專用匯流排缺少所需的頻寬。因此，這些舊式標準正逐漸被淘汰，改由資訊技術(IT)領域中的成熟技術所取代。 現今的關鍵範例即是汽車乙太網路，其涵蓋美國電機暨電子工程師學會(IEEE)所支援的四個標準。目前，汽車乙太網路將與跨越多個系統和子系統的多條匯流排共存。因此，在車輛和IVN的設計、驗證、除錯、疑難排解、維護和維修中，必須採用不同的測試方法。 本文概述與IVN的預期未來發展相關的趨勢、挑戰和解決方案。本文目標不是讓讀者成為該主題的專家，而是協助其奠定扎實基礎，以更深入進行IVN測試，進而讓讀者暨相關團隊將能加速讓新設計投入生產、簡化驗證測試、增強相容性測試、最佳化生產測試，以及簡化服務和維修後測試。 未來網路承載資料量/速度將大幅增加 如今，許多汽車皆包含80個以上的電子控制單元(ECU)。迄今為止，CAN、LIN、FlexRay、MOST和SENT等標準已在這些ECU和各種車載系統之間傳遞資訊：引擎、動力總成、變速器、剎車、車體、懸吊系統、資訊娛樂系統等(表1)。此外，蜂巢式和非蜂巢式無線技術(如Bluetooth、WLAN和GNSS)正在將外部資料串流傳送至資訊娛樂、導航和交通資訊系統。 表1　在主要的汽車系統中，不同的匯流排和資料速率可提供必要的通訊 在未來數年內，預計每輛車將會包含超過100個ECU，且連線的車內網路每天將要承載數TB的資料；且汽車估計將持續利用CAN、CAN-FD、LIN、FlexRay、SENT和MOST；不過，目前最高資料速率在FlexRay中為10Mbps，在MOST中則為150Mbps。換句話說，單純的「更快速」願望談何容易—普及的CAN匯流排將需要進行大規模的重新設計，以提供必要的速度、安全性和向後相容性。 隨著感測器數量增加和靈敏度提高，系統將會產生大量的資料：想像一下，有10至20部攝影機，提供360度視角，可全部傳送1080P(現在)或4K(未來)HD串流，且畫素深度從16至20(甚至是24)位元。這些數字會非常迅速地積少成多使得一部具有24位元畫素深度的4K攝影機將以每秒10至30個訊框的速率、每個訊框產生199MB。儘管現在1Gbps的速率可能已足夠，但很快將必須達到10Gbps(圖1)。 圖1　更多的系統會產生更多機載資料，這也推動對越來越多的感應器和ECU之間更快的資料速率和更寬頻寬的需求 目前IVN使用預處理硬體，在感測器處執行資料縮減(即壓縮)。不幸的是，這會導致延遲，影響反應時間，同時還降低影像品質，進一步限制有用的偵測距離。目前有一種新興的解決方案是將2至8Gbps的原始資料串流傳輸到晶片上的集中式系統(SoC)或通用處理單元(GPU)，這些資料可以處理傳入的即時資料。IVN正在從平面架構過渡到網域控制器架構；在該架構中，感測器會將原始資料串流傳輸到中央處理單元。 必要通訊串流正在擴大，並與車輛到基礎設施(V2I)、車輛到車輛(V2V)和車輛到所有事物(V2X)發展息息相關。這些均將在車輛操作和人機互動中發揮重要作用。 汽車乙太網路於高速通訊扮要角 在汽車應用中，資料的最佳利用需要更快的輸送量、更低的延遲、更高的可靠性和更高的服務品質(QoS)，以確保車輛的安全及可靠操作。隨著速度達到10Gbps，汽車乙太網路將在承載高速資料通訊方面發揮越來越重要的作用：IEEE 802.3cg，10BASE-T1，10Mbps；IEEE 802.3bw，100BASE-T1，100Mbps；IEEE 802.3bp，1000BASE-T1，1Gbps；以及IEEE 802.3ch，10GBASE-T1，2.5/5/10Gbps。 考量可用資料速率和對此類效能日益成長的需求，以及減少布線重量的期望，許多產業觀察家對汽車乙太網路普及率和連接的車載節點數量皆發布樂觀的預測。 產業標準化將迎新優勢 在整個汽車產業的歷史中，有一種歷史悠久的良好作法始終沒有改變：標準化。標準化作法之所以能夠歷久彌新，全是因為此作法可帶來重要的優勢，如供應商之間的競爭提升、組件成本降低，並確保互通性。 匯流排資料速率/支援拓撲為比較標的 在查看不同的匯流排時，比較每種匯流排的最大資料速率和其支援的網路拓撲類型是實用的資訊(表2)。 表2 主要汽車匯流排適合特定的任務範圍，但相較於以乙太網路為基礎的網路而言，這也使其通用性較差 汽車乙太網路還新增「交換結構」功能，可在區域網路(LAN)中提供高效效能。此功能會利用硬體和軟體的組合，並搭配多個乙太網路交換機來控制往返網路節點的流量。光纖網路知道其所有路徑、節點、需求和資源。在此框架內，可用的位址空間為224，可連接多達1,600萬個節點或裝置。 在新一代的IVN領域中，標準化的例子包括汽車乙太網路、MIPI A-PHY和HDBaseT車用電子。利用來自IT領域的可靠技術，隨著未來的車輛成為車輪上的資料中心，汽車產業將獲得重要的新優勢。 IVN測試於生命週期越發重要 隨著車輛達到更高的自主性，系統故障的潛在後果亦變得更加嚴重。為了協助確保此類系統的安全、可靠運作，車載網路的測試在車輛的整個生命週期中都變得越來越重要(圖2)。 圖2　在整個生命週期內維持測試一致性，將能有效避免系統故障，進而使越來越多的自動駕駛汽車能安全可靠運作 因此，仔細選擇系統設計工具和IVN測試解決方案，以充分滿足汽車生命週期所有不同階段的需求，將可為一級供應商、汽車OEM和汽車終端使用者帶來深遠的好處。 多匯流排測試並排運作挑戰多 現今的車輛採用多個同時運作的通訊匯流排。因此，系統最佳化和除錯作業既困難又耗時。在車輛的有限空間內平行使用所有技術，可能會導致電磁干擾(EMI)、訊號品質差等狀況，甚至可能導致嚴重的系統故障。 測試車載網路需要檢查整個車輛內部和整個車輛的可靠性、互通性、抗雜訊能力、串音和干擾源。驗證操作功能和通訊可靠性將遍及車輛內部每個ECU管理和匯流排連接的系統(圖3)。隨著車輛的資料密集度越來越大，測試對於確保生命週期各個階段(開發、驗證、生產、維護和服務)的安全、可靠運作至關重要。 圖3　網路架構範例，此架構使用汽車乙太網路作為中心集線器，用於與目前依賴於各種專用匯流排的各種系統進行通訊 測試挑戰1：除錯匯流排問題 CAN、LIN和FlexRay是相對成熟的匯流排通訊協定，而且設計堅固並易於整合。即使如此，車載通訊也會受到雜訊、電路板布局以及通電/斷電時序的影響，其中的問題可能包括過多的匯流排錯誤和鎖定。 使用CAN、LIN和FlexRay時，常見的問題包括訊號故障的疑難排解、除錯解碼通訊協定，以及瞭解多個通道、感應器和致動器。使用SENT時，則難以先配置示波器以解碼快速通道和慢速通道SENT訊息，然後再觸發解碼後的資訊。 如上所述，在車輛的近距離內同時運作的多條匯流排會產生EMI，進而導致訊號品質較差。預相容性測試可協助讀者隔離並確定訊號品質問題和匯流排效能問題的原因。如同CISPR 12、CISPR 25、EN 55013、EN 55022(由EN55032取代)和CFR Title 47，第15部分等相關標準相較，此測試還將提高讀者通過EMI和電磁相容性(EMC)正式測試的能力。 測試挑戰2：驗證電氣相容性 若要讓整個系統維持安全的運作，使用者必須確保可靠、低延遲的資料輸入/輸出車輛，或在車輛內傳輸。與CAN、LIN和其他產品不同，汽車乙太網路具有一套由IEEE和開放汽車聯盟(OPEN Alliance)定義的複雜的相容性測試套件，其中包括確保符合標準的電氣要求。這些測試通常會在設計、驗證和生產期間執行。 使用汽車乙太網路時，實體(PHY)層電氣測試涵蓋了發射器/接收器(收發器)效能的幾個關鍵屬性，如表3所示。具體目標是測試實體介質附件(PMA)與各種電氣參數的相容性。圖4顯示一個主發射器時序抖動測試的範例。有鑑於嚴格的相容性限制，以及需要消除任何可能的隨機或確定性抖動來源，主機和從屬裝置抖動量測可能會極具挑戰性。 圖4　主發射器時序抖動分析顯示了30.68ps的時間間隔誤差(TIE)，這是使用Tektronix 5/6系列MSO示波器和選配5-DJA/6-DJA量測所得出 表3　汽車乙太網路標準包括電氣量測，這些量測可分析透過單一UTP電纜所傳輸的訊號品質特性 測試挑戰3：驗證通訊協定相容性/系統效能 數位訊號的常見心理圖像是簡單的方波狀脈衝序列，具有兩個等級，指示「一」或「零」。實際上，大多數數位通訊網路使用多個等級來編碼每單位時間的更多資訊。有一種常見的方法稱為脈衝振幅調變(PAM)。 汽車乙太網路使用一種稱為三級PAM或PAM3的技術，以在相同的時脈頻率下達到更高的資料速率；在PAM3中，每個位準均須在特定的電壓位準下且在相對嚴格的容限範圍內。 這些訊號可能非常複雜，但是以示波器為基礎的量測(稱為眼圖)這種相對於訊號編碼要求(即通訊協定測試)確定訊號效能的視覺有效方式。眼圖的關鍵尺寸是其高度、寬度、線性和厚度(圖5)。結合這些資料將可提供實用的資訊，用以瞭解訊號如何可靠且正確傳遞編碼的資訊。 圖5　累積眼圖是一種可視化和分析一或多個週期內的多位準訊號特性的有效方法 務必留意的是，汽車乙太網路利用全雙工操作，這意謂著兩個連結的裝置可同時傳送和接收資料。相較傳統共用網路，其提供三個優點。首先，兩部裝置均可立即傳送和接收，而毋需輪流使用；其次，系統具有更大的聚合頻寬；第三，全雙工可在不同的裝置配對(如主從裝置)之間同時進行對話。 在這種複雜性中，汽車工程師面臨另一個挑戰：使用PAM3訊號進行全雙工通訊，不僅難以視覺化汽車乙太網路流量，亦無法完整分析訊號完整性。為了在連結上執行訊號完整性分析，並在實際系統環境中(使用示波器)對通訊協定進行解碼，設計人員需要分別查看每個連結，而此步驟要求在執行任何類型的分析之前先將訊號分隔。圖6和圖7對此狀況予以說明，而圖7則是採用太克(Tektronix)的創新型非侵入式訊號分離解決方案作為示例。 圖6　若不分離主從訊號，則難以理解該汽車乙太網路訊號的眼圖(頂部) 圖7　應用Tektronix的非侵入式訊號分離軟體，可以清晰看到主訊號的眼圖 節點之間的可靠通訊對於汽車的運作極為重要。因此，本文強烈建議在各種環境條件下使用不同的電纜長度、注入的雜訊等，在系統層級測試訊號完整性和通訊協定。 測試挑戰4：疑難排解/除錯中六大問題 無論問題是匯流排效能、EMI、電氣相容性，或是通訊協定相容性，皆由兩個基本屬性決定訊號品質，並因此決定資料效能：振幅和時序。為確保數位資訊能在匯流排上成功傳輸，必須在兩個向度上皆精確操作。在更快的匯流排速率和越來越複雜的訊號調變技術(如PAM3)下，此要求變得更加困難。 在開始除錯時，有六個問題特別常見，並且有一些眾所周知的根本原因： ・振幅問題：振鈴、動態載變電壓、矮波脈衝 ・邊緣像差：電路板布局問題、不正確的終端、電路問題 ・反射：電路板布局問題，不正確的終端 ・串音：訊號耦合、EMI ・接地反彈：過多的電流消耗、電源供應器中的電阻和接地迴路 ・抖動：雜訊、串音、時序不穩定 示波器是優先選擇的量測工具，但是由於沒有足夠的頻率涵蓋範圍、通道數、附件或螢幕上分析功能，導致疑難排解和除錯作業變得繁瑣且耗時。 標準化為IVN測試最佳解 如前所述，標準化一直是汽車產業長期以來的最佳作法。退一步談，這個相同的概念可應用於IVN測試解決方案的選擇。 透過統一的測試方法進行標準化將可協助讀者管理測試成本，如選擇一個可以輕鬆適應更高速度的測試平台，將使測試和量測解決方案支出更加有效。 在現實世界中，人們需要考量到車輛及其車載系統整個生命週期內的組織職責分野。若沒有統一的策略，通常的作法將導致在不同的測試組間的隨機測試硬體和軟體逐漸累積。 不幸的是，零散建立解決方案的方法並不足以對整合式系統或子系統進行有效的端到端測試。較可能的結果是開發團隊內部或跨活動(如開發、驗證、生產和服務)的量測結果不一致，而且測試時間會增加。 進一步仔細研究解決方案的一般屬性和特定屬性，這些屬性將有助於讀者降低測試成本，同時可確保在整個車輛生命週期中的結果一致。 概述解決方案一般屬性 在所有類型的IVN中，測試解決方案均須使讀者能查看原始的即時訊號和解碼的匯流排流量。透過CAN、FlexRay、LIN和SENT等成熟的標準，具有通訊協定解碼功能的示波器可用於查看和評估訊號品質，以及解碼後的匯流排流量。這些功能可協助讀者查看對系統效能有不利影響的相容性悖離行為。 對於汽車乙太網路而言，通過相容性測試的能力對於半導體製造商和一級供應商而言皆是不可避免的障礙。在正式的相容性測試之前執行詳細的訊號資格驗證程序，將可提升通過所需測試的可能性。 讀者可使用涵蓋所需頻率頻寬的示波器，並搭配適當的探棒、夾具、訊號源和軟體(如通訊協定解碼和分析)，來執行必要的汽車匯流排量測。如CAN匯流排是差動訊號。雖然示波器可使用單端探測方法來擷取和解碼匯流排，但使用差動探測方法將可提高訊號完整性和抗雜訊能力。 典型的測試過程是使設計經受多種操作條件(包括壓力測試)的影響，並分析其效能特性。關鍵量測包括電壓和時序量測、抖動分析和眼圖分析(如PAM3訊號)。如有需要，應可較易將結果與個別相容性測試串聯，而且更有價值的是，在整個供應鏈中相關—半導體製造商、一級供應商和OEM。 有廠商如Tektronix直接與汽車產業的工程師、第三方解決方案提供商和標準組織合作，為車載網路的驗證、疑難排解和相容性建立一系列創新的解決方案，該方案包括示波器、探棒、訊號源、頻譜分析儀和軟體。透過已針對應用進行最佳化處理的軟體解決方案，讀者可配置這些解決方案以解決CAN、CAN-FD、FlexRay、LIN、SENT、汽車乙太網路等問題。該軟體應用程式可提供進階分析功能，並透過自動化程序、量測和報告等功能有效節省時間。表4概述該解決方案在三個關鍵領域中的測試和分析：訊號品質、PMA發射器相容性和專用匯流排。 表4　可以輕鬆為車載網路應用建立正確的解決方案 IVN傳輸能力需不斷進步 確保可靠、低延遲的資料，在現代汽車內匯入/匯出及內部傳輸是整個系統維持安全、可靠運作的基本要求。考量到目前和未來車輛設計中所使用的匯流排數量，達成此目標就變得越來越困難。 在缺乏周全考量的情況下，由於各個測試部門之間須逐步累積硬體和軟體測試，導致常規作法陷入典型多年開發時間軸中。不幸的是，零星建立解決方案的方法並不足以對整合式系統或子系統進行有效的端到端測試。由此可能產生的結果是在測試解決方案方面支出效率低下，並且同樣令人擔憂的是，開發團隊內部、部門之間或整個供應鏈中的量測結果不一致。 在所有主要的IVN以及整個車輛生命週期中，該方案可協助讀者和讀者的團隊更快速讓新設計投入生產、加速驗證測試、增強相容性測試、最佳化生產測試，以及簡化服務和維修後測試。最終結果便將顯著提高滿足成本和進度等計畫目標的能力。 (本文作者任職於太克)

貿澤電子(Mouser)和亞德諾半導體(ADI)與TE Connectivity(TE)合作，為設計工程師供應工業環境通訊裝置所需要的元件。製造廠仰賴乙太網路，來維持工業應用所需要的即時效能與耐用性。相較於舊式的現場總線，乙太網路速度更快、處理大資料量的效率更佳，且能有效準確監控工廠內的設備。 ADI與TE Connectivity攜手合作，將乙太網路和其他工業通訊解決方案引進廠房。ADI ADIN1300為低功耗的單埠Gigabit乙太網路收發器，裝置整合節能的實體層(PHY)核心，功耗與延遲規格良好。 ADM3055E裝置採用ADI iCoupler技術，將三通道隔離器、CAN收發器和ADI isoPower DC-DC轉換器結合至單一表面黏著封裝內。其收發器符合5Mbps的CAN FD作業需求，速率最高可提升至12Mbps，以支援日後的需求。 ADM3067 RS-485收發器提供±12 kV IEC ESD保護，是專為多點匯流排傳輸線路最高50Mbps的高速雙向資料通訊所設計。這些收發器允許在匯流排上連接最多128部收發器，並具備完整的接收器短路、開路及匯流排閒置失效安全功能。 TE Intercontec連接器提供多種不同的尺寸、功能及功率等級，並全部採用顏色編碼，配接複雜設備時可避免誤插。連接器使用創新的1/8快鎖系統，有助於縮短安裝時間，降低現場安裝時失敗的風險。所有的Intercontec連接器皆達到IP 66/67等級(除另有說明外)，符合EN 60529認證。 TE整合磁性元件的工業用RJ45插孔提供高整合度的工業乙太網路連接解決方案，從纜線到實體層全都包含在內。整合的磁性元件可改善EMI雜訊屏蔽，提升連線可靠性。TE工業Mini I/O連接器為尺寸輕巧的線對線與線對板解決方案，尺寸只有傳統RJ45的25%。解決方案提供板載連接器的高固定力，結合小巧的金屬閂鎖機制，可避免意外拉出和/或拔出，縮短可能的系統停機時間。

動力系統感測架構剖析 如圖1所示，動力系統中高度準確的電子感測器會負責監控相關條件以提升效率，系統中包含數個模組，各模組彼此獨立運作，並分別具備不同感測器和反饋控制機制。車輛效率主要視動力系統感測器和傳動器的精確度、精確度和反應時間而定。這些感測器可幫助傳輸感測資訊所需的封閉迴路運作，以進行引擎管理和變速箱控制(如表1所述)。 圖1　HEV中的動力系統 表1　動力系統剖析：與建構單元的關係及如何實現頂尖設計目標 促進動力系統發展的主要因素為經濟效益與廢氣排放，兩者都會影響性能與行駛能力。在引擎和變速箱系統中，感測器與反饋控制機制透過監控激發來提高效率，並利用燃燒程序效率提升以減少廢氣排放；且感測器和反饋控制機制透過準確監控激發來提高效率，進而促進引擎和變速箱系統效率。為了增加電動車和油電混合動力車中的電氣化程度，工程師必須針對動力系統架構和控制裝置重新構思。 此外，動力系統感測器在ICE車輛中扮演的角色也同等重要。如圖2所示，車輛電氣化最初從智慧型感測器開始。而減少ICE車輛廢氣排放的主要方式，是運用動力系統感測器與其性能。 圖2　傳統內燃機引擎 動力系統感測器可依提供的測量功能進行分類，如圖3所示。動力系統感測器通常可提供以下特性： ．低功耗(~10mA)。 ．高準確性，亦代表提供精確的控制機制。 ．對激發改變具高靈敏度。 ．在汽車環境中強固耐用。 ．電磁干擾(EMI)電磁干擾相容性。 圖3　依測量基礎分類動力系統感測器 舉例而言，德州儀器(TI)汽車高溫感測器(HTS)參考設計可提供高密度、低成本、高準確的熱電偶類比前端。 三種溫度感測器成就動力系統 動力系統共有三種主要溫度感測器類型。 熱電偶溫度 隨著新型柴油引擎問世，對高溫感測器的需求也越來越高，因為排氣系統就在引擎正下方。這種配置需要具備高精確度、高解析度和高整合度的溫度偵測功能，而可承受和偵測高溫的排氣系統溫度感測器通常運用熱電偶，並以多個熱電偶溫度感測器和一個獨立模組來進行控制。 熱敏電阻 市面上新熱敏電阻提供高溫度範圍，以滿足高溫感測器的需求。以矽基線性熱敏電阻取代標準負溫度係數和正溫度係數類型，也是目前的趨勢。透過新式智慧型熱敏電阻，汽車動力系統的特定需求便得以滿足，可在廣泛的動態範圍中實現高線性。 矽晶 由於具備以下優點，矽晶溫度感測器在HEV/EV和ICE車輛中扮演著關鍵角色： ．於廣泛的溫度範圍中提供高線性。 ．可在支援溫度範圍內維持精確度。 ．提供溫度感測器高解析度和第0級認證。 ．提供數位輸出介面，促進資料數位傳輸。 ．提供觸發警示功能，大幅提升控制作業效率。 ．成本低廉且執行簡單。 壓力感測器多線束防短路 整合式動力系統壓力感測器運用電容與電阻原理，搭配放大器、類比至數位轉換器、微控制器和數位至類比轉換器/數位介面，在一個晶片上進行訊號調整。一般來說，壓力感測元件在溫度方面多呈非線性，因此傳統壓力感測器訊號調整電路中包含溫度與線性補償機制；由於壓力感測器模組線路需要多個線束，因此最好能防止線束發生過電流、過電壓或短路等故障。 舉例而言，汽車電阻橋壓力感測器參考設計和汽車電容式壓力感測器參考設計可助使用者避免線束故障。 動力系統壓力感測器的基本考量包含： ．訊號調整元件需具備較高的絕對最大額定值。 ．容許線束故障。 ．高靈敏、壓電電阻壓力感測器需求增加。 在汽車應用中，動力系統壓力感測器的訊號調整必須讓感測器能在極惡劣環境中運作，並且能承受各種震動、溫度波動、各種電磁條件和撞擊。 液位與濃度感測器以超音波維持系統運作 動力系統液位與濃度感測器通常以超音波電容運作基礎。液位必須在車內數個位置進行測量，如水箱、油箱、液壓油箱、機油箱與尿素箱等，皆位於車輛動力傳輸系統內。 為了讓控制迴路運作更有效率，必須監控這些液體的液位與濃度。以超音波法進行液體感測有以下優點： ．縮短量測時間。 ．可在廣泛偵測範圍內驅動各種轉換器。 ．適合各種中型儲槽和中等距離。 ．可與高電壓電路介接，進而驅動轉換器以進入更深的儲槽中。 ．能夠整合各種保護級。 ．可使用控制器區域網路(CAN)介面。 在排氣系統中，AdBlue噴射會在柴油微粒過濾器(DFP)之後執行，以減少廢氣中的氨氣濃度；液體濃度與液位感測器在液體濃度與adblue液位量測中扮演重要角色。 磁性/電感奠定位置感測器運作基礎 位置感測器是另一種運用在ICE、HEV和EV動力系統中的感測器，可在電動轉向、牽引反相器、自動變速和防鎖死煞車系統等重要操作下，測量轉速、角度、速度和開啟/關閉位置。 供應商如TI的液位、濃度與流動感測超音波感測類比前端，以及汽車超音波訊號處理器和轉換器驅動器，皆支援這些超音波參數。 位置感測器主要以磁性(霍爾式和磁電阻)與電感為運作基礎，依應用而有所不同(表2)。動力系統位置感測器的考量與需求包含： ．在重要位置提供耐用性。 ．具備偵測較小變化的靈敏度。 ．提供高頻寬以進行速度感測。 ．整合式數位輸出。 ．輸入處低雜訊。 ．陣列感測器或其他靈敏度軸。 ．可耐受溫度與震動。 ．非線性磁鐵。 ．能夠實現高頻寬位置感測。 表2　位置感測器類型(依使用原理分類) 電感式位置感測器可透過減少維修來提升耐用性與精確度。 RF排氣感測器提升精確度 所有ICE車(包括油電混合車)皆採用排氣感測器。為了因應廢氣排放新規定，越來越多國家/地區皆針對廢氣排放訂立規範，對排氣感測器的相關要求亦隨之增加。 如圖4所示，車輛排氣系統中有各種類型的感測器。過去的感測器採用化學方式，利用兩個電極和電極電位基礎來進行感測，這種化學式感測器需要較多維護成本和反應時間。 圖4　汽車排氣系統內的感測器類型 而新型射頻(RF)排氣感測器可縮短反應時間、降低維護成本並提升精確度；這類感測器的運作基礎是各種氣體都有其發生共振的吸收頻率，並由一個傳送天線和一個接收天線負責感測氣體。若想降低廢氣排放，TI的汽車RF煤灰感測器參考設計中有針對RF感測器在各種汽車排氣系統上的氣體偵測功能加以說明。 排氣感測需具備以下條件： ．符合第0級資格的產品。 ．由於每個排氣感測器都具備不同模組，因此需透過CAN協定與主要電子控制單元通訊。 ．高精確度。 ．降低維護成本。 ．高溫下的耐用性與耐受性。由於排氣感測系統位於引擎蓋下方，因此排氣感測器溫度範圍將近可達1,500°C。 電流感測器三子系統重要需求 不論是燃油引擎、HEV還是EV，電流感測器都是車輛動力系統中最重要的一環。磁性分流基礎可滿足車輛電流感測的需求，使用者可依感測器位置來選擇適當運作基礎。燃油車輛中的電流感測主要為12V，HEV/EV車輛則為48V，其中EV的範圍可從400V到600或800V。 以下是電流感測各子系統的重要需求： ICE ICE的電流感測適用12V電池，其中精確度和高度整合是主要影響因素。這種電流感測器必須能在高溫下提供精確度；溫度和補償演算法可在廣泛溫度範圍內維持精確度，以避免獨立式電流感測器發生線數故障。 HEV HEV中的電流感測器適用於12V和48V電池、DC/DC轉換器和馬達控制。毫安培至千安培範圍內的電流感測對電池來說尤其重要，必須以共模電壓電流分流感測器來耐受48V電池；電池電流感測必須能在低電流下提供高準確性，才能進行電池充電狀態(State of Charge, SoC)和健康狀態(State of Health, SoH)計算；DC-DC轉換器電流感測需要更高頻寬，才能針對故障快速進行反應；馬達控制電流感測需高電壓轉換率和低反應時間。 EV EV的車載充電器、DC/DC轉換器、牽引馬達和400V至800V高電壓電池都需要進行電流感測。此外，也需隔離電流感測，以進行高電壓處理。分流式電阻器可提供磁性或強化型隔離、高頻率隔離和高線性。 電阻器低功率消耗和隔離式放大器電流感測的設計廣受歡迎，其中EV高電壓電池的低側電流感測結果較為理想，必須透過低電流下的準確度、高整合度及廣泛動態範圍電流感測，來進行電池充電狀態和健康狀態計算。 在精確感測非常重要的情況下，供應商如TI的汽車分流式±500A精確電流感測參考設計可在-40°C至+125°C溫度範圍內，為電池管理系統、馬達電流與其他汽車應用提供<0.2%的全幅範圍。 至於其他用途，電磁閥和其他數個閥門也需要電流感測才能在整個溫度範圍內得到準確結果，因此必須減少溫度漂移和偏移，並須降低分流容忍度。在這種情況下，較理想的方式是採用整合式分流。 感測器設計推動車輛電氣化進程 針對EV與HEV中的高容量電池，如TI的汽車、mA至kA範圍、電流分流感測器參考設計亦說明如何利用匯流排式分流電阻器，偵測來自毫安培至千安培範圍的電流。 隨著新汽車技術的推出和車輛持續電氣化，也對動力系統感測器與相關電子元件帶來許多影響。在HEV和EV中，電流和位置感測器的設計需求出現大幅提升(表3)；而具高度準確性的訊號調節器和高精確度的運算放大器，是讓動力系統感測器在嚴峻汽車環境下可靠運作的主要功臣；感測器訊號調節電子元件可幫助克服許多挑戰，如高溫和震動條件、EMI保護，以及汽車安全標準相符性等。 表3　HEV/EV各類感測器及相關配置 在最終分析中，可看到動力系統感測器已準備好面對本時代最大的顛覆性創新科技之一：車輛電氣化。但選擇動力系統感測器和相關訊號調節電子元件時，應仔細回顧基本的設計考量。 (本文作者為德州儀器汽車系統工程師)

德州儀器(TI)近日推出小型36V、4A電源模組，其採用四方扁平無引線(QFN)封裝。TPSM53604DC/DC降壓模組的5mm×5.5mm面積使工程師能將電源尺寸縮小30%，且與同類競爭模組相比，功耗更降低50%。新的電源模組配有單個導熱片以最佳化熱傳遞(Heat Transfer)，讓工程師簡化電路板的安裝和布局。更多訊息、樣品及評估模組，請參考TPSM53604。 TPSM53604可以在高達105°C的環境溫度下正常運作，滿足工廠自動化和控制、電網基礎設施、測試與量測、工業運輸、航空及國防等環境較嚴苛的應用。 透過將 TPSM53604與緊湊型降壓模組配對(例如TPSM82813和TPSM82810)，工程師可以建立從24V輸入到負載點的完整電源解決方案，同時縮短設計時間和簡化工作。 TPSM53604的主要特色和優勢包括縮小並簡化電源解決方案，其單面電路板的總面積為85mm2，是常見的24V、4-A工業應用中較小的解決方案。標準的QFN封裝面積有助於簡化設計，並縮短產品上市時間；TPSM53604 QFN封裝面積為 42%，與球柵陣列(Ball-grid-array, BGA)封裝相比，具備更高效的熱傳遞性能。此外，該模組的降壓轉換器整合了具有低導通電阻(RDS(on))的MOSFETs，能於24V到5V實現90%的轉換效率。此外，TPSM53604的整合型高頻旁路電容器和無焊線特性能，能協助工程師達到國際無線電干擾特別委員會(CISPR)11類B級限制的電磁干擾(EMI)標準。

德州儀器(TI)近日推出採用新專利整合式變壓器技術開發的積體電路(IC)，具低電磁干擾(EMI)的500-mW高效隔離式DC/DC轉換器UCC12050。2.65-mm 的高度能讓工程師縮小解決方案的體積(與分離式解決方案相比減少80%，與電源模組相比則減少60%)，效率更是同類競品的兩倍。UCC12050 專為提高工業應用性能而設計， 5-kVrms 能強化隔離而 1.2-kVrms 的操作電壓則可防止系統於工業運輸、電網基礎設施和醫療設備中出現高壓峰值。 TI 突破性的整合式變壓器技術可實現高密度隔離DC/DC電源轉換，並同時維持低EMI。單封裝、表面貼焊結構(Surface-mount Architecture)的特性提供工程師一個易於使用的薄型IC，幫助減少物料清單，且能於廣泛的溫度範圍內高效運行。EMI 最佳化、低電容變壓器和靜音控制設計(Quiet Control Scheme)簡化EMI規範，同時提供了可選擇強化或基本隔離的可靠解決方案。 TI將於2020年3月15日至19日在美國路易斯安納州新奧爾良舉行的應用電力電子會議 (APEC)的1001號攤位上展示UCC12050。 這種全新高密度隔離式電源轉換器可為任何需要隔離的工業應用提供小尺寸和易用性。此外，新型 UCC12040 以 3-kVrms 基本隔離提供所有相同的優勢。

隨著高功率資訊娛樂系統如導航、免持設備、行動網路等功能普及化，汽車內建的發射器和接收器數量愈來愈多；加上近年來先進駕駛輔助系統(ADAS)蔚成主流趨勢，國際各家汽車大廠已陸續在新車款中導入ADAS系統，如自動煞車、車道偏移導正、胎壓偵測、盲點偵測等功能已逐漸成為標準配備功能，對車載網路頻寬的要求也隨之提升。 車用乙太網可支援高速傳輸，透過連接汽車電子匯流排系統實現快速、高性價比資料通訊，可大幅降低生產成本並縮短上市時間。此外，車用乙太網可連結各種汽車電子系統，因此也被視為未來車聯網應用的主力。 因應汽車電子的應用需求增加，羅德史瓦茲(R&S)提供完整的解決方案包括CAN、CAN-FD、LIN、FlexRay、CXPI和SENT等車載通訊協定觸發及解調、EMI測試解調以及車用乙太網路一致性測試；此外，台灣羅德史瓦茲更進一步成立車用乙太網路量測實驗室，協助顧客進行先期的一致性測試認證。 汽車產業協會開放聯盟(Open Alliance)為乙太網路介面測試訂定詳細規格並發布綜合性測試計劃，其目的在於驗證多款車用乙太網電控單元標準及協定。台灣羅德史瓦茲的車用乙太網一致性測試解決方案，符合OPEN Alliance TC8 PMA test suites一致性測試規範，包括10BASE-T1S、100BASE-T1(P802.3bw)和1000BASE-T1(802.3bp)。在實體層的相容性測試中，使用R&S示波器和網路分析儀執行標準定義的測試，如量測車用乙太網介面電氣特性及評估資料通訊的可靠性。

也因為ATE橫跨了自動化與測試儀器兩個領域，因此從電源設計的角度來看，ATE是一個相當具有挑戰性的應用。對測試儀器來說，電源的電磁干擾(EMI)常常是無可妥協的規格要求，因為測試儀器往往非常靈敏，儀器內任何元件所發出的電磁波訊號，都可能會影響量測所得的數據。 半導體測試所使用的ATE設備，還有許多其他ATE設備所沒有的特殊設計挑戰。隨著IC的接腳數量不斷增加，出於成本考慮，每分鐘所測試的晶片數量也必須增加。這需要對測試設備的硬體進行大幅調整。測試頭本身必須測試更多接腳，必須更快移動，而且還必須提供不同的測試電壓。 測試頭的尺寸和重量是實現這些改進至關重要的因素。即便電源具有更高效率及更小尺寸的相同拓撲，也會造成元件的更高工作溫度，因而可能會降低可靠性，這是一天24小時全天候運行的系統所無法接受的。 至於在電池化成系統(Battery Formation System, BFS)方面，因為這類設備所面對的電池組容量越來越大，因此在執行電池化成或其他電池測試相關工作時，需要消耗的電力也越來越多。這意味著電池化成系統必須能對電池組輸出更高功率，且必須設法將這些電力回收再利用，否則電池化成或電池測試的成本將會大幅提升。 分比式架構解決效率/EMI難題 分比式電源架構(Factorized Power Architecture, FPA)使客戶減小了負載本身各轉換級的尺寸、重量以及熱量的產生。所謂的分比式電源，是將穩壓(PRM)與變壓(VTM)分開，並在負載點上只提供變壓部件(圖1)。 圖1　分比式電源架構 與傳統電源架構相比，FPA不僅可明顯降低負載點所產生的功耗，而且還可顯著縮小轉換器的尺寸。穩壓模組本身則可配置在遠離負載點的另一端，因為穩壓元件通常會產生比較大的雜訊，若能讓穩壓元件遠離負載點，亦可幫助ATE設備開發者解決棘手的電源雜訊問題。 VTM支援高開關頻率，因而支援極高的功率密度，是非常小巧的羽量級組件。這是用來減輕測試頭(Test Head)重量的主要組件。VTM極高的效率不僅降低了測試頭上所生成的熱量，而且還確保滿足了這種環境下所需的高可靠性及平均故障間隔時間(MTBF)值要求。 FPA透過對PRM母線電壓的調整實現對負載電壓的穩壓。在測試具有不同電壓需求的晶片時，這可避免高昂的設定成本或更換設備。此外，目前絕大多數的半導體ATE設備，內部電源分配網路所使用的電壓都還停留在24V，這意味著從測試設備本體到測試頭之間的電源纜線必須承受相當大的電流，才能滿足測試頭的功率需求。 而隨著晶片設計越來越複雜，待測晶片的接腳數量、測試點持續增加，測試頭所需支援的測試通道數將只會越來越多，功率需求也跟著水漲船高，如果不設法提高電壓，ATE設備商只能換用更粗的電源纜線，才能承受更大的電流。這不只會增加成本，也會增加重量，這是許多ATE設備開發者所不樂見的。 FPA亦可協助設備開發者導入更高的電壓。以Vicor提供的解決方案為例，因為Vicor的PRM輸出電壓可以設定在48V或更高(通常不會高於60V，因為若超過60V，設備需要重新設計才能滿足電氣安規的要求)，因此從測試設備本體到測試頭之間的電源纜線可以換用更細的纜線，以降低成本、減輕重量。或是當測試頭的功耗需求增加時，設備業者可以沿用現有的纜線，不必更換更粗的纜線，造成成本跟重量上揚。 圖2是一個基於Vicor解決方案的高速SoC測試設備所採用的電源樹架構。這個電源系統對測試頭提供的總功率約在2.24kW左右，並支援多種不同的電壓/電流組合，展現出Vicor電源模組的效率跟配置彈性優勢。 圖2　基於Vicor電源解決方案的高速SoC測試機內部電源方塊圖 高壓直降挑戰大　SAC拓撲解難題 在維持同樣功率水準的前提下，只要提高傳輸電壓，就能降低纜線上的電流，減少傳輸損耗，這對工程師來說是很基本的電學知識，但事實上，因為負載點需要的輸出電壓是固定的，甚至還有越來越低的趨勢，拉高傳輸電壓反而會使負載點電源的輸入跟輸出壓差變得更大。 在這個情況下，負載點電源如果採用傳統的硬開關切換電源拓撲，反而會出現更嚴重的振鈴現象，不僅降低轉換效率，還會增加電源雜訊。是故，若要在ATE設備內的配電網路採用更高電壓，負載點電源的拓撲必須採用新的設計架構。 穩壓準諧振(ZCS/ZVS)跟正弦振幅轉換(SAC)拓撲，就是為了解決這個問題而產生的拓撲設計。其中，SAC因為是基於正弦波的轉換，因此效率跟雜訊表現比ZVS還要更優異，更適合運用在靠近負載點的負載點電源上。SAC的拓撲架構如圖3所示，與穩壓準諧振ZCS/ZVS轉換器不同，正弦振幅轉換器工作在固定頻率下，該頻率與一次側槽路的諧振頻率相等。 圖3　SAC拓撲架構 一次側槽路的開關FET 鎖定至該電路的自然諧振頻率下，在零交叉點位置切換，消除了切換功耗，帶來效率提高的優勢，並顯著減少了高階雜訊諧波的產生，降低輸出電壓濾波的需求。一次側諧振槽中的電流為純正弦波，而不是前幾代轉換器中的方波或部分正弦波。這不僅有助於降低諧波含量，而且還可提供更乾淨的輸出雜訊頻譜。 在正弦振幅轉換器中，一次側的漏感最小，因為它不是關鍵的儲能元件。因此，SAC可以在更高的頻率下工作，不僅允許使用更小的變壓器，而且還可提高功率密度和效率。Vicor BCM工作在數MHz的頻率下；無論負載如何，該頻率都不變。對於二次側上增加的負載，正弦振幅轉換器的回應方式是增加一次側諧振槽上的正弦電流幅度。 這反過來又能增加耦合在二次側中的能量，抵消增加的負載。當負載電流降低時，在「空載」條件下，正弦幅度降低至接近零。 Vicor匯流排轉換器的輸出阻抗極低，反映了變壓器一次側諧振槽電路的低輸出阻抗，理想情況下，其在諧振頻率下為零阻抗。該阻抗基本上是平坦的，約為諧振頻率的三分之二，約為常規IBC輸出阻抗的一半。 一次側電流的正弦屬性帶來了其在SAC電氣雜訊特性方面的優勢。在切換頻率以及兩倍的切換頻率下，輸出雜訊頻譜非常窄，具有各種元件(由於輸出的全波整流)。輸出濾波很容易透過小型高頻率陶瓷電容實現。 降低電池化成成本　雙向電源至為關鍵 至於在電池化成系統方面，由於電動車、再生能源儲能的蓬勃發展，目前市場上最主要的電池化成系統，都是針對鋰電池設計。鋰電池芯的化成是電池的初使化，使電池芯的活性物質活化，是一個非常複雜的過程，同時也是影響電池性能很重要的一道工序。 在鋰電池第一次充電時，鋰離子第一次插入到石墨中，會在電池內發生電化學反應。在電池首次充電過程中，不可避免地要在碳負極與電解液的相介面上形成覆蓋在碳電極表面的鈍化薄層，稱之為固體電解質相介面或稱SEI膜(Solid Electrolyte Interface)。當SEI膜穩定之後，電池就可以進行多次充放電循環。 換言之，從電力電子的角度來看，電池化成系統就是一個大型的自動充電系統，且隨著電池組的容量越來越大，進行電池化成時所需提供給電池組的功率也越來越高。 這會衍生出兩個問題：一、化成系統如何提供給電池組足夠的電力？二、化成的主要目的是產生穩定的SEI膜，而不是幫鋰電池充電，因此在化成步驟完成後，如何將儲存鋰電池裡面的電力循環利用，幫下一批電池進行化成，降低化成的成本？ 第一個問題其實跟前面提到的ATE設備有些類似，因為電池組內包含的電池芯數量增加，因此化成設備對電池提供的功率必須跟著增加，但在電壓不變的情況下，化成系統內所使用的纜線必須承載更大電流，因此造成成本上升。而且，使用更粗的電源纜線會讓化成系統內的配線變得更困難，因為纜線變粗之後，會更難以撓折，走線設計得花更多功夫。 因此，如果能提高配電網路的電壓，直到要對電池芯充電時才將高壓直流電轉換成低壓、大電流的直流電，會為化成系統設計帶來很高的彈性。圖4是傳統電池化成系統電源架構跟Vicor提出的架構比較，很明顯可以看出Vicor提出的方案，能幫電池化成系統製造商省下許多纜線的成本。 圖4　傳統電池化成系統架構與Vicor提案架構的比較 第二個問題則涉及到電源轉換模組是否支援雙向轉換，不支援雙向轉換的電源解決方案，若要實現電力的循環再利用，會需要另外設計一套電池放電子系統，才能把電力從化成完畢的鋰電池芯裡抽取出來。從圖4可以看出，針對電池化成系統，Vicor提供的轉換模組方案都支援雙向轉換，不像傳統架構僅支援單向轉換，這可以大幅簡化系統設計的複雜度。 提高機台效率/降成本　電源設計需翻新 ATE設備屬於工業設備，在這個行業中，最普遍的配電電壓規格是12V與24V，因此，許多工業用電源解決方案，都是環繞著12V或24V規格而設計，自成一個生態圈。而48V是通訊設備產業的主流配電規格，也有一個屬於自己的生態系統。 但在自動化測試設備或電池化成系統需要更高輸送量，以增加生產效率，降低成本的情況下，ATE設備內部的電源架構，已經到了必須往上再拉高到48V的時刻。類似的轉換過程在資料中心相關設備，例如伺服器領域，已經是現在進行式，有越來越多伺服器業者開始推出基於48V配電的產品，相信類似的情況現在也正在ATE設備領域發生。 (本文作者任職於Vicor)

意法半導體(ST)推出STPMIC1電源管理晶片(Power-Management IC, PMIC)，其整合四個DC/DC降壓轉換器、一個DC/DC升壓轉換器和六個低壓降穩壓器(Low-Dropout Regulator, LDO)，可滿足應用處理器之高整合系統的複雜功率需求。 Octavo Systems策略副總裁Greg Sheridan表示，STPMIC1是OSD32MP1x系列系統級封裝元件的理想電源管理解决方案，只有一個輸入和14個輸出軌(包括5V升壓電壓)，可滿足STM32MP1微處理器的全部電源需求，同時還有多個輸出可以爲系統的其餘元件供電。該公司SiP能夠採用18mm×18mm的小尺寸封裝，並彈性地為各種應用供電。 該晶片是意法半導體STM32MP1異構多核微處理器的最佳配套PMIC。STM32MP1整合了單核心和或雙核心Arm Cortex-A7處理器和Cortex-M4內核心、可選3D圖形處理單元，以及豐富的數位和類比外部周邊，適用於各種應用領域。 相較使用離散元件設計相同數量的電源軌，STPMIC1不僅能節省電路板空間和物料清單成本，而且還能提供電源軌監控和保護功能，處理上電/掉電順序，並滿足ST32MP1的電壓精度和建立時間要求。 意法半導體授權合作夥伴Octavo Systems利用STM32MP1和STPMIC1開發出了OSD32MP1x系列微處理器系統級封裝(SiP)元件。相較採用離散元件之等效系統，該解决方案佔板面積减少高達64%，同時還解决了上電掉電順序等電源設計難題。 除爲微處理器單元(Microprocessor Unit, MPU)和外部系統元件供電之外，STPMIC1還提供一個DDR內存參考電壓電源、一個500mA USB OTG功率開關和一個通用功率開關。MPU可以透過I²C介面和其它腳位管理PMIC。 電源管理IC的四個降壓轉換器旨在確保電源瞬態響應快速，輸出電壓控制精準，以應對各種運作條件。在低負載時，脉衝頻率調變模式可提升電源效能；在正常運作時，脈衝寬度調變(Pulse-Width Modulation, PWM)同步可最大程度地降低電磁干擾(Electro-Magnetic Interference, EMI)。 升壓轉換器具有旁路模式功能，最多可以爲兩個USB連接埠供電，在使用電池或低成本5V AC/DC變壓器時，確保電壓調整平順。 在六個LDO穩壓電源通道中，有一個通道提供DDR3內存介面的終端電阻供電，其旁路模式還可為低功耗DDR供電。另一個通道則提供了自動電源檢測功能，可以爲USB PHY晶片供電，其餘四個LDO則是通用穩壓電源。 爲簡化STPMIC1原型開發，意法半導體還推出STPMIC1的評估板STEVAL-PMIC1K1，簡單易上手，可用於啟動電源管理IC功能的按鈕和數位I/O，以及連接穩壓器和功率開關的排針。評估板還包括一個USB加密盤，用於配置晶片的寄存器。

賀利氏電子業務領域總裁Frank Stietz指出，基於高頻寬及輕薄短小的需求，防止電磁干擾技術已成為5G發展的關鍵。賀利氏的全套解決方案，包含特製的銀油墨、3D數位列印設備和專用於特製的銀油墨的固化設備。與傳統的金屬背蓋或現有的濺鍍設備相比，賀利氏使用列印技術，除了可以達到每一面厚度相同且均勻之外，並能設定區域局部進行列印，不會有任何材料被浪費。同時此技術使用的設備僅需2.5m×1.5m的占地，大幅節省工廠空間。這項新技術能節省物料成本提高材料使用率，若依年度產能估計，此解決方案的設備投資僅約PVD濺鍍製程設備投資的15分之1，然而產能卻可以提升5倍。 Stietz進一步說明，過去將金屬背蓋直接做在PCB板上的做法已經不可能用於5G產品，因為體積和重量都會超出可以接受的範圍。而PVD濺鍍又過於浪費材料，物料使用效率低，且需要無塵室相關設備，投資成本高昂。另外，噴墨(Ink Spray)技術同樣面臨物料使用率不足的問題，而且在側面達到與上層相同均勻與厚度將是一大挑戰。若使用列印技術則不會面臨上述問題，可以達到-60dB的遮蔽效果，每面的厚薄與均勻一致，且能實現零物料浪費的目標。 Stietz表示，賀利氏的防電磁干擾全套解決方案目前已與客戶合作，在亞洲地區小量生產(Ramp-up)，並計畫於2019 Q4設製原型(Prototype)產線。最重要的，上市時程是與5G發展同步的。5G預定商轉時成為2020年，賀利氏的防電磁干擾解決方案為5G而存在，因此也計畫和5G一同登場。 賀利氏電子業務領域總裁Frank Stietz表示，賀利氏的印刷技術讓EMI遮蔽以更小的尺寸達到更好的效果。  

為了在5G市場中搶占先機，各廠商正加速提升下一代產品效能。賀利氏最新推出的5G應用材料方案，不僅能大幅降低成本，更能提升5G產品的表現與品質。賀利氏展出多項材料解決方案，包含防電磁干擾(EMI)全套解決方案、AgCoat Prime鍍金銀線及mAgic燒結銀，與客戶共同迎向5G發展面臨的四大挑戰，分別為電磁干擾、輕薄短小、成本壓力與高溫。 唯有提高IC的工作頻率才能實現5G技術更高效能，但這會造成裝置內部如晶片、天線等零組件之間的破壞性干擾；另外，產生高電磁效應的特殊IC(electromagnetically active devices)不應影響模組內部環境中其他系統的安全性，特別是零組件間防止電磁干擾屏蔽已經達到了技術極限。 賀利氏最新開發的全套解決方案，包含特製的銀油墨、3D數位列印設備和專用於特製的銀油墨的固化設備。與傳統的金屬背蓋或現有的濺鍍設備相比，這項新技術能大幅節省成本並提高材料使用率。若依年度產能估計，此解決方案的設備投資僅約新型物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition, PVD)濺鍍製程設備投資15分之1。 賀利氏電子業務領域總裁Frank Stietz表示，基於高頻寬及輕薄短小的需求，防止電磁干擾技術已成為5G發展的關鍵。對許多消費型電子產品和物聯網產品而言，讓消費者安全可靠地使用產品最為重要。」 電子產品的輕薄短小，導致內部零組件空間錙銖必較；而 5G技術帶來急速增長的數據流量，也將大量耗電，導致電池容量與體積越來越大，讓模組與個別IC的體積問題再度被放大。 各種元件的微小化同時帶來元件間距的微小化，市場對細間距焊錫膏的需求也隨之增加。賀利氏Welco焊錫膏優異的流變特性，提供卓越的高密度微小焊墊的印刷性能，讓5G手機等消費性電子裝置得以輕薄短小。此外，與傳統金屬背殼技術相比，賀利氏的防止電磁干擾解決方案能更有效地節省空間。 隨著電子產品的演進與發展，需要更多的儲存容量，廠商對於提高成本效益的需求也逐漸提升，甚至成為獲得競爭優勢的關鍵。 為確保高效能，現今半導體產業的記憶體大多仰賴金線作為主要焊線材料，而賀利氏推出的AgCoat Prime鍍金銀線，可成為5G產品記憶體封裝的金線替代品。 為加快5G部署並支援更高頻寬，全球各地的通訊營運商和政府都必須擴大對通訊基礎建設的投資。考量5G的高速傳輸能力和高功耗，裝置和功率放大器的溫度均會大幅提升。 傳統錫膏焊接材料與技術已達上述需求的極限，燒結銀材料被視為理想的替代方案，而賀利氏提供的mAgic燒結銀可將裝置的使用壽命延長至10倍。