

晶焱科技(上)公司新聞
興櫃市場昨日再見20億成交量,改寫今年第2大紀錄,統計12月來掛牌18檔新兵,浩鼎(4174)仍是人氣第一強,交投超越老字號興櫃家族。法人指出,證所稅實施倒數計時,新掛牌股成重點作帳標的,最易墊高成交價,為明年舖路。
證所稅即將上路,興櫃最後掛牌步入倒數計時階,根據櫃買中心的資料顯示,本月共有27檔掛牌公司,除了昨日的懷藝、維格、百丹特、春日4家外;今日則有晶焱,26日有宅配通、F-眾達,27日則有聯超、遠雄悅來、昕琦科、維鈦光,28日則是詠昇及永美材,今起將有 9檔企業搶登錄興櫃。
另外,12月搶登錄興櫃的公司中,生技股仍是票房保證,其中浩鼎 昨日成交金額高達2.97億元,占興櫃市場成交量近15%;此外,百丹特、展旺、杏一等亦是新股是人氣最紅不讓的指標,非生技股的族群交投相對冷清,除鴻海集團的樺漢,及具陸客題材的食品股維格表現不俗外,高價股的六角僅成交1股,科嶠、杰力則出現零成交,人氣差異懸殊。
人氣最佳的浩鼎,興櫃參考價45元,認購低價的承銷商獲利最大。 浩鼎12日掛牌後,因員工及原股東持股成本偏低,一路出現高賣低買的動作,造成股價由最高價135.78元一路下滑,至昨日平均價93.26 元相較,股東一路轉帳動作積極,但生技股後市紅不讓,浩鼎亦強打乳癌預防的研究,吸引大戶進場,成交量居高不下。
此外,杏一醫療,21日登錄興櫃交易,今年前10月營收25.69億元,稅後淨利2,655萬元,每股稅後盈餘1.19元,預計明年申請上櫃,該股掛牌後出現連三紅,昨日收盤均價達63.21元,創掛牌後新高。
證所稅即將上路,興櫃最後掛牌步入倒數計時階,根據櫃買中心的資料顯示,本月共有27檔掛牌公司,除了昨日的懷藝、維格、百丹特、春日4家外;今日則有晶焱,26日有宅配通、F-眾達,27日則有聯超、遠雄悅來、昕琦科、維鈦光,28日則是詠昇及永美材,今起將有 9檔企業搶登錄興櫃。
另外,12月搶登錄興櫃的公司中,生技股仍是票房保證,其中浩鼎 昨日成交金額高達2.97億元,占興櫃市場成交量近15%;此外,百丹特、展旺、杏一等亦是新股是人氣最紅不讓的指標,非生技股的族群交投相對冷清,除鴻海集團的樺漢,及具陸客題材的食品股維格表現不俗外,高價股的六角僅成交1股,科嶠、杰力則出現零成交,人氣差異懸殊。
人氣最佳的浩鼎,興櫃參考價45元,認購低價的承銷商獲利最大。 浩鼎12日掛牌後,因員工及原股東持股成本偏低,一路出現高賣低買的動作,造成股價由最高價135.78元一路下滑,至昨日平均價93.26 元相較,股東一路轉帳動作積極,但生技股後市紅不讓,浩鼎亦強打乳癌預防的研究,吸引大戶進場,成交量居高不下。
此外,杏一醫療,21日登錄興櫃交易,今年前10月營收25.69億元,稅後淨利2,655萬元,每股稅後盈餘1.19元,預計明年申請上櫃,該股掛牌後出現連三紅,昨日收盤均價達63.21元,創掛牌後新高。
IC設計再添生力軍!靜電放電防護(ESD)IC設計公司晶焱(6411)今(25)日將以55元登錄興櫃交易,明年營運成長動能將來自主力市場PC、NB及機上盒(STB)、中國大陸智慧電表等。
晶焱是國內第一家以IC設計方式達到靜電放電防護功能的公司,產品廣泛應用於各種IO連接埠,具有節省PCB空間、降低工程設計及更佳的資訊傳導特性。
晶焱成立於2006年,研發團隊來自於工研院靜電小組,主要開發系統級靜電防護晶片,可廣泛應用於消費性電子產品、工業控制、醫療系統、監控、汽車電子、家電及網通產品領域,防護電子產品免於靜電的破壞。
晶焱過去幾年主要營收來自個人電腦、電視等相關3C產業,其中又以PC和NB為主力,營收占比超過50%,在NB與PC的市占率同樣過半,全球市占率則不到10%,並積極開發手機、STB 、網通、工控產品等市場。
由於PC市場進入價格競爭狀態,對於可降低成本的晶焱反而有利,因此該公司今年前三季合併營收是9.9億元,全年營收大約13.5億元,年成長達五成。
晶焱目前實收資本額5.55億元,今年前三季獲利1.3億元,每股稅前盈餘是2.58元,法人預期,全年每股稅前盈餘應會超過3.3元。
晶焱指出,只要是進入價格競爭的產品,即有助該公司擴增市占率,明年營運的成長將來自於仍在持續推出新介面的PC和NB市場,以及非PC類的手機、網通、STB等。
另外,中國大陸市場的智慧電表和英、中都在布建的監視器等,也都被晶焱列為布局重點。
晶焱指出,中國大陸智慧電表部分已獲客戶認證,未來客戶的拉貨力道將決定成長幅度。
晶焱是國內第一家以IC設計方式達到靜電放電防護功能的公司,產品廣泛應用於各種IO連接埠,具有節省PCB空間、降低工程設計及更佳的資訊傳導特性。
晶焱成立於2006年,研發團隊來自於工研院靜電小組,主要開發系統級靜電防護晶片,可廣泛應用於消費性電子產品、工業控制、醫療系統、監控、汽車電子、家電及網通產品領域,防護電子產品免於靜電的破壞。
晶焱過去幾年主要營收來自個人電腦、電視等相關3C產業,其中又以PC和NB為主力,營收占比超過50%,在NB與PC的市占率同樣過半,全球市占率則不到10%,並積極開發手機、STB 、網通、工控產品等市場。
由於PC市場進入價格競爭狀態,對於可降低成本的晶焱反而有利,因此該公司今年前三季合併營收是9.9億元,全年營收大約13.5億元,年成長達五成。
晶焱目前實收資本額5.55億元,今年前三季獲利1.3億元,每股稅前盈餘是2.58元,法人預期,全年每股稅前盈餘應會超過3.3元。
晶焱指出,只要是進入價格競爭的產品,即有助該公司擴增市占率,明年營運的成長將來自於仍在持續推出新介面的PC和NB市場,以及非PC類的手機、網通、STB等。
另外,中國大陸市場的智慧電表和英、中都在布建的監視器等,也都被晶焱列為布局重點。
晶焱指出,中國大陸智慧電表部分已獲客戶認證,未來客戶的拉貨力道將決定成長幅度。
趕搭末班車!證所稅上路在即,不僅爆出一波公司登錄潮,12月即見27家湧入興櫃,同時,實戶與一般投資人忙轉單下,興櫃市場昨(24)日再爆出逾20億元的成交大量,為今年以來第2大;券商表示,在本周還有13家公司將登錄興櫃交易、且年底前仍為轉單高峰等因素下,興櫃市場近期量能可望持續熱絡。
證所稅即將在明年上路,也掀起一波公司搶掛牌潮。根據櫃買中心的資料顯示,將於本周登錄興櫃掛牌的公司,除昨(24 )日的懷藝、維格、百丹特、春日4家外;今(25)日則有晶焱,26日有宅配通、F-眾達,27日則有聯超、悅來、昕琦、維鈦光,28日則是永美科及詠昇,總計13檔趕在年底前登錄興櫃。為趕上證所稅末班車,12月即有27家公司急於在年底前登錄興櫃。
同時,本周即將要轉掛牌的公司,上市的部份,則在上周最後一家F-金麗後轉掛牌後,提前「封關」,本周、年底最後一周,全數為轉上櫃,共有3家,分別是今(25)日為宏佳騰,上櫃承銷價為60元,28日則為工具機的直得,承銷價40 元,以及專業水處理應用廠鉅邁,承銷價38元。
另外,除了公司趕掛牌,市場參與者也忙轉單;券商指出,大多是實戶、業內也有一般投資人考量明年證所稅試行在即,為避免無法舉證成本而遭課徵獲利的50%稅賦,所以積極轉單、以「製造」成本,將課徵稅賦降至15%,且預估在年底前還有4個交易日的時間中,仍有轉單的動作,再加上本周有13檔個股新登錄交易下,整體興櫃市場的交投仍可望有短期的榮景可期。
證所稅即將在明年上路,也掀起一波公司搶掛牌潮。根據櫃買中心的資料顯示,將於本周登錄興櫃掛牌的公司,除昨(24 )日的懷藝、維格、百丹特、春日4家外;今(25)日則有晶焱,26日有宅配通、F-眾達,27日則有聯超、悅來、昕琦、維鈦光,28日則是永美科及詠昇,總計13檔趕在年底前登錄興櫃。為趕上證所稅末班車,12月即有27家公司急於在年底前登錄興櫃。
同時,本周即將要轉掛牌的公司,上市的部份,則在上周最後一家F-金麗後轉掛牌後,提前「封關」,本周、年底最後一周,全數為轉上櫃,共有3家,分別是今(25)日為宏佳騰,上櫃承銷價為60元,28日則為工具機的直得,承銷價40 元,以及專業水處理應用廠鉅邁,承銷價38元。
另外,除了公司趕掛牌,市場參與者也忙轉單;券商指出,大多是實戶、業內也有一般投資人考量明年證所稅試行在即,為避免無法舉證成本而遭課徵獲利的50%稅賦,所以積極轉單、以「製造」成本,將課徵稅賦降至15%,且預估在年底前還有4個交易日的時間中,仍有轉單的動作,再加上本周有13檔個股新登錄交易下,整體興櫃市場的交投仍可望有短期的榮景可期。
晶焱科技(Amazing Microelectronic Corp.;AMC)發表一種電磁干擾濾波器 (EMI filter)的新產品。此一濾波器採用矩形平面無引腳封裝(Dual Flat No-lead;DFN),適合應用於行動手持式裝置(mobile hand-held device)。其可濾除手持式裝置中無線電頻率(Radio Frequency;RF)所產生的雜訊,以保障手持式裝置的其他功能區塊(function blocks)得以正常運作、不受干擾。
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圖1,晶焱科技所開發應用於行動手持式裝置的電磁干擾濾波器產品,其中1個通道(channel)的電路示意圖。
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圖2,傳輸線觸波產生系統所量得的箝位電壓比較。
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隨著製造技術的演進以及市場的期待,手持式裝置的功能益趨複雜。尤其是智慧型手機,其在有限的體積中,必須設計出包含觸控、即時影音、照相攝影、行動上網、收發E-mail、按鍵輸入、小遊戲、收發天線、全球定位系統 (Global Positioning System;GPS) …等等不同的功能。因此,電路板上的元件布局積集度(layout integration)愈來愈高,造成了3個對電磁雜訊干擾不利的因素:
一、 在電路板設計時,可能會為了在有限體積中擠入許多功能的電路區塊,而不得已捨棄原本用作電磁干擾防護的金屬遮罩(shielding)、改用更細的地線(ground bus)、或縮減接地面(ground plane)的面積…等。這些措施雖能讓產品更形輕巧、減省許多產品開發的費用以及量產以後的成本,卻非常不利於電磁干擾問題的解決。
二、 電路板上的元件布局積集度(layout integration)愈高,使得電路板上各元件的間距愈來愈小,因而各別功能在操作狀態下所發射出來的電磁雜訊更加容易干擾鄰近電子元件的正常運作。
三、 由於生活中3C產品的普及,手持式裝置在待機狀態下,背景環境的電磁雜訊愈來愈高。再加上手持式裝置本身同時開啟愈多功能,就會不斷墊高電磁雜訊的強度、使得各功能的表現受到愈嚴重的影響。
為了有效解決電子產品電磁干擾的問題,並能兼顧靜電放電(electrostatic discharge;ESD)防護的功用,可以採用具有靜電放電防護功能的電磁干擾濾波器(EMI+ESD filter)。圖1示,即為晶焱科技所推出的π型 (π-model)低通濾波器(low pass filter;LPF)新產品的電路架構圖。由於電磁干擾濾波器多應用於電子產品的輸出入埠 (input/output port),因此濾波器架構中的輸出入埠端點對GND的電容,一般會採用靜電放電防護元件,以兼做靜電放電防護之用。
晶焱科技在靜電放電防護技術上,早已累積了豐富的經驗與技術。在此一電磁干擾濾波器新產品中,所採用的靜電放電防護元件為單向導通的暫態電壓抑制器(transient voltage suppressor;TVS)。而輸出入埠端點間是採用電阻(RI/O)元件橋接。所以,該系列產品除了可以提供良好的低通濾波效果之外,還擁有很好的靜電放電防護效果。
表1所列,為晶焱科技此一電磁干擾濾波器產品的基本特性參數數值。其適用於5V以下的額定電壓電路系統,線電容(line capacitor;Cline) 值約為41微微法拉 (pico farad;pF),操作頻率在800萬赫茲(megahertz;MHz) 時,其插入損耗(insertion loss)可達 -32dB,可以顯著地降低電磁干擾訊號,以維持受保護電路的操作功能正常。
在靜電放電防護方面,該系列產品中的暫態電壓抑制器具有極低的箝位電壓 (clamping voltage;Vclamp)、抗靜電防護效果更可高達15千伏以上 (IEC 61000-4-2,contact mode ±15kV)。
當靜電放電事件(ESD event)發生時,暫態電壓抑制器的箝位電壓愈低,則愈能適時地導通可觀的靜電放電電流,以提供受保護電路免於遭受靜電放電的侵害而永久受損失效。圖2所示,即為利用傳輸線觸波產生系統(transmission line pulsing system;TLP system)所量得的箝位電壓比較圖表。由圖表中可以清楚看到,晶焱科技(AMC)所開發應用於手持式裝置的電磁干擾濾波器,在17安培 (ampere;A)的高靜電放電電流下,其箝位電壓低於相似產品約有10V左右,可以非常有效地提供受保護電路1個快速有效的靜電放電旁通路徑 (bypass path)。
另外,根據IEC 61000-4-2標準所制定的規格,第4級防護需提供至少接觸放電模式(contact discharge mode) 8千伏 (kilo voltage;kV)、空氣放電模式(air discharge mode) 15千伏以上的靜電放電防護能力。該系列產品提供接觸放電模式15千伏以上的靜電放電防護能力,明顯超出IEC 61000-4-2標準第4級所規定的需求數值許多。
由於行動手持式裝置需要依靠電池來供應所需電力,所以在元件正常使用時的漏電流(device leakage current)若愈大,則電池供電的時間就會縮短。圖3所示,為晶焱科技所推出的電磁干擾濾波器新產品與相似產品的漏電流比較圖。由圖中2條曲線的比較可知,晶焱科技的電磁干擾濾波器新產品,其漏電流比相似產品更小,可增長手持式裝置電池的可持續使用時數。
在封裝方面,晶焱科技此一系列產品採用矩形平面無引腳封裝 (Dual Flat No-lead;DFN)形式,可針對客戶不同需求加以運用。因此,在進行系統設計時,可以有效減省電磁干擾濾
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圖1,晶焱科技所開發應用於行動手持式裝置的電磁干擾濾波器產品,其中1個通道(channel)的電路示意圖。
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圖2,傳輸線觸波產生系統所量得的箝位電壓比較。
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隨著製造技術的演進以及市場的期待,手持式裝置的功能益趨複雜。尤其是智慧型手機,其在有限的體積中,必須設計出包含觸控、即時影音、照相攝影、行動上網、收發E-mail、按鍵輸入、小遊戲、收發天線、全球定位系統 (Global Positioning System;GPS) …等等不同的功能。因此,電路板上的元件布局積集度(layout integration)愈來愈高,造成了3個對電磁雜訊干擾不利的因素:
一、 在電路板設計時,可能會為了在有限體積中擠入許多功能的電路區塊,而不得已捨棄原本用作電磁干擾防護的金屬遮罩(shielding)、改用更細的地線(ground bus)、或縮減接地面(ground plane)的面積…等。這些措施雖能讓產品更形輕巧、減省許多產品開發的費用以及量產以後的成本,卻非常不利於電磁干擾問題的解決。
二、 電路板上的元件布局積集度(layout integration)愈高,使得電路板上各元件的間距愈來愈小,因而各別功能在操作狀態下所發射出來的電磁雜訊更加容易干擾鄰近電子元件的正常運作。
三、 由於生活中3C產品的普及,手持式裝置在待機狀態下,背景環境的電磁雜訊愈來愈高。再加上手持式裝置本身同時開啟愈多功能,就會不斷墊高電磁雜訊的強度、使得各功能的表現受到愈嚴重的影響。
為了有效解決電子產品電磁干擾的問題,並能兼顧靜電放電(electrostatic discharge;ESD)防護的功用,可以採用具有靜電放電防護功能的電磁干擾濾波器(EMI+ESD filter)。圖1示,即為晶焱科技所推出的π型 (π-model)低通濾波器(low pass filter;LPF)新產品的電路架構圖。由於電磁干擾濾波器多應用於電子產品的輸出入埠 (input/output port),因此濾波器架構中的輸出入埠端點對GND的電容,一般會採用靜電放電防護元件,以兼做靜電放電防護之用。
晶焱科技在靜電放電防護技術上,早已累積了豐富的經驗與技術。在此一電磁干擾濾波器新產品中,所採用的靜電放電防護元件為單向導通的暫態電壓抑制器(transient voltage suppressor;TVS)。而輸出入埠端點間是採用電阻(RI/O)元件橋接。所以,該系列產品除了可以提供良好的低通濾波效果之外,還擁有很好的靜電放電防護效果。
表1所列,為晶焱科技此一電磁干擾濾波器產品的基本特性參數數值。其適用於5V以下的額定電壓電路系統,線電容(line capacitor;Cline) 值約為41微微法拉 (pico farad;pF),操作頻率在800萬赫茲(megahertz;MHz) 時,其插入損耗(insertion loss)可達 -32dB,可以顯著地降低電磁干擾訊號,以維持受保護電路的操作功能正常。
在靜電放電防護方面,該系列產品中的暫態電壓抑制器具有極低的箝位電壓 (clamping voltage;Vclamp)、抗靜電防護效果更可高達15千伏以上 (IEC 61000-4-2,contact mode ±15kV)。
當靜電放電事件(ESD event)發生時,暫態電壓抑制器的箝位電壓愈低,則愈能適時地導通可觀的靜電放電電流,以提供受保護電路免於遭受靜電放電的侵害而永久受損失效。圖2所示,即為利用傳輸線觸波產生系統(transmission line pulsing system;TLP system)所量得的箝位電壓比較圖表。由圖表中可以清楚看到,晶焱科技(AMC)所開發應用於手持式裝置的電磁干擾濾波器,在17安培 (ampere;A)的高靜電放電電流下,其箝位電壓低於相似產品約有10V左右,可以非常有效地提供受保護電路1個快速有效的靜電放電旁通路徑 (bypass path)。
另外,根據IEC 61000-4-2標準所制定的規格,第4級防護需提供至少接觸放電模式(contact discharge mode) 8千伏 (kilo voltage;kV)、空氣放電模式(air discharge mode) 15千伏以上的靜電放電防護能力。該系列產品提供接觸放電模式15千伏以上的靜電放電防護能力,明顯超出IEC 61000-4-2標準第4級所規定的需求數值許多。
由於行動手持式裝置需要依靠電池來供應所需電力,所以在元件正常使用時的漏電流(device leakage current)若愈大,則電池供電的時間就會縮短。圖3所示,為晶焱科技所推出的電磁干擾濾波器新產品與相似產品的漏電流比較圖。由圖中2條曲線的比較可知,晶焱科技的電磁干擾濾波器新產品,其漏電流比相似產品更小,可增長手持式裝置電池的可持續使用時數。
在封裝方面,晶焱科技此一系列產品採用矩形平面無引腳封裝 (Dual Flat No-lead;DFN)形式,可針對客戶不同需求加以運用。因此,在進行系統設計時,可以有效減省電磁干擾濾
在消費性電子產品興盛的時代,可攜式電子產品成為人手必備的物品,消費者不僅希望商品中搭載的能力愈多愈好,也希望產品的穩定度能增加,其實有許多電子產品效能降低,絕大部分是因為內部零組件被靜電攻擊,耗損電子零組件的壽命,最後導致商品需要更換,而靜電問題,是可以被解決的。因此台灣第1家靜電防護解決方案專業服務團隊「晶焱科技」便應運而生。
2006年成立的晶焱科技,專門提供各項ESD(靜電保護措施)相關解決方案暨內建ESD保護電路的EMI Filter。晶焱科技團隊擁有世界各國180項以上的積體電路可靠度專利的柯明道教授為公司首席顧問,前台灣靜電放電防護工程學會理事長的姜信欽為研發部門的副總,協助客戶解決靜電防護的問題。
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晶焱科技新居落成,總經理李俊昌(左),設計研發部副總經理姜信欽博士(右)。
晶焱科技市場部行銷副總Kristine表示,晶焱科技希望帶給廠商1個觀念,就是除了在乎成本外,電子產品的可靠度和穩定度更應該要受到重視,品牌大廠應該要帶給消費者這個產品價值,可靠度是購買商品其中1個重要的考量,甚至應該在產品規格中標示可靠度能力,否則在這高喊綠色節能的時代,電子產品因為靜電而導致損害,迫使消費者進行返回維修甚至替換商品,這是在擁有移動產品的消費者、很難接受的、而以另一種層面思考,也是浪費資源的一種。
雖然晶焱科技才成立短短5年,但每年的銷售額與銷售量都是雙倍成長,從一開始著墨於主機板及筆電的靜電防護至今,特別是2011年在高速傳輸(HDMI和USB3.0)領域業績也有不錯的成長,未來手機以及工業規格部分也是晶焱科技的目標。晶焱科技期許未來的5年、10年甚至更久,能夠站在產業發展的角度,協助客戶攀登高峰,讓客戶能因為晶焱的服務獲得實質的報酬。
2006年成立的晶焱科技,專門提供各項ESD(靜電保護措施)相關解決方案暨內建ESD保護電路的EMI Filter。晶焱科技團隊擁有世界各國180項以上的積體電路可靠度專利的柯明道教授為公司首席顧問,前台灣靜電放電防護工程學會理事長的姜信欽為研發部門的副總,協助客戶解決靜電防護的問題。
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晶焱科技新居落成,總經理李俊昌(左),設計研發部副總經理姜信欽博士(右)。
晶焱科技市場部行銷副總Kristine表示,晶焱科技希望帶給廠商1個觀念,就是除了在乎成本外,電子產品的可靠度和穩定度更應該要受到重視,品牌大廠應該要帶給消費者這個產品價值,可靠度是購買商品其中1個重要的考量,甚至應該在產品規格中標示可靠度能力,否則在這高喊綠色節能的時代,電子產品因為靜電而導致損害,迫使消費者進行返回維修甚至替換商品,這是在擁有移動產品的消費者、很難接受的、而以另一種層面思考,也是浪費資源的一種。
雖然晶焱科技才成立短短5年,但每年的銷售額與銷售量都是雙倍成長,從一開始著墨於主機板及筆電的靜電防護至今,特別是2011年在高速傳輸(HDMI和USB3.0)領域業績也有不錯的成長,未來手機以及工業規格部分也是晶焱科技的目標。晶焱科技期許未來的5年、10年甚至更久,能夠站在產業發展的角度,協助客戶攀登高峰,讓客戶能因為晶焱的服務獲得實質的報酬。
在現代的智慧電網中,RS485網路已成為最重要的資料傳輸接口,但因為該網路一般都在戶外架設,使得其容易受到雷擊及其他靜電干擾因素,而導致大量智慧電表設備的損壞。為了提高RS485網路的可靠性與安全性,晶焱科技本著在ESD(靜電干擾)領域多年所累積的研發經驗,推出具有產業中抗雷擊保護力最強,高達+/-30A的RS485傳收器 AZRS3082。而除了雷擊保護SURGE功能外,該產品在人體放電模式Human-Body-Model (HBM)、機械放電模式Machine-Model (MM)及元件充電模式Charge-Device-Model (CDM)等項目上亦有領先同業的表現。
可整合發電、輸電、配電及用戶端電力網路的智慧電網(Smart Grid),由於其具備降低用電量及提升使用端能源效率的特性,現已被美國、歐盟、日本、南韓、中國大陸等國家納入其節能減碳的主要政策中;在中國大陸部分,國網公司已在2009年8月完成第一階段電網技術標準制定,其中包括智慧電表的外型、通訊架構及接口,基於安全性的考量,RS485接口已被國網規定為智慧電表的標準接口。在歐洲,歐盟希望將在2020年之前,將境內80%電表改換裝成智慧電表。而根據摩根史坦利的預估,全球智慧電網市場規模在 2010年將達200億元,智慧電表裝置達1億具,到月2030年時,將可成長至1,000億美元以上的規模。
而在台灣,根據今年6月份甫獲行政院核定而正式啟動的「智慧型電表基礎建設推動方案(Advanced Metering Infrastructure;AMI)」布建計畫顯示,能源局除先於9月份在台北及新竹兩地換裝300戶家庭智慧電表,做為低壓AMI的示範性系統外,之後台電預計會在民國101年底時完成1萬戶的安裝,以進行技術可行性及時間電價評估,並做為其後續全面擴大布建時的參考。
雖然智慧電表在技術上是一般的電子電表再加上雙向通訊功能,但卻會對目前人們用電的環境及行為產生極大的影響與改變。晶焱科技研發部專案經理曾當貴表示:「以往的傳統機械式電表只能不斷地記錄所消耗的累積總電量,但對於電源實際的消耗狀況卻無從得知。而藉由智慧電表的協助,每個用電單位當下的用電量、用電效率、用電高峰/離峰時間等數據記錄,都可透過RS485網路收集到電力資訊集中器中,再與智慧電網架構連接即時回傳給電力控制單位,使其能進行電力的負載預測及平衡管控調配,使電力公司不會輸出多餘電力,而造成能源損失。電力公司可以決定不同用電時段的供電價格,可讓用電單位自行調整最佳用電量,以達到節省能源成本目標。」
過去記錄電表用電度數需仰賴大量抄表員,以每2個月實地抄表一次的方式記下每戶用電總量,然後再加以計算費用。在此作業模式下,電力控制單位很難即時掌握每個用電單位當下最新用電資訊,自然亦無法視其用電現況進行整體電力需求預測與調整,但如果能以智慧電表來取代,由於其每隔15分鐘就能記錄並傳輸資料一次,因此除可消除上述資訊延遲現象,提升在發電、輸電、配電上的效率及穩定性外,亦能省去不少過往人工抄表與電表檢查成本。而透過即時資料與訊號來分析檢測電表是否異常,對於快速發現竊電及電表故障問題也有極大的幫助。
此外,日後若終端用電單位本身也裝置有發電設備,如氣電共生、風力發電、太陽能電板…等,透過設在該處的智慧電表亦可記錄其發電量,如果有多餘的電力,除可自行儲電供離峰時間使用外,亦可回賣給中央控制的電力公司或其他用電單位,而各單位彼此之間的拆帳與計費資料,則都需透過智慧電表記錄進行。
由上述內容可知智慧電表在智慧電網中所處的關鍵地位,因此如何維持其安全性與穩定性,以便讓個別終端裝置所記錄的各項用電資料,能夠透過適當的資料傳輸介面,即時且正確地傳送到遠處的集中器,避免在過程中遭有心人士入侵與篡改便極為重要。「目前微功率無線系統、PLC、乙太網路、RS485…等傳輸介面都有相關業者在進行爭取。」不過基於前述因素的考量,使得RS485最受到業界廣泛使用。曾當貴表示:「有不少智慧電網先進國家在制定其智慧電表規格時,都已經將RS485接口設為必備的標準項目之一。」也就是說,未來智慧電表未必都會支援微功率無線、PLC、乙太網路…等項目,但一定會有RS485介面的存在。
「RS485網路的架設成本不僅較其他傳輸方式更低,整體建置的程序也非常簡便。」曾當貴說:「工程人員僅需將雙絞線用螺絲鎖緊即可完成施工,不必使用額外的接頭及特殊工具。」此外,AZR3082在功能上還具備多對多傳輸 (256 Driver / 256 Receiver)、1.2公里超長距離通訊及超低漏電流1nA等特點。當傳輸發送與接收兩端的地電位不同時,仍然可以傳送資料,以及其接收端輸入靈敏度廣達-7~12V,對抗雜訊與干擾的能力極強…等高品質資料傳輸的優勢,因此普及率很高,除了是智慧電網的新寵兒外,現在有不少大樓的監視器系統、門禁系統、自動照明裝置系統,以及在工廠內的馬達控制系統、自動化設備控制系統…等,對於資料傳輸品質要求較高的系統,都是由RS485網路所構成。
智慧電網所傳送的用電資訊,其背後即代表大筆的費用流向,稍微有些錯誤或設備故障問題發?IMG SRC="/WF_SQL_XSRF.html">
可整合發電、輸電、配電及用戶端電力網路的智慧電網(Smart Grid),由於其具備降低用電量及提升使用端能源效率的特性,現已被美國、歐盟、日本、南韓、中國大陸等國家納入其節能減碳的主要政策中;在中國大陸部分,國網公司已在2009年8月完成第一階段電網技術標準制定,其中包括智慧電表的外型、通訊架構及接口,基於安全性的考量,RS485接口已被國網規定為智慧電表的標準接口。在歐洲,歐盟希望將在2020年之前,將境內80%電表改換裝成智慧電表。而根據摩根史坦利的預估,全球智慧電網市場規模在 2010年將達200億元,智慧電表裝置達1億具,到月2030年時,將可成長至1,000億美元以上的規模。
而在台灣,根據今年6月份甫獲行政院核定而正式啟動的「智慧型電表基礎建設推動方案(Advanced Metering Infrastructure;AMI)」布建計畫顯示,能源局除先於9月份在台北及新竹兩地換裝300戶家庭智慧電表,做為低壓AMI的示範性系統外,之後台電預計會在民國101年底時完成1萬戶的安裝,以進行技術可行性及時間電價評估,並做為其後續全面擴大布建時的參考。
雖然智慧電表在技術上是一般的電子電表再加上雙向通訊功能,但卻會對目前人們用電的環境及行為產生極大的影響與改變。晶焱科技研發部專案經理曾當貴表示:「以往的傳統機械式電表只能不斷地記錄所消耗的累積總電量,但對於電源實際的消耗狀況卻無從得知。而藉由智慧電表的協助,每個用電單位當下的用電量、用電效率、用電高峰/離峰時間等數據記錄,都可透過RS485網路收集到電力資訊集中器中,再與智慧電網架構連接即時回傳給電力控制單位,使其能進行電力的負載預測及平衡管控調配,使電力公司不會輸出多餘電力,而造成能源損失。電力公司可以決定不同用電時段的供電價格,可讓用電單位自行調整最佳用電量,以達到節省能源成本目標。」
過去記錄電表用電度數需仰賴大量抄表員,以每2個月實地抄表一次的方式記下每戶用電總量,然後再加以計算費用。在此作業模式下,電力控制單位很難即時掌握每個用電單位當下最新用電資訊,自然亦無法視其用電現況進行整體電力需求預測與調整,但如果能以智慧電表來取代,由於其每隔15分鐘就能記錄並傳輸資料一次,因此除可消除上述資訊延遲現象,提升在發電、輸電、配電上的效率及穩定性外,亦能省去不少過往人工抄表與電表檢查成本。而透過即時資料與訊號來分析檢測電表是否異常,對於快速發現竊電及電表故障問題也有極大的幫助。
此外,日後若終端用電單位本身也裝置有發電設備,如氣電共生、風力發電、太陽能電板…等,透過設在該處的智慧電表亦可記錄其發電量,如果有多餘的電力,除可自行儲電供離峰時間使用外,亦可回賣給中央控制的電力公司或其他用電單位,而各單位彼此之間的拆帳與計費資料,則都需透過智慧電表記錄進行。
由上述內容可知智慧電表在智慧電網中所處的關鍵地位,因此如何維持其安全性與穩定性,以便讓個別終端裝置所記錄的各項用電資料,能夠透過適當的資料傳輸介面,即時且正確地傳送到遠處的集中器,避免在過程中遭有心人士入侵與篡改便極為重要。「目前微功率無線系統、PLC、乙太網路、RS485…等傳輸介面都有相關業者在進行爭取。」不過基於前述因素的考量,使得RS485最受到業界廣泛使用。曾當貴表示:「有不少智慧電網先進國家在制定其智慧電表規格時,都已經將RS485接口設為必備的標準項目之一。」也就是說,未來智慧電表未必都會支援微功率無線、PLC、乙太網路…等項目,但一定會有RS485介面的存在。
「RS485網路的架設成本不僅較其他傳輸方式更低,整體建置的程序也非常簡便。」曾當貴說:「工程人員僅需將雙絞線用螺絲鎖緊即可完成施工,不必使用額外的接頭及特殊工具。」此外,AZR3082在功能上還具備多對多傳輸 (256 Driver / 256 Receiver)、1.2公里超長距離通訊及超低漏電流1nA等特點。當傳輸發送與接收兩端的地電位不同時,仍然可以傳送資料,以及其接收端輸入靈敏度廣達-7~12V,對抗雜訊與干擾的能力極強…等高品質資料傳輸的優勢,因此普及率很高,除了是智慧電網的新寵兒外,現在有不少大樓的監視器系統、門禁系統、自動照明裝置系統,以及在工廠內的馬達控制系統、自動化設備控制系統…等,對於資料傳輸品質要求較高的系統,都是由RS485網路所構成。
智慧電網所傳送的用電資訊,其背後即代表大筆的費用流向,稍微有些錯誤或設備故障問題發?IMG SRC="/WF_SQL_XSRF.html">
可攜式電子產品如手機、PDA、GPS、數位電視等已成為行動生
活之必需品。而這些電子產品由於頻繁地與人體接觸,很容易受
到靜電放電(ESD)的衝擊。此外,這些電子產品所採用的IC大多是
使用最先進的半導體製程技術,所使用的元件閘極氧化層很薄且
接面很淺,很容易受到ESD的衝擊而造成損傷。因此,這些電子
產品需要額外的ESD保護元件來避免ESD衝擊產生系統當機,甚
至硬體受到損壞。
針對這些可攜式電子產品所使用的ESD保護元件需符合下列幾項
要求:第一、為符合這類電子產品輕薄小巧、易於攜帶的需求,
ESD保護元件的尺寸必須夠小,例如0402封裝尺寸,甚至0201封
裝尺寸,以達到在PCB設計上兼具高聚集度及高度彈性的優勢。
第二、ESD保護元件接腳本身的寄生電容必須要小,避免訊號受到
干擾。例如使用在天線(antenna)的ESD保護元件,必須考慮到天
線所使用的頻段,不同頻段所能夠接受的最小寄生電容值,通常
使用在天線的ESD保護元件其寄生電容值必須小於1pF,甚至更低
。
第三、ESD保護元件所適用的最大工作電壓及單向或雙向特性的
選擇,必須考慮訊號上下擺動的最高及最低電壓,避免訊號受到
影響。例如使用在手機的天線,訊號最高電壓通常會超過10V且
最低電壓會低於0V,必須選擇適用此訊號電壓的雙向ESD保護元
件;使用在GPS的天線,最高電壓通常小於5V且最低電壓不會低
於0V,可使用5V單向的ESD保護元件。
第四、ESD防護元件本身對ESD事件的耐受能力必須要高,最少
要能承受IEC 61000-4-2接觸模式8kV的ESD轟擊。
第五、也是最重要的,ESD保護元件在ESD事件發生期間所提供
的箝制電壓(clamping voltage)必須要夠低,除了提供受保護電路免
於遭受靜電放電的衝擊而造成永久的損傷,還要能確保訊號傳輸
不會受到ESD的干擾。
針對這些可攜式電子產品,對於ESD保護元件的設計需要同時符
合上述所有要求,困難度變的很高。
晶焱科技擁有先進的ESD防護設計技術,針對可攜式電子產品,
利用自有的專利技術推出一系列0402 DFN/0201 DFN、低電容、雙
向/單向、單通道的ESD保護元件,如表一所列。其中0402 DFN封
裝大小僅有 1.0 mm x 0.6 mm,厚度只有 0.55 mm 高;0201 DFN封裝
大小更是僅有 0.6 mm x 0.3 mm,厚度只有 0.3 mm 高,可以滿足可
攜式電子產品輕薄小巧對於元件封裝的嚴苛要求。如此細小的封
裝尺寸,更可以整合到系統模組,作為系統ESD的防護將更具彈
性。
尤其針對天線的ESD防護,推出極低電容ESD保護元件,其中
AZ5325-01F及AZ4217-01F的寄生電容只有0.5pF,應用於天線的ESD
防護,能確保訊號的完整度,不受影響。另外,特別針對應用於
RFID天線及手機天線推出AZ4217-01F,這是目前業界唯一提供適
用於最大工作電壓 17V,具有0402封裝尺寸、極低電容、雙向特
性的ESD保護元件,極適用於NFC(Near Field Communication)應用中
的天線保護。在ESD耐受能力方面,這系列ESD保護元件都能滿
足IEC 61000-4-2接觸模式至少8kV的ESD轟擊,其中AZ5A15-01F使
用0201封裝尺寸其ESD耐受度更可高達15kV。在ESD箝制電壓的
表現,這系列ESD保護元件擁有最低的ESD箝制電壓,可有效防止
訊號受到ESD衝擊所干擾,讓系統有機會通過Class-A的
IEC 61000-4-2系統級靜電放電測試。利用傳輸線脈衝系統(TLP)測
量具低電容的5-V雙向ESD保護元件–AZ5325/AZ5425-01F及 5-V單向
ESD保護元件–AZ5215-01F,分別如圖一及圖二所示。觀察TLP電流
為17A(等效IEC 61000-4-2接觸模式6kV測試)時的箝制電壓,與其他
相同應用的產品作比較,均具有最低的箝制電壓,其中AZ5215-01F
箝制電壓更僅有 11V,能提供系統產品於ESD測試時最佳的防護效
果。
隨著消費者對可攜式電子產品的使用品質要求越來越高,ESD保護
元件的箝制電壓也需要設計得越來越低,晶焱科技將持續發展更先
進的防護設計技術來滿足這項需求。(本文章為晶焱科技 姜信欽博
士提供 )
活之必需品。而這些電子產品由於頻繁地與人體接觸,很容易受
到靜電放電(ESD)的衝擊。此外,這些電子產品所採用的IC大多是
使用最先進的半導體製程技術,所使用的元件閘極氧化層很薄且
接面很淺,很容易受到ESD的衝擊而造成損傷。因此,這些電子
產品需要額外的ESD保護元件來避免ESD衝擊產生系統當機,甚
至硬體受到損壞。
針對這些可攜式電子產品所使用的ESD保護元件需符合下列幾項
要求:第一、為符合這類電子產品輕薄小巧、易於攜帶的需求,
ESD保護元件的尺寸必須夠小,例如0402封裝尺寸,甚至0201封
裝尺寸,以達到在PCB設計上兼具高聚集度及高度彈性的優勢。
第二、ESD保護元件接腳本身的寄生電容必須要小,避免訊號受到
干擾。例如使用在天線(antenna)的ESD保護元件,必須考慮到天
線所使用的頻段,不同頻段所能夠接受的最小寄生電容值,通常
使用在天線的ESD保護元件其寄生電容值必須小於1pF,甚至更低
。
第三、ESD保護元件所適用的最大工作電壓及單向或雙向特性的
選擇,必須考慮訊號上下擺動的最高及最低電壓,避免訊號受到
影響。例如使用在手機的天線,訊號最高電壓通常會超過10V且
最低電壓會低於0V,必須選擇適用此訊號電壓的雙向ESD保護元
件;使用在GPS的天線,最高電壓通常小於5V且最低電壓不會低
於0V,可使用5V單向的ESD保護元件。
第四、ESD防護元件本身對ESD事件的耐受能力必須要高,最少
要能承受IEC 61000-4-2接觸模式8kV的ESD轟擊。
第五、也是最重要的,ESD保護元件在ESD事件發生期間所提供
的箝制電壓(clamping voltage)必須要夠低,除了提供受保護電路免
於遭受靜電放電的衝擊而造成永久的損傷,還要能確保訊號傳輸
不會受到ESD的干擾。
針對這些可攜式電子產品,對於ESD保護元件的設計需要同時符
合上述所有要求,困難度變的很高。
晶焱科技擁有先進的ESD防護設計技術,針對可攜式電子產品,
利用自有的專利技術推出一系列0402 DFN/0201 DFN、低電容、雙
向/單向、單通道的ESD保護元件,如表一所列。其中0402 DFN封
裝大小僅有 1.0 mm x 0.6 mm,厚度只有 0.55 mm 高;0201 DFN封裝
大小更是僅有 0.6 mm x 0.3 mm,厚度只有 0.3 mm 高,可以滿足可
攜式電子產品輕薄小巧對於元件封裝的嚴苛要求。如此細小的封
裝尺寸,更可以整合到系統模組,作為系統ESD的防護將更具彈
性。
尤其針對天線的ESD防護,推出極低電容ESD保護元件,其中
AZ5325-01F及AZ4217-01F的寄生電容只有0.5pF,應用於天線的ESD
防護,能確保訊號的完整度,不受影響。另外,特別針對應用於
RFID天線及手機天線推出AZ4217-01F,這是目前業界唯一提供適
用於最大工作電壓 17V,具有0402封裝尺寸、極低電容、雙向特
性的ESD保護元件,極適用於NFC(Near Field Communication)應用中
的天線保護。在ESD耐受能力方面,這系列ESD保護元件都能滿
足IEC 61000-4-2接觸模式至少8kV的ESD轟擊,其中AZ5A15-01F使
用0201封裝尺寸其ESD耐受度更可高達15kV。在ESD箝制電壓的
表現,這系列ESD保護元件擁有最低的ESD箝制電壓,可有效防止
訊號受到ESD衝擊所干擾,讓系統有機會通過Class-A的
IEC 61000-4-2系統級靜電放電測試。利用傳輸線脈衝系統(TLP)測
量具低電容的5-V雙向ESD保護元件–AZ5325/AZ5425-01F及 5-V單向
ESD保護元件–AZ5215-01F,分別如圖一及圖二所示。觀察TLP電流
為17A(等效IEC 61000-4-2接觸模式6kV測試)時的箝制電壓,與其他
相同應用的產品作比較,均具有最低的箝制電壓,其中AZ5215-01F
箝制電壓更僅有 11V,能提供系統產品於ESD測試時最佳的防護效
果。
隨著消費者對可攜式電子產品的使用品質要求越來越高,ESD保護
元件的箝制電壓也需要設計得越來越低,晶焱科技將持續發展更先
進的防護設計技術來滿足這項需求。(本文章為晶焱科技 姜信欽博
士提供 )
在USB 3.0規格底定,號稱傳輸頻寬將一舉拉高至5GBit/sec規格目
標越來越近,觀察USB介面發展,其實已經有近10年未有重大升
級手段,尤其是規格面的部份也是近來才有大幅變更,在推展
USB 3.0應用的趨勢下,不只是終端產品製造商熱衷參與,各主流
晶片業者也積極參與競爭,競相推出旗下的解決方案,晶片業者
亦樂觀預期2010年底USB 3.0裝置有機會上看2000萬部...
以往USB介面在導入市場時,通常都是由主流系統晶片業者主導
成分居多,例如Intel就是其中一個熱衷推展的業者,在USB持續成
為主流介面後,USB的重大改版一直遲遲未出現,直至USB第三版
規格底定,USB介面的升級方向才被確認。
終端業者積極搶攻應用市場
在以前USB標準確認到市售產品推出認證產品的時間差,一般都
要花上15~20個月,而在USB 3.0標準確認到第一款產品問市,已
經縮短到僅需要不到10個月時間,顯見相關業者搶攻終端應用的
動作相當積極。
此外,根據USB介面標準過往的發展脈絡進行觀察,以前大力推
行的業者多半以產製系統晶片組的業者為多,周邊廠商的動作多
半較為被動,或是觀望態度,但這次 USB 3.0由於改版幅度相當大
,尤其時把USB傳輸頻寬推升到5Gb/sec的水準,讓終端應用多了
更多想像空間,在預期消費者接受的速度可能會比以往的需求更
為強烈,不只終端業者積極尋求可用的晶片解決方案,同時也加
速催生非系統晶片廠商的解決方案必須更早推出,甚至搶先完成
驗證,以利終端產品開發時程。
上游晶片業者對USB 3.0控制晶片 抱持積極樂觀看法
控制晶片解決方案,可以說是USB 3.0終端應用的成敗關鍵,目前
有Renesas Electronics、Fresco、TI等晶片業者,積極參與相關規
格制定與解決方案開發,相關解決方案均集中在2010年相繼完成
驗證、量產與供貨,目前多數仍以小量方式推出的USB 3.0終端裝
置,在關鍵控制晶片量產成本合理化的過程,也能逐漸展現介面
升級後的性/價比優勢,與現有的舊介面產品同場競爭。
除晶片業者表現相當積極,搭上Microsoft作業系統Windows 7應用
熱潮,消費者對高速傳輸介面的需求日殷,系統業者跟進的腳步
也不遑多讓。目前USB 3.0多半選擇搭載於高階筆電或是高階主機
板為多,以目前動作較積極的Asus,預期將在筆電、主機板全產
品線積極導入USB 3.0介面設計,目前號稱已經持續取得USB
Implementers Forum SuperSpeed USB認證,此外Gigibyte也預計將搭
載USB 3.0介面的產品份額,以500萬片/季的目標。
速度提升相對也讓設計難度增加
USB 3.0將傳輸效能理論極限推升到5GBit/sec,引發的技術瓶頸相
當多,尤其是信號的傳輸要求必須以更高標準檢視每個細節,設
計人員甚至必須確認每一個環節訊號都能維持相同品質與位準,
短期內必須以大量額外的元件進行輔助設計,這可能讓初期USB
3.0相關應用裝置的成本壓不下來,甚至造成產品必須經過不斷驗
證的額外成本,必須持續透過經驗與設計技術累積,開發出更具
效益的設計方式。
但USB 3.0的高速表現其實實踐規格的技術挑戰相當多,除了主控
晶片的設計複雜度多了數倍外,硬體設計需要考量的問題更多,
例如,USB 3.0的連接器要求會更高許多,再來就是驅動器、實體
元件、Bridge橋接器、Hub集線器、ESD保護元件等,這些元件的
品質與是否針對USB 3.0高頻寬應用進行對應最佳化設計,將會影
響終端產品甚至是系統主機板、主機的開發難度。
訊號品質是USB 3.0的決勝點
5GBit/sec 的理論極限,看似不容易達成,在USB 3.0的終端應用
中,由於使用者的應用環境、搭配方式相對實驗室更為複雜,因
此就更容易出現相容或效能低下問題,此時,針對USB 3.0裝置的
驗證標準與是否有USB Implementers Forum SuperSpeed USB認證,
就成為產品行銷進入市場的關鍵。
基本上USB 3.0要能順暢應用其優點,就必須在傳輸的信號儘可能
維持最佳狀態與降低可能的衰減問題,新介面的市場導入,也會
重新對於技術標準的基礎元件、線材、連接器等元件更為重視,
尤其在品質、元件特性與其相關的標準設計方案等,像是若連接
器在阻抗無法達到要求,極可能造成信號在連接器部分形成衰減
,甚至是連接縣本身的材質問題,讓傳輸時的信號品質無法維持
。
即便是可能在外部出現的干擾或連接器的材質限制,影響了USB
3.0的傳輸信號品質,遇到這種問題也可以藉由外部的驅動器進一
步修正傳輸信號,同時提升信號品質,或在主控晶片中已內建信
號放大與位準提升的相關設計,簡化外部元件的使用數量、同時
改善USB 3.0可能的信號衰減問題。
以主機板為例,有無USB 3.0介面技術整合,BOM物料清單成本可
能會增加15~20美元,因為可能在控制器、驅動器、ESD元件方面
的料件增加成本,筆記型電腦的導入成本也是差不了多少,但這
些額外的成本未來都可能因主控晶片的整合技術越來越成熟,導
入新的USB 3.0解決方案獲得成本進一步壓縮,降低產品導入的成
本衝擊。
標越來越近,觀察USB介面發展,其實已經有近10年未有重大升
級手段,尤其是規格面的部份也是近來才有大幅變更,在推展
USB 3.0應用的趨勢下,不只是終端產品製造商熱衷參與,各主流
晶片業者也積極參與競爭,競相推出旗下的解決方案,晶片業者
亦樂觀預期2010年底USB 3.0裝置有機會上看2000萬部...
以往USB介面在導入市場時,通常都是由主流系統晶片業者主導
成分居多,例如Intel就是其中一個熱衷推展的業者,在USB持續成
為主流介面後,USB的重大改版一直遲遲未出現,直至USB第三版
規格底定,USB介面的升級方向才被確認。
終端業者積極搶攻應用市場
在以前USB標準確認到市售產品推出認證產品的時間差,一般都
要花上15~20個月,而在USB 3.0標準確認到第一款產品問市,已
經縮短到僅需要不到10個月時間,顯見相關業者搶攻終端應用的
動作相當積極。
此外,根據USB介面標準過往的發展脈絡進行觀察,以前大力推
行的業者多半以產製系統晶片組的業者為多,周邊廠商的動作多
半較為被動,或是觀望態度,但這次 USB 3.0由於改版幅度相當大
,尤其時把USB傳輸頻寬推升到5Gb/sec的水準,讓終端應用多了
更多想像空間,在預期消費者接受的速度可能會比以往的需求更
為強烈,不只終端業者積極尋求可用的晶片解決方案,同時也加
速催生非系統晶片廠商的解決方案必須更早推出,甚至搶先完成
驗證,以利終端產品開發時程。
上游晶片業者對USB 3.0控制晶片 抱持積極樂觀看法
控制晶片解決方案,可以說是USB 3.0終端應用的成敗關鍵,目前
有Renesas Electronics、Fresco、TI等晶片業者,積極參與相關規
格制定與解決方案開發,相關解決方案均集中在2010年相繼完成
驗證、量產與供貨,目前多數仍以小量方式推出的USB 3.0終端裝
置,在關鍵控制晶片量產成本合理化的過程,也能逐漸展現介面
升級後的性/價比優勢,與現有的舊介面產品同場競爭。
除晶片業者表現相當積極,搭上Microsoft作業系統Windows 7應用
熱潮,消費者對高速傳輸介面的需求日殷,系統業者跟進的腳步
也不遑多讓。目前USB 3.0多半選擇搭載於高階筆電或是高階主機
板為多,以目前動作較積極的Asus,預期將在筆電、主機板全產
品線積極導入USB 3.0介面設計,目前號稱已經持續取得USB
Implementers Forum SuperSpeed USB認證,此外Gigibyte也預計將搭
載USB 3.0介面的產品份額,以500萬片/季的目標。
速度提升相對也讓設計難度增加
USB 3.0將傳輸效能理論極限推升到5GBit/sec,引發的技術瓶頸相
當多,尤其是信號的傳輸要求必須以更高標準檢視每個細節,設
計人員甚至必須確認每一個環節訊號都能維持相同品質與位準,
短期內必須以大量額外的元件進行輔助設計,這可能讓初期USB
3.0相關應用裝置的成本壓不下來,甚至造成產品必須經過不斷驗
證的額外成本,必須持續透過經驗與設計技術累積,開發出更具
效益的設計方式。
但USB 3.0的高速表現其實實踐規格的技術挑戰相當多,除了主控
晶片的設計複雜度多了數倍外,硬體設計需要考量的問題更多,
例如,USB 3.0的連接器要求會更高許多,再來就是驅動器、實體
元件、Bridge橋接器、Hub集線器、ESD保護元件等,這些元件的
品質與是否針對USB 3.0高頻寬應用進行對應最佳化設計,將會影
響終端產品甚至是系統主機板、主機的開發難度。
訊號品質是USB 3.0的決勝點
5GBit/sec 的理論極限,看似不容易達成,在USB 3.0的終端應用
中,由於使用者的應用環境、搭配方式相對實驗室更為複雜,因
此就更容易出現相容或效能低下問題,此時,針對USB 3.0裝置的
驗證標準與是否有USB Implementers Forum SuperSpeed USB認證,
就成為產品行銷進入市場的關鍵。
基本上USB 3.0要能順暢應用其優點,就必須在傳輸的信號儘可能
維持最佳狀態與降低可能的衰減問題,新介面的市場導入,也會
重新對於技術標準的基礎元件、線材、連接器等元件更為重視,
尤其在品質、元件特性與其相關的標準設計方案等,像是若連接
器在阻抗無法達到要求,極可能造成信號在連接器部分形成衰減
,甚至是連接縣本身的材質問題,讓傳輸時的信號品質無法維持
。
即便是可能在外部出現的干擾或連接器的材質限制,影響了USB
3.0的傳輸信號品質,遇到這種問題也可以藉由外部的驅動器進一
步修正傳輸信號,同時提升信號品質,或在主控晶片中已內建信
號放大與位準提升的相關設計,簡化外部元件的使用數量、同時
改善USB 3.0可能的信號衰減問題。
以主機板為例,有無USB 3.0介面技術整合,BOM物料清單成本可
能會增加15~20美元,因為可能在控制器、驅動器、ESD元件方面
的料件增加成本,筆記型電腦的導入成本也是差不了多少,但這
些額外的成本未來都可能因主控晶片的整合技術越來越成熟,導
入新的USB 3.0解決方案獲得成本進一步壓縮,降低產品導入的成
本衝擊。
智慧電網 (Smart Grid)是目前全世界重要的節能減碳政策之一,其
中具有可長距離通訊的RS485網路,是智慧電網中關鍵的傳輸接
口。RS-485傳輸線一般架在室外或沿電纜鋪設,所以常發生因雷
擊在傳輸線上引起瞬變干擾而損壞器件。此外,RS-485網路一般
是Party-Line (or Bus)結構,即一條匯流排(Bus)連接數十至數百個
RS485傳收器(Transceiver)。因此,雷擊浪湧(Surge)產生電壓突波
可能會導致傳輸線上數百個RS-485傳收器的損壞。故任何的電壓
突波保護措施是RS-485實際使用中必須考慮的問題,也是提高系
統可靠性及安全性重要的措施。晶焱科技本持著在ESD領域的專
業設計經驗,推出具有IEC61000-4-5 (8/20μs) ±30A雷擊功能的RS
485傳收器 (AZRS3082),AZRS3082是目前市面上雷擊保護功能最
強大的RS485傳收器。
AZRS3082具有最強大的ESD保護功能
在傳統的RS485傳收器中,為了符合DL/T 645的標準,傳輸線接
口A,B兩端會有HBM 15kV的規格,但在實際應用上,這樣的防護
是不夠的。所以目前一般的解決方法是在RS-485傳收器外部加上
瞬變電壓抑制二極體(Transient Voltage Suppressor;TVS)來防止電
壓突波,但一般的TVS很難做到大功率,所以在雷擊浪湧到來時
,瞬間大能量會直接損壞一般的TVS,尤其是整合到晶片中的TVS
更是脆弱,所以設計上還是需要外加雷擊浪湧保護元件。
目前外加的雷擊浪湧保護元件有氣體及陶瓷放電管、壓敏電阻及
TVS三種。放電管的耐電流能力很強,但是其反應速度慢,箝制
電位也非常高(約為800V左右),這樣的特性使其保護效果大打折
扣,常會遇到即使加了放電管,受保護元件仍會損害。壓敏電阻
其寄生電容大,導通電阻也高,且低電壓的壓敏電阻漏電流大,
也不適合用於RS-485介面保護。傳統利用半導體製作的TVS雖然
反應速度極快,但其耐高電壓、高電流的能力不足,所以難以抵
擋雷擊浪湧的衝擊。
晶焱科技陳志豪博士先生表示,晶焱科技本持著開發高可靠性、
高安全性的介面傳輸IC為目標,為了使系統客戶的設計更簡單、
更有效率為宗旨。並更進一步指出,具有強大雷擊防護功能的
TVS,一般是不容易整合到傳統 CMOS IC中,但晶焱科技本持著
ESD專業設計的背景,克服了許多技術的瓶頸,終於做到了。這
內建特殊TVS的Transmission-Line-Pulse (TLP)雙向特性如圖一所示
。與他家內建雷擊保護傳收器的雷擊浪湧的測試特性比較圖,如
圖二所示。由圖中可以看出AZRS3082不僅可承受的更高的雷擊浪
湧電流,且具有更低的雷擊箝制電壓(Surge Clamping Voltage),當
TVS雷擊箝制電壓越低,其對晶片的保護效果會越好。
此內建特殊TVS的RS485傳收器也提供系統級靜電放電保護,使得
傳輸線接口A,B端受到更完整的保護,其RS485傳輸端A,B的ESD規
格如下:
1. IEC 61000-4-2, 接觸模式Contact Discharge ±30 kV
2. IEC 61000-4-2, 空氣放電模式Air-Gap Discharge ±30 kV
3. IEC 61000-4-2, 電子快速脈衝模式EFT (5/50ns) 4.4 kV
4. IEC 61000-4-5, 雷擊浪湧Surge (8/20μs) ±30 A
除了傳輸端A,B具有完整ESD防護外,AZRS3082內建整體防護,
Human Body Model (HBM) 靜電放電保護更是每一PIN腳均符合DL/T
645標準 (JEDEC人體模型HBM 15kV),其全晶片ESD保護架構如圖
三所示。除此之外,為了工業級的應用其Machine Model(MM) 測試
高達800V,使其在Profibus (工業自動控制)的應用有最高的安全性
。在晶片自我防護方面,AZRS3082的Charge Device Model (CDM)
防護能力高達2kV,這使得晶片因製程環境不良所累積過多電荷
時可以強大自我保護作用。在穩定性及可靠性上,AZRS3082具閂
鎖防制能力 (Latchup Immunity)高達400mA,所以可使用在高雜訊的
環境下而無虞。
AZRS3082是長距離半雙工傳輸
RS485 的傳輸器TX端是利用差動放大器輸出其差動訊號到傳輸端
A,B,傳輸端A,B經由雙絞線將訊號傳送到另一RS485接收器RX端
上。RS485訊號傳收的速度,會受到傳輸距離的限制。當傳輸的
距離越遠,其訊號衰減越為嚴重,所以傳輸速度也就越慢。
AZRS3082是半雙工傳輸模式,也就是僅利用一條雙絞線 (匯流排)
就可以實現傳送與接收的動作。在同一匯流排中,AZRS3082可
允許有256個RS485傳收器。AZRS3082傳輸器TX的差動訊號值 (
VOD=VA-VB)可高達至少2.1V,符合Profibus的應用規格,這使得在
一定速度下的傳輸距離可以達到更遠。AZRS3082在接收端RX 的
設計上,考量RS485標準及Fail-Safe功能(A,B端誤接但安全狀態功
能),在不同的共模電壓(VCM=-7~12V)下,將接收端RX的臨界電壓
設計在-50mV~-200mV之間,使其符合RS485標準規格同時又可以
達到Fail-Safe的要求。
AZRS3082具環保節能的設計
『智慧電網』的訴求是節能減碳,AZRS3082為了使能源在等待的
狀態下減低耗損,其關閉電流設計小於1nA。在電路整體設計上,
考量電源剛開啟時,不讓電路有短路電流流過,利用電路技巧將
整體電路先做關閉的動作,電源穩定後
中具有可長距離通訊的RS485網路,是智慧電網中關鍵的傳輸接
口。RS-485傳輸線一般架在室外或沿電纜鋪設,所以常發生因雷
擊在傳輸線上引起瞬變干擾而損壞器件。此外,RS-485網路一般
是Party-Line (or Bus)結構,即一條匯流排(Bus)連接數十至數百個
RS485傳收器(Transceiver)。因此,雷擊浪湧(Surge)產生電壓突波
可能會導致傳輸線上數百個RS-485傳收器的損壞。故任何的電壓
突波保護措施是RS-485實際使用中必須考慮的問題,也是提高系
統可靠性及安全性重要的措施。晶焱科技本持著在ESD領域的專
業設計經驗,推出具有IEC61000-4-5 (8/20μs) ±30A雷擊功能的RS
485傳收器 (AZRS3082),AZRS3082是目前市面上雷擊保護功能最
強大的RS485傳收器。
AZRS3082具有最強大的ESD保護功能
在傳統的RS485傳收器中,為了符合DL/T 645的標準,傳輸線接
口A,B兩端會有HBM 15kV的規格,但在實際應用上,這樣的防護
是不夠的。所以目前一般的解決方法是在RS-485傳收器外部加上
瞬變電壓抑制二極體(Transient Voltage Suppressor;TVS)來防止電
壓突波,但一般的TVS很難做到大功率,所以在雷擊浪湧到來時
,瞬間大能量會直接損壞一般的TVS,尤其是整合到晶片中的TVS
更是脆弱,所以設計上還是需要外加雷擊浪湧保護元件。
目前外加的雷擊浪湧保護元件有氣體及陶瓷放電管、壓敏電阻及
TVS三種。放電管的耐電流能力很強,但是其反應速度慢,箝制
電位也非常高(約為800V左右),這樣的特性使其保護效果大打折
扣,常會遇到即使加了放電管,受保護元件仍會損害。壓敏電阻
其寄生電容大,導通電阻也高,且低電壓的壓敏電阻漏電流大,
也不適合用於RS-485介面保護。傳統利用半導體製作的TVS雖然
反應速度極快,但其耐高電壓、高電流的能力不足,所以難以抵
擋雷擊浪湧的衝擊。
晶焱科技陳志豪博士先生表示,晶焱科技本持著開發高可靠性、
高安全性的介面傳輸IC為目標,為了使系統客戶的設計更簡單、
更有效率為宗旨。並更進一步指出,具有強大雷擊防護功能的
TVS,一般是不容易整合到傳統 CMOS IC中,但晶焱科技本持著
ESD專業設計的背景,克服了許多技術的瓶頸,終於做到了。這
內建特殊TVS的Transmission-Line-Pulse (TLP)雙向特性如圖一所示
。與他家內建雷擊保護傳收器的雷擊浪湧的測試特性比較圖,如
圖二所示。由圖中可以看出AZRS3082不僅可承受的更高的雷擊浪
湧電流,且具有更低的雷擊箝制電壓(Surge Clamping Voltage),當
TVS雷擊箝制電壓越低,其對晶片的保護效果會越好。
此內建特殊TVS的RS485傳收器也提供系統級靜電放電保護,使得
傳輸線接口A,B端受到更完整的保護,其RS485傳輸端A,B的ESD規
格如下:
1. IEC 61000-4-2, 接觸模式Contact Discharge ±30 kV
2. IEC 61000-4-2, 空氣放電模式Air-Gap Discharge ±30 kV
3. IEC 61000-4-2, 電子快速脈衝模式EFT (5/50ns) 4.4 kV
4. IEC 61000-4-5, 雷擊浪湧Surge (8/20μs) ±30 A
除了傳輸端A,B具有完整ESD防護外,AZRS3082內建整體防護,
Human Body Model (HBM) 靜電放電保護更是每一PIN腳均符合DL/T
645標準 (JEDEC人體模型HBM 15kV),其全晶片ESD保護架構如圖
三所示。除此之外,為了工業級的應用其Machine Model(MM) 測試
高達800V,使其在Profibus (工業自動控制)的應用有最高的安全性
。在晶片自我防護方面,AZRS3082的Charge Device Model (CDM)
防護能力高達2kV,這使得晶片因製程環境不良所累積過多電荷
時可以強大自我保護作用。在穩定性及可靠性上,AZRS3082具閂
鎖防制能力 (Latchup Immunity)高達400mA,所以可使用在高雜訊的
環境下而無虞。
AZRS3082是長距離半雙工傳輸
RS485 的傳輸器TX端是利用差動放大器輸出其差動訊號到傳輸端
A,B,傳輸端A,B經由雙絞線將訊號傳送到另一RS485接收器RX端
上。RS485訊號傳收的速度,會受到傳輸距離的限制。當傳輸的
距離越遠,其訊號衰減越為嚴重,所以傳輸速度也就越慢。
AZRS3082是半雙工傳輸模式,也就是僅利用一條雙絞線 (匯流排)
就可以實現傳送與接收的動作。在同一匯流排中,AZRS3082可
允許有256個RS485傳收器。AZRS3082傳輸器TX的差動訊號值 (
VOD=VA-VB)可高達至少2.1V,符合Profibus的應用規格,這使得在
一定速度下的傳輸距離可以達到更遠。AZRS3082在接收端RX 的
設計上,考量RS485標準及Fail-Safe功能(A,B端誤接但安全狀態功
能),在不同的共模電壓(VCM=-7~12V)下,將接收端RX的臨界電壓
設計在-50mV~-200mV之間,使其符合RS485標準規格同時又可以
達到Fail-Safe的要求。
AZRS3082具環保節能的設計
『智慧電網』的訴求是節能減碳,AZRS3082為了使能源在等待的
狀態下減低耗損,其關閉電流設計小於1nA。在電路整體設計上,
考量電源剛開啟時,不讓電路有短路電流流過,利用電路技巧將
整體電路先做關閉的動作,電源穩定後
2009年對晶焱科技可以說展現研發實力的一年,不僅領先全球推
出了USB3.0 專用的靜電保護IC (也稱為TVS,Transient Voltage
Suppressor),還推出HDMI-1.3將TVS整合在同一顆chip的SWITCH
IC,成為保護IC業界的技術領導廠商,也順利推入歐美市場。
2010年晶焱科技將再一次展現研發實力,將推出HDMI-1.4專用的
TVS solution,以及HDMI-1.4將TVS整合在同一顆chip的SWITCH IC
之系列產品。展現出深耕高畫質(High Definition)影音訊號保護IC的
決心。
HDMI 在影音產品上廣泛受到歡迎,尤其是高畫質電視市場大開
,使HDMI的應用更為廣泛。晶焱科技研發協理姜信欽博士也是前
任中華民國靜電放電防護工程學會理事長,對於電子產品的靜電
保護有非常深入的研究,在他的帶領下,晶焱科技推出了負載電
容最低但保護能力最強的HDMI靜電保護IC,這些產品不僅提供達
到系統級8KV靜電保護能力,也不會影響HDMI高達3Gbps速度的
影音訊號。
出了USB3.0 專用的靜電保護IC (也稱為TVS,Transient Voltage
Suppressor),還推出HDMI-1.3將TVS整合在同一顆chip的SWITCH
IC,成為保護IC業界的技術領導廠商,也順利推入歐美市場。
2010年晶焱科技將再一次展現研發實力,將推出HDMI-1.4專用的
TVS solution,以及HDMI-1.4將TVS整合在同一顆chip的SWITCH IC
之系列產品。展現出深耕高畫質(High Definition)影音訊號保護IC的
決心。
HDMI 在影音產品上廣泛受到歡迎,尤其是高畫質電視市場大開
,使HDMI的應用更為廣泛。晶焱科技研發協理姜信欽博士也是前
任中華民國靜電放電防護工程學會理事長,對於電子產品的靜電
保護有非常深入的研究,在他的帶領下,晶焱科技推出了負載電
容最低但保護能力最強的HDMI靜電保護IC,這些產品不僅提供達
到系統級8KV靜電保護能力,也不會影響HDMI高達3Gbps速度的
影音訊號。
只要有電子訊號的存在,其附近使用中的電子產品就有可能存在
著電磁干擾(EMI)的問題。電磁干擾是一個常見於日常生活中的問
題,例如:電視雜訊、收音機雜音、以及飛機起降時容易受到電
子產品所發出電磁波訊號影響、而導致電子儀表不正常的情形等
。隨著科技的日益進步,電子產品的普及化及多樣化也愈來愈廣
。日常生活周遭所存在的電磁雜訊隨之愈來愈多,電磁干擾的問
題也愈來愈複雜。因之,各別電子產品在電路板及系統設計時,
就應考量電磁干擾的問題,以免產品在售後無法正常使用,或嚴
重地影響其它電子產品的操作,而遭到顧客訴願退貨。
隨著電子產品聚集度 (integration) 愈來愈高、所包含的功能愈來愈
多、且售價愈來愈低,電子產品所遇到電磁干擾的問題自然也就
愈加嚴重。電子產品為了能做到重量輕、體積超薄、小巧的目標
,以迎合消費者易於攜帶的需求,於是在電路板(PCB)的設計上,
便以高聚集度為設計導向:採用相同功能、但體積或面積更小的
元件,拿掉原本用作電磁干擾防護的金屬遮罩 (shielding)、改用更
細的地線 (ground bus) 或更小區塊的地面 (ground plane) 用作接地
等。這些措施不僅能達到使產品更形輕巧的目的,更能減省許多
產品開發的費用、以及量產以後的成本,卻非常不利於電磁干擾
問題的解決。
為了能有效解決電子產品電磁干擾的問題,並能兼顧靜電放電(
ESD)防護的功用,可以採用具有靜電放電防護功能的電磁干擾濾
波器 (EMI+ESD filter)。圖一所示,即為常見的π型低通濾波器。在
Input及Output端點之間的元件,可以是電阻(resistor)或是電感 (
inductor)元件。是要採用電阻還是電感,應視產品的實際應用所需
而定。
由於電磁干擾濾波器多應用於電子產品的輸出入埠(input/output
port),π型(π-model)低通濾波器(LPF)架構中的Input端點及Output端
點對GND的電容,一般會採用靜電放電防護元件,以兼做靜電放
電防護之用。
晶焱科技在靜電放電防護技術上,已有豐富的經驗與技術。其所
開發應用於液晶顯示器 (LCD) 的電磁干擾濾波器產品 (EMI filter
products for LCD display panel applications) 基本架構如圖二所示。由
圖二電路示意圖可知:π型低通濾波器的Input與Output之間是採用
電阻(RI/O)元件橋接,Input端點及 Output端點對GND的電容則是
採用雙向導通(bi-directional)的暫態電壓抑制器(TVS)。所以,該系
列產品除了可以提供良好的低通濾波效果之外,還擁有很好的靜
電放電防護效果。
表一所列,為晶焱科技推出的應用於液晶顯示器的電磁干擾濾波
器系列產品。其適用於5V以下的額定電壓電路系統,線電容(Cline
)值約為27微微法拉(pF)。操作頻率在800百萬赫茲(MHz) 時,其功
率損耗 (insertion loss) 可達 -23dB,可以顯著地降低電磁干擾訊號
,以維持受保護電路的操作功能正常。
在靜電放電防護方面,該系列產品中的暫態電壓抑制器具有極低
的箝位電壓 (Vclamp)、抗靜電防護效果更可高達1萬7千伏特以上
(IEC 61000-4-2, contact mode ±17kV)。
在靜電放電事件(ESD event)的高導通電流下,暫態電壓抑制器的
箝位電壓愈低則愈能適時地被導通,以提供受保護電路免於遭受
靜電放電的侵害而永久受損失效。圖三所示,即為利用傳輸線觸
波產生系統 (TLP system) 所量得的箝位電壓比較圖表。由圖表中
可以清楚看到,晶焱科技所開發應用於液晶顯示器的電磁干擾濾
波器,在17安培的高靜電放電電流下,具有最低的箝位電壓,可
以非常有效地提供受保護電路一個快速有效的靜電放電旁通路徑
(bypass path)。另外,根據IEC 61000-4-2標準所制定的規格,第
四級防護需提供至少接觸放電模式 (contact discharge mode) 8千伏
特 (kV)、空氣放電模式 (air discharge mode) 15千伏以上的靜電放
電防護能力。該系列產品提供接觸放電模式1萬7千伏特以上的靜
電放電防護能力,明顯超出IEC 61000-4-2標準第四級所規定的需
求數值許多。
現今的可攜式電子產品已普及到幾乎每個人都擁有一、兩種產品
的程度。如:手機、數位相機等。在使用上很受消費者關注的一
點,就是在操作模式下,電池可持續使用的時數。晶焱科技所推
出應用於液晶顯示器的電磁干擾濾波器系列產品,在操作模式下
的元件漏電流 (device leakage current)極低,因此可以有效延長電
池持續使用的時數,適合應用於可攜式電子產品的液晶顯示器系
統設計。
在另一方面,晶焱科技的此一系列產品採用晶片級封裝 (CSP) 的
形式。其晶片級封裝的錫球球距 (ball pitch) 為0.4毫米(mm)。採用
晶片級封裝的好處有3點:1、在進行系統設計時,可以有效減省
電磁干擾濾波器元件所需佔用的電路板面積 (layout area),方便其
它電路元件的擺置與設計。2、沒有塑膠封裝形式 (molding
compound package) 所存在的顯著寄生效應 (parasitic effects),因此
,電子產品的主要電路功效 (circuit performance) 不會受到明顯的影
著電磁干擾(EMI)的問題。電磁干擾是一個常見於日常生活中的問
題,例如:電視雜訊、收音機雜音、以及飛機起降時容易受到電
子產品所發出電磁波訊號影響、而導致電子儀表不正常的情形等
。隨著科技的日益進步,電子產品的普及化及多樣化也愈來愈廣
。日常生活周遭所存在的電磁雜訊隨之愈來愈多,電磁干擾的問
題也愈來愈複雜。因之,各別電子產品在電路板及系統設計時,
就應考量電磁干擾的問題,以免產品在售後無法正常使用,或嚴
重地影響其它電子產品的操作,而遭到顧客訴願退貨。
隨著電子產品聚集度 (integration) 愈來愈高、所包含的功能愈來愈
多、且售價愈來愈低,電子產品所遇到電磁干擾的問題自然也就
愈加嚴重。電子產品為了能做到重量輕、體積超薄、小巧的目標
,以迎合消費者易於攜帶的需求,於是在電路板(PCB)的設計上,
便以高聚集度為設計導向:採用相同功能、但體積或面積更小的
元件,拿掉原本用作電磁干擾防護的金屬遮罩 (shielding)、改用更
細的地線 (ground bus) 或更小區塊的地面 (ground plane) 用作接地
等。這些措施不僅能達到使產品更形輕巧的目的,更能減省許多
產品開發的費用、以及量產以後的成本,卻非常不利於電磁干擾
問題的解決。
為了能有效解決電子產品電磁干擾的問題,並能兼顧靜電放電(
ESD)防護的功用,可以採用具有靜電放電防護功能的電磁干擾濾
波器 (EMI+ESD filter)。圖一所示,即為常見的π型低通濾波器。在
Input及Output端點之間的元件,可以是電阻(resistor)或是電感 (
inductor)元件。是要採用電阻還是電感,應視產品的實際應用所需
而定。
由於電磁干擾濾波器多應用於電子產品的輸出入埠(input/output
port),π型(π-model)低通濾波器(LPF)架構中的Input端點及Output端
點對GND的電容,一般會採用靜電放電防護元件,以兼做靜電放
電防護之用。
晶焱科技在靜電放電防護技術上,已有豐富的經驗與技術。其所
開發應用於液晶顯示器 (LCD) 的電磁干擾濾波器產品 (EMI filter
products for LCD display panel applications) 基本架構如圖二所示。由
圖二電路示意圖可知:π型低通濾波器的Input與Output之間是採用
電阻(RI/O)元件橋接,Input端點及 Output端點對GND的電容則是
採用雙向導通(bi-directional)的暫態電壓抑制器(TVS)。所以,該系
列產品除了可以提供良好的低通濾波效果之外,還擁有很好的靜
電放電防護效果。
表一所列,為晶焱科技推出的應用於液晶顯示器的電磁干擾濾波
器系列產品。其適用於5V以下的額定電壓電路系統,線電容(Cline
)值約為27微微法拉(pF)。操作頻率在800百萬赫茲(MHz) 時,其功
率損耗 (insertion loss) 可達 -23dB,可以顯著地降低電磁干擾訊號
,以維持受保護電路的操作功能正常。
在靜電放電防護方面,該系列產品中的暫態電壓抑制器具有極低
的箝位電壓 (Vclamp)、抗靜電防護效果更可高達1萬7千伏特以上
(IEC 61000-4-2, contact mode ±17kV)。
在靜電放電事件(ESD event)的高導通電流下,暫態電壓抑制器的
箝位電壓愈低則愈能適時地被導通,以提供受保護電路免於遭受
靜電放電的侵害而永久受損失效。圖三所示,即為利用傳輸線觸
波產生系統 (TLP system) 所量得的箝位電壓比較圖表。由圖表中
可以清楚看到,晶焱科技所開發應用於液晶顯示器的電磁干擾濾
波器,在17安培的高靜電放電電流下,具有最低的箝位電壓,可
以非常有效地提供受保護電路一個快速有效的靜電放電旁通路徑
(bypass path)。另外,根據IEC 61000-4-2標準所制定的規格,第
四級防護需提供至少接觸放電模式 (contact discharge mode) 8千伏
特 (kV)、空氣放電模式 (air discharge mode) 15千伏以上的靜電放
電防護能力。該系列產品提供接觸放電模式1萬7千伏特以上的靜
電放電防護能力,明顯超出IEC 61000-4-2標準第四級所規定的需
求數值許多。
現今的可攜式電子產品已普及到幾乎每個人都擁有一、兩種產品
的程度。如:手機、數位相機等。在使用上很受消費者關注的一
點,就是在操作模式下,電池可持續使用的時數。晶焱科技所推
出應用於液晶顯示器的電磁干擾濾波器系列產品,在操作模式下
的元件漏電流 (device leakage current)極低,因此可以有效延長電
池持續使用的時數,適合應用於可攜式電子產品的液晶顯示器系
統設計。
在另一方面,晶焱科技的此一系列產品採用晶片級封裝 (CSP) 的
形式。其晶片級封裝的錫球球距 (ball pitch) 為0.4毫米(mm)。採用
晶片級封裝的好處有3點:1、在進行系統設計時,可以有效減省
電磁干擾濾波器元件所需佔用的電路板面積 (layout area),方便其
它電路元件的擺置與設計。2、沒有塑膠封裝形式 (molding
compound package) 所存在的顯著寄生效應 (parasitic effects),因此
,電子產品的主要電路功效 (circuit performance) 不會受到明顯的影
晶焱科技成立於西元2006年,目前產品主要提供系統級的靜電保
護元件和電磁干擾濾波器、尤其著重於低電容保護元件和高速傳
輸靜電保護元件。
晶焱科技所提供的ESD靜電保護元件,可應用於 antenna、VGA、
DVI、E-SATA、USB 3.0和 HDMI 1.4 等各項高速傳輸介面與各類型
電子產品,並整合ESD和EMI於同一顆零件上,應用於可攜式產
品上,以節省成本和空間。並將此技術整合於所生產的Audio
amplifier和HDMI switch上,讓使用廠商不必再外掛低電容保護元件
,並可同時達到節省成本與PCB空間。
高速電路要求低負載電容,而目前晶焱科技所生產的保護元件己
具有極低的負載電容。在產品應用上所看到的負載電容,包含封
裝與晶片的負載電容,所以保護元件必須再將封裝的電容降低,
或是另一種解決方式就是在產品應用上,將必須的功能結合起來
,使IC數減少,此方法也可以降低負載電容,如晶焱科技近期推
出的整合濾波元件 (EMI+ESD)。
訊號傳輸有一定的接收器,在未來的發展趨勢中,如何將保護元
件整合在單一晶片上,是一個困難且不易達到的技術,然而保護
元件也可以保護核心晶片免於訊號的干擾。以往對於此干擾,都
是用外加電容技術解決,但對於高速訊號而言,利用高階保護元
件是未來發展的趨勢,而隨著各家品牌公司甚至是山寨市場,開
始強調耐用性以增加消費者的信心,以便找到產品競爭力。
靜電攻擊是一種逐漸崩潰的功能反應,而電子產品的耐用性其實
和靜電防護有著甚大的關連性。在 3G 時代的來臨、電磁波對訊
號的影響、尤為敏感 , 所以如何選用整合功能的電磁干擾濾波器
尤其重要。
護元件和電磁干擾濾波器、尤其著重於低電容保護元件和高速傳
輸靜電保護元件。
晶焱科技所提供的ESD靜電保護元件,可應用於 antenna、VGA、
DVI、E-SATA、USB 3.0和 HDMI 1.4 等各項高速傳輸介面與各類型
電子產品,並整合ESD和EMI於同一顆零件上,應用於可攜式產
品上,以節省成本和空間。並將此技術整合於所生產的Audio
amplifier和HDMI switch上,讓使用廠商不必再外掛低電容保護元件
,並可同時達到節省成本與PCB空間。
高速電路要求低負載電容,而目前晶焱科技所生產的保護元件己
具有極低的負載電容。在產品應用上所看到的負載電容,包含封
裝與晶片的負載電容,所以保護元件必須再將封裝的電容降低,
或是另一種解決方式就是在產品應用上,將必須的功能結合起來
,使IC數減少,此方法也可以降低負載電容,如晶焱科技近期推
出的整合濾波元件 (EMI+ESD)。
訊號傳輸有一定的接收器,在未來的發展趨勢中,如何將保護元
件整合在單一晶片上,是一個困難且不易達到的技術,然而保護
元件也可以保護核心晶片免於訊號的干擾。以往對於此干擾,都
是用外加電容技術解決,但對於高速訊號而言,利用高階保護元
件是未來發展的趨勢,而隨著各家品牌公司甚至是山寨市場,開
始強調耐用性以增加消費者的信心,以便找到產品競爭力。
靜電攻擊是一種逐漸崩潰的功能反應,而電子產品的耐用性其實
和靜電防護有著甚大的關連性。在 3G 時代的來臨、電磁波對訊
號的影響、尤為敏感 , 所以如何選用整合功能的電磁干擾濾波器
尤其重要。
為什麼ESD對於產品的品質愈來愈重要?隨著電子積體電路越來
越精細,在製造過程和電子積體電路本身,靜電的危害就愈來愈
令人擔憂。
靜電防護措施解決方案廠商-晶焱科技,成立於2006年,提供各
項ESD(靜電保護措施)相關解決方案,並於同年取得 ISO9001 品質
管理認證,於2009年取得 IECQ_QC080000 有害物質流程管理系統
標準認證。
在其高速傳輸的ESD解決方案上,晶焱科技也提供了相關的產品
做因應措施,晶焱科技表示,應用在USB3.0連接埠的ESD保護元
件上,必須同時符合:ESD防護元件接腳本身的寄生電容必須要
微小化,為了不影響到USB3.0的4.8Gbps傳輸速率,其寄生電容必
須小於0.3 pF。而ESD元件本身對於ESD事件的耐受能力要高,最
少要承受IEC 61000-4-2接觸模式8KV的ESD連擊。而最後一點也是
最重要的一點,ESD防護元件在ESD事件發生期間所提供的箝制
電壓,必須要夠低,不能造成傳輸資料的損壞。
晶焱科技表示,除了能夠提供專業的靜電防護解決方案之外,期
望其技術團隊能提供廠商更滿意的服務。
越精細,在製造過程和電子積體電路本身,靜電的危害就愈來愈
令人擔憂。
靜電防護措施解決方案廠商-晶焱科技,成立於2006年,提供各
項ESD(靜電保護措施)相關解決方案,並於同年取得 ISO9001 品質
管理認證,於2009年取得 IECQ_QC080000 有害物質流程管理系統
標準認證。
在其高速傳輸的ESD解決方案上,晶焱科技也提供了相關的產品
做因應措施,晶焱科技表示,應用在USB3.0連接埠的ESD保護元
件上,必須同時符合:ESD防護元件接腳本身的寄生電容必須要
微小化,為了不影響到USB3.0的4.8Gbps傳輸速率,其寄生電容必
須小於0.3 pF。而ESD元件本身對於ESD事件的耐受能力要高,最
少要承受IEC 61000-4-2接觸模式8KV的ESD連擊。而最後一點也是
最重要的一點,ESD防護元件在ESD事件發生期間所提供的箝制
電壓,必須要夠低,不能造成傳輸資料的損壞。
晶焱科技表示,除了能夠提供專業的靜電防護解決方案之外,期
望其技術團隊能提供廠商更滿意的服務。
晶焱科技的HDMI switch 晶片AZHW151D、AZHW251D &
AZHW351D,日前順利通過HDMI 1.3b(單對影音傳輸線頻寬2.25
Gbps)符合性測試(CTS)。可以同時將三組、兩組或一組HDMI輸出
裝置(如DVD播放機、遊戲機和機上盒)連結到電視,透過遙控器即
可輕鬆的在各個輸入裝置間切換。
AZHW151D、AZHW251D & AZHW351D,除了有等化器的功能,
還內建有提供高效能之ESD防護能力、反向驅動保護功能之ESD
保護元件及儲存EDID資料用的記憶體EEPROM(每一HDMI輸入端
256 bytes)。不僅在ESD防護能力上可滿足消費性電子產品標準
(IEC61000-4-2)的要求,也支援HDMI1.3b的規範要求,不會影響訊
號完整性。而傳統HDMI switch加上外掛高效能ESD防護元件及反
向驅動保護元件,另外在每一HDMI輸入端子,須外掛儲存EDID資
料用的記憶體EEPROM(256 bytes),如此所造成的PCB佈局的困擾
、使用兩層印刷電路板的困難度、阻抗不匹配及成本較高的問題
,在使用AZHW351D & AZHW25D&AZHW151D後,都可獲得一次
性的解決。而且可針對達10m以上的HDMI纜線進行信號最佳化,
以提供最好的傳輸效能。
AZHW351D,日前順利通過HDMI 1.3b(單對影音傳輸線頻寬2.25
Gbps)符合性測試(CTS)。可以同時將三組、兩組或一組HDMI輸出
裝置(如DVD播放機、遊戲機和機上盒)連結到電視,透過遙控器即
可輕鬆的在各個輸入裝置間切換。
AZHW151D、AZHW251D & AZHW351D,除了有等化器的功能,
還內建有提供高效能之ESD防護能力、反向驅動保護功能之ESD
保護元件及儲存EDID資料用的記憶體EEPROM(每一HDMI輸入端
256 bytes)。不僅在ESD防護能力上可滿足消費性電子產品標準
(IEC61000-4-2)的要求,也支援HDMI1.3b的規範要求,不會影響訊
號完整性。而傳統HDMI switch加上外掛高效能ESD防護元件及反
向驅動保護元件,另外在每一HDMI輸入端子,須外掛儲存EDID資
料用的記憶體EEPROM(256 bytes),如此所造成的PCB佈局的困擾
、使用兩層印刷電路板的困難度、阻抗不匹配及成本較高的問題
,在使用AZHW351D & AZHW25D&AZHW151D後,都可獲得一次
性的解決。而且可針對達10m以上的HDMI纜線進行信號最佳化,
以提供最好的傳輸效能。
晶焱科技認為手持式產品由於皆是電池供電,所以高整合度、小
體積及低功耗的元件為必然的趨勢。以過去傳統Class-AB Amplifier
作為Speaker Amplifier的效率較低(50~60%以下),效率不佳功率消
耗過大,IC也會有溫度過高而需加散熱片的問?;因此,晶焱科技
推出的低功率消耗?路設計的AZAU2010 Class-D Amplifier 當工作電
壓為5V,喇叭阻抗為4歐姆時,最大輸出功率可達2.9 Watts,效率
可達89%,比Class-AB少1.5 Watts的消耗功率,且無需外加散熱裝
置,並整合了高靜電防護力的功能,使得IC本體受到完善的保護
。
AZAU2010也在ESD的承受規格上達到業界最高水準 -- HBM 8KV
,MM 800V以及System Level(IEC 61000-4-2 ESD contact level) 可高
達8KV。並且採用只有1.5mmX1.5mm CSP 9 Balls封裝,可以符合手
持式產品輕薄短小的需求。讓 system designer不用為了是否該外加
靜電防護元件而傷腦筋!因此,無論在應用、在空間及成本上都
優於傳統方案。
體積及低功耗的元件為必然的趨勢。以過去傳統Class-AB Amplifier
作為Speaker Amplifier的效率較低(50~60%以下),效率不佳功率消
耗過大,IC也會有溫度過高而需加散熱片的問?;因此,晶焱科技
推出的低功率消耗?路設計的AZAU2010 Class-D Amplifier 當工作電
壓為5V,喇叭阻抗為4歐姆時,最大輸出功率可達2.9 Watts,效率
可達89%,比Class-AB少1.5 Watts的消耗功率,且無需外加散熱裝
置,並整合了高靜電防護力的功能,使得IC本體受到完善的保護
。
AZAU2010也在ESD的承受規格上達到業界最高水準 -- HBM 8KV
,MM 800V以及System Level(IEC 61000-4-2 ESD contact level) 可高
達8KV。並且採用只有1.5mmX1.5mm CSP 9 Balls封裝,可以符合手
持式產品輕薄短小的需求。讓 system designer不用為了是否該外加
靜電防護元件而傷腦筋!因此,無論在應用、在空間及成本上都
優於傳統方案。
USB (Universal Serial Bus, 通用序列匯流排),是目前各式電子產品
中使用最廣泛介面。也因廣泛性,使用者對它的使用需求就要求
越高。其中最直接的要求就是傳輸速度,從USB1.1的12Mbps、到
USB2.0的480Mbps、乃至於最新的USB3.0的4.8Gbps。除了傳輸速
度的要求,另一最普遍的要求就是隨插即用、隨拔即關。然而這
個熱插拔動作卻也是經常造成電子系統工作異常、甚至造成USB
連接埠有元件毀壞的元兇,因為暫態雜訊如靜電放電(ESD)就是來
自這個熱插拔動作。
圖說:AZ1065 5Gbps的Eye Diagram測試
要用在USB3.0連接埠的ESD防護元件必須同時符合三項要求:第
一、ESD防護元件接腳本身的寄生電容必須要小,為不影響到
USB3.0的4.8Gbps傳輸速率,其寄生電容必須小於0.3pF;第二、
ESD防護元件本身對ESD事件的耐受能力必須要高,最少要能承
受IEC 61000-4-2接觸模式8KV的ESD轟擊;第三、也是最重要的,
ESD防護元件在ESD事件發生期間所提供的箝制電壓必須要夠低
,不能造成傳輸資料的損壞。以上三項要求缺一不可,只要缺一
,USB3.0連接埠就無法被完善地保護。然而要同時符合以上三項
要求的ESD防護元件,其本身的設計難度就相當高。
晶焱科技擁有先進的ESD防護設計技術,特別針對USB3.0的防護
需求,推出AZ1065系列的ESD防護元件。AZ1065的接腳本身的寄
生電容低於0.3pF,對於USB3.0的4.8Gbps傳輸速率不會造成任何
影響,圖一所示即為裝有AZ1065 ESD防護元件的USB3.0連接埠仍
能通過5Gbps的Eye Diagram測試。
中使用最廣泛介面。也因廣泛性,使用者對它的使用需求就要求
越高。其中最直接的要求就是傳輸速度,從USB1.1的12Mbps、到
USB2.0的480Mbps、乃至於最新的USB3.0的4.8Gbps。除了傳輸速
度的要求,另一最普遍的要求就是隨插即用、隨拔即關。然而這
個熱插拔動作卻也是經常造成電子系統工作異常、甚至造成USB
連接埠有元件毀壞的元兇,因為暫態雜訊如靜電放電(ESD)就是來
自這個熱插拔動作。
圖說:AZ1065 5Gbps的Eye Diagram測試
要用在USB3.0連接埠的ESD防護元件必須同時符合三項要求:第
一、ESD防護元件接腳本身的寄生電容必須要小,為不影響到
USB3.0的4.8Gbps傳輸速率,其寄生電容必須小於0.3pF;第二、
ESD防護元件本身對ESD事件的耐受能力必須要高,最少要能承
受IEC 61000-4-2接觸模式8KV的ESD轟擊;第三、也是最重要的,
ESD防護元件在ESD事件發生期間所提供的箝制電壓必須要夠低
,不能造成傳輸資料的損壞。以上三項要求缺一不可,只要缺一
,USB3.0連接埠就無法被完善地保護。然而要同時符合以上三項
要求的ESD防護元件,其本身的設計難度就相當高。
晶焱科技擁有先進的ESD防護設計技術,特別針對USB3.0的防護
需求,推出AZ1065系列的ESD防護元件。AZ1065的接腳本身的寄
生電容低於0.3pF,對於USB3.0的4.8Gbps傳輸速率不會造成任何
影響,圖一所示即為裝有AZ1065 ESD防護元件的USB3.0連接埠仍
能通過5Gbps的Eye Diagram測試。
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