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2017年第5期(发布时间: Nov 20, 2017 发布者:腾飞)  下载: 2017年第5期.doc       全选  导出
1   2017-11-20 14:45:35.59 存储器国产化是我国半导体发展大战略的重要一步 (点击量:1)

全球物联网、大数据中心、智能家居、便携设备等应用的发展不断丰富着我们的物质生活和精神生活,这些应用的正常运行都离不开半导体数据存储芯片。近年来,随着市场需求的猛增,存储芯片影响力不断增强。

电子产品的粮食

存储芯片作为集成电路的三大品类之一,目前广泛应用于内存、消费电子、智能终端和固态存储硬盘等领域,其销售额占整个芯片产业的比重超过25%,反映了一个国家或地区的半导体发展水平。

对电子产品而言,存储芯片就像粮食一样不可或缺。它与数据相伴而生,哪里有数据,哪里就会需要存储芯片。而且随着大数据、物联网等新兴产业的发展,存储产业与信息安全等息息相关。

数据显示,目前我国市场所消耗的DRAM量超过全球20%,而NAND的数据更是惊人,2017年预计将占全球30%以上,到2020年该占比将有望超过40%。

与此形成鲜明对比的是,在存储器领域,我国几乎完全依赖于进口,存储器已经成为我国半导体产业受外部制约最严重的基础产品之一,存储器国产化也成了我国半导体发展大战略中的重要一步。

国产存储芯片崛起

2014年6月,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》,将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。我国半导体业的发展必定会跨入全球存储器的行列之中。至于未来能有多大作为,要看自身的努力程度和机遇,但是必须要在研发方面有所突破,或者在存储器生产线的运营中能够掌握它的独特规律。

存储芯片产业迎三大利好

当前,全球集成电路进入重大调整变革期,为我国发展自主可控的存储芯片产业提供了重大机遇。

目前,我国存储芯片产业发展迎来三大利好。

一方面,对于移动终端存量市场,我国是全球最大的生产基地和消费市场,相配套的存储芯片从美日韩向我国转移加速进行;

其次,云存储和物联网是最大增量市场,大视频时代流量爆发,而我国是全球最大的数据生产地和消费地,云存储芯片需求量快速爆发;

此外,我国拥有全球最优秀的互联网公司、终端品牌和电子产业链,有望引领物联网应用端创新。

2   2017-11-20 14:51:41.94 中芯展雄心喊出:2020年跻身世界前三!28纳米关键之役 竞争者纷已卡位 (点击量:1)

selinazhang 中芯国际董事长周子学、新任CEO赵海军18日亲自接待中国国务院副总理马凯,参观中芯B2工厂,这也是目前国内最先进的12吋晶圆厂生产线。中芯国际更设定,2020年前达成世界前三晶圆代工厂的目标。然而,今年28纳米先进工艺制程量产则是突破关键。

马凯调研北京厂 新任CEO赵海军亲接待

中国国务院副总理马凯、国务院副秘书长丁学东,工业和信息化部部长、党组书记苗圩等一行18日赴中芯国际北京公司调研。北京市委常委、副市长阴和俊陪同。中芯国际董事长周子学、刚上任的CEO赵海军亲自接待。一行人参观了目前中芯最先进的12吋晶圆厂。

马凯副总理一行参观了中芯国际北京公司展厅,并进入中芯B2工厂参观了目前国内最先进的12吋全自动化生产线。

喊出2020年达成世界前三的目标

中芯国际董事长周子学对于当前中国集成电路产业现状、中芯国际继年来成绩与展望进行汇报,并对如何发展提出建议。日前,中芯国际新上任CEO赵海军也对外表示,尽管晶圆代工竞争激烈,愈来愈多国际与海外大厂来中国设厂,但中芯国际有信心也有实力在竞争中胜出。

中芯国际也表示,将继续致力于差异化发展成熟工艺、加速追赶先进工艺,抓住汽车、工业、物联网行业发展的势头,积极开拓国内外市场。中芯国际并指出,将达成2020年进入世界前三的目标。

任务艰巨 今年28纳米量产成指标

2016年中芯销售额为29.14亿美元,较2011年的2.21倍,年复合增长率近17.17%,高居全球四大晶圆代工厂之首;同时,中芯国际也连续21个季度盈利,从2011年的亏损3.12亿美元到2016年盈利3.77亿美元。

中芯国际目前28纳米占晶圆收入约5.0%,环比上升39.0%。尽管在28纳米紧起直追,不过,其28纳米流片产能全球占比不足1%,与竞争对手台积电(66.7%)、格罗方德(16.1%)、联电(8.4%)仍有较大差距,未来成长空间仍大。

近日也已有消息传出,厦门联芯12吋晶圆代工厂其28纳米制程已经实现量产,目前的量产良率高达94%,代表了其制程技术来自联电28纳米制程的稳定性。

据了解,目前联芯月产能为6000片,预计今年年底月产能可达1.6万片。随着联芯28纳米制程工艺顺利量产,将快速吸引国内28纳米制程技术的客户导入,增加国内28纳米晶圆出货量在全球市场的出货占比。

28纳米海内外同业纷卡位 中芯与时间竞赛

此外,国内竞争对手华力微电子也正在与国产CPU业者共同打造CPU专用的28纳米专用制造工艺平台。这些来自海内、外同业竞争,都将带给中芯国际一定程度的压力。如果中芯国际下半年量产时程拖后,则可能面临更大的价格竞争与毛利空间的压缩。

市场调研显示,28纳米工艺到2017年市场需求都呈现爆发式增长态势,年复合增长率高达79.6%。同时,28纳米工艺将会在未来很长一段时间内作为高端主流的工艺节点,其周期预计还将持续4~5年。由于中国物联网等领域巨大市场需求,这一期限预计将更长,为6~7年。

3   2017-11-20 14:45:56.587 Micro-LED再次升温,它离我们究竟还有多远? (点击量:1)

最近传出Apple watch第三代要用Micro-LED和苹果台湾龙潭基地的曝光新闻,让Micro-LED关注度再次升温,行业内开始预测MicroLED产业化要提前到来,说OLED还没转身就被打个措手不及。今天小编就来跟大家分析一下目前我们应该怎么看Micro-LED的发展现状。

尽管Micro-LED已经受全球大企业青睐,并开始大举进军,该技术在规格上也较LCD具有多重好处,甚至画质上可与OLED相媲美,但是现阶段该技术的发展并不是跟新闻炒作那般,而是困难重重。

作为一个从事LED行业的老兵,今天关于Micro-LED从LED人的角度来看,它究竟离我们有多远?

第一、倒装LED芯片自身路还未走好

对于Micro-LED来说,更适合采用倒装LED,因为倒装LED不需要金属导线、可缩减LED芯片彼此间的间隙,所以更满足Micro-LED显示体积小,易制成微型化需求。

但是目前主流的照明显示LED领域,倒装芯片还存在着工艺、良率、成本等瓶颈问题,在传统LED行业使用的比例都还处在一个市占率相对薄弱的阶段。当然倒装LED在LED行业的使用规模增长却是越来越大,参与的企业越来越大,只是时间早晚的事,但是从倒装LED到倒装MicroLED还有一段距离要走。

第二、LED固晶良率控制难

以目前已成熟的LED灯条制程为例,在制作一LED灯条尚有坏点等失败问题发生,何况是一片显示器上要嵌入数百万颗微型LED。而LCD与OLED已采批次作业,良率表现相对较佳。

第三、LED规模化转移上

未来MicroLED 显示困难处在于嵌入LED制程不易采大批量的作业方式,尤其是RGB 的3色LED较单色难度更高。但是未来随着LED黏着、印刷等技术方法的提升,则有利于Micro LED 显示导入量产化阶段。

第四、全彩化

目前Micro-LED彩色化实现的方法主要是RGB三色LED法、UV/蓝光LED+发光介质法和光学透镜合成法。

RGB-LED全彩显示就是RGB三原色经过一定的配比合成实现彩色化,这是目前LED大屏幕所普遍采用的方法,而这个最有可能就是Sony的CLEDIS的方案。而被认为最佳的UV/蓝光LED+发光介质法,问题更多。

首先LED上,如果采用UV LED,大家都知道目前UV LED的发光效率很低,产品的良率成本都是问题,所以在线君认为这个方案实现量产化周期更长,更不用说再加上量子点。

所以比较看好基于蓝光的量子点方案,虽然目前量子点还处于一个初级阶段,但是目前参与量子点的企业投资越来越多,而且蓝光LED的技术已经很成熟,现在需要克服的就是如何做小。第三种光学透镜合成法,个人认为主要是在投影上的应用。

除此之外,还有个色彩转换技术,个人对于Micro-LED微型显示通过对单色LED的色彩转换方法更值得可期,因为单色较RGB要容易得多了。

第五、波长一致性、分bin成本问题

单色Micro-LED阵列通过倒装结构封装和驱动IC贴合就可以实现,但RGB阵列需要分次转贴红、蓝、绿三色的晶粒,需要嵌入几十万颗LED晶粒,对于波长的一致性要求更高,同时分bin的成本支出也是阻碍量产的技术瓶颈。

第六、电流拥挤、热堆积等问题

Micro-LED(<50微米(μm))不同于一般尺寸(>100μm)LED的特性。一般尺寸LED几乎没有电流拥挤、热堆积等问题,且因晶格应力释放及较大出光表面而可能有较佳的效率等优势。但是较大表面积的Micro-LED可能因表面缺陷多而有较大的漏电路径,微小电极提高串联电阻值,都会影响发光效率。

第七、成本高

原因之一在于LED芯片封装,现有LED显示器一般要准备RGB各色LED芯片,然后把这些芯片整合在一个封装中,将形成的LED作为1个像素使用。因此需要分别制造RGB各色LED芯片,并将其安装在一个封装内,造成成本较高。

而Sony方面没有透露这方面的详细情况,但据其资料显示很有可能就是这种技术,成本很高,尽管新一代的产品降低了PPI但是仍然很高。除此之外,还有很多高成本的环节,像绑定、封装、转移、测试及设备等等。

结语:

总之,Micro-LED风虽然很大,技术也很有前景,但是落地并没那么快。不管是最近传出的苹果第三代watch会采用,还是Sony的小间距Micro-LED显示屏,这些目前都只是样品,至少没有大规模应用。

而且目前OLED的技术升级很快,优势越来越明显,技术也越来越成熟,加上布局产线居多,一旦良率提升,价格会直线下降,单就这一点来说, MicroLED还需要很长一段路要走。

4   2017-11-20 14:36:57.013 日媒:中美展开半导体霸权争夺 (点击量:3)

思考当今世界半导体市场的主流领域究竟在发生什么。如果用一句话来概括这一主流趋势,那就是“中美围绕半导体的霸权争夺”。

这样写或许会给人以中美正在以几乎势均力敌的立场展开博弈的印象,但从目前来看,无论是在开发能力、生产能力还是在IP(知识产权)的积累方面,还是在诸如半导体制造设备等相关产业的基础上,美国都明显领先。但是,令美国担忧的是这种优势“迟早有一天会受到来自中国攻势的威胁,并有可能对带来创新的产业生态系统构成破坏”。

中国今后10年将投资1500亿美元

首先从中国的动作开始谈起。中国政府在2014年6月出台的《国家集成电路产业 发展推进纲要》中提出了具体目标,到2015年电路线宽28纳米制造工艺实现规模量产,到2020年14纳米制造工艺实现规模量产,而到2030年,集成电路 产业链主要环节达到国际先进水平。这成为号角,中央政府和地方政府的投资基金相继设立,其规模据下文提及的美国总统科技顾问委员会(PCAST)的统计“在今后10年里将达到1500亿美元”。

中国已提出到2030年之前在半导体领域具备世界最高水平的能力这一目标

中国对于在半导体领域追赶先进国家为何抱有如此高的热情呢?这可能是由于中国已经认识到,只要没能力自主制造被称为IT时代的“工业粮食”的半导体,产业升级就很困难。有一个有象征意义的数字,观察2016年中国的贸易统计可以发现,“半导体等电子零部件”的贸易逆差达到1664亿美元,远远超过“石油及原油”的1143亿美元。

当然,中国将进口的半导体组装进智能手机等,再将其中大部分重新出口,因此实际逆差应该很小,但在半导体领域巨额的贸易逆差体现的是无法自主制造尖端零部件、只能通过组装等代工模式来盈利的落后的产业结构。为了解决这一问题,中国甚至不惜重金,只要有必要就通过收购外资企业来获得技术资源和人才资源。这就是过去3年中国举国推进半导体产业的实际情况。

对这一趋势表现出担忧的当事人之一是台湾。台湾企业在中国大陆建立半导体工厂之际,需要经过台湾当局的批准。而且这些台湾企业被禁止在大陆相关工厂引进最尖端的生产工艺,只允许引进落后1代的技术。从中可以感受到台湾当局希望避免作为基础产业的半导体技术轻易外流的意向。

另一个挡在“中国野心”前面的自然就是美国。前文提到的美国总统的顾问机构“总统科技顾问委员会”2017年1月曾向时任奥巴马总统提交了一份有关“确保美国在半导体领域的领导权和主动权”的报告。撰写报告的工作小组成员包括英特尔、高通和摩根大通集团的经营者等人。

这份报告指出,半导体“可以称之为机器人和人工智能(AI)等新一代技术的基础,此外对于国防技术来说也至关重要,是美国不可能向其他国家让出优势地位的领域”。报告还对中国的产业政策可能给健全的市场竞争带来的扭曲敲响了警钟,呼吁必要情况下应采取措施。值得注意的是这份报告并不是在主张贸易保护主义的特朗普政权下提出的,而是在采取对华融合姿态的奥巴马政权末期提出。可见死守美国在半导体领域的领导地位是美国各党派一致的想法。

美国加强警惕,欲构筑包围圈

即使是在这份报告提出之前,中国资本收购美国半导体企业的尝试也屡屡受挫。其中最有名的当属2015年中国紫光集团对美国美光科技的收购提案。该提案结果被美国政府叫停。另外,对美外国投资委员会(CFIUS)2016年11月,针对中国投资公司对半导体制造厂商(德国爱思强的美国法人)的收购案,也以“存在安全保障层面的担忧”为由予以叫停。

虽然中国方面进行反驳,指出中国在技术工艺方面落后3代,对美国构不成威胁,希望美国不要害怕中国的举动,欢迎美国厂商也积极在中国投资获得利润,但美国的态度至今并未发生改变。

对于中美之间的这种紧张局面,日本也无法置身事外。美国总统科技顾问委员会在报告中使用了ally(同盟国)和like-minded partners(志同道合的伙伴)的表述,提出与伙伴共同应对中国攻势的必要性。拥有3D积层型LSI等尖端技术的东芝的半导体业务最终落入谁手值得关注。

5   2017-08-07 20:17:16.027 根据新的IDC Forec的预测,在2021年,强劲的需求预计将推动全球治理,风险和合规(GRC)软件收入达到118亿美元 (点击量:0)
预期治理,风险和合规(GRC)软件市场将会经历强劲增长,因为业务领导者寻求解决方案来应对监管变革,网络安全威胁,第三方风险和声誉风险的挑战。 国际数据公司(IDC)在首次预测GRC整体软件市场规模时,2021年的全球收入达到118亿美元,2016-2021年预期的年复合增长率为6.7%。 法律,风险与合规解决方案高级研究分析师Angela Gelnaw说:“成功的GRC供应商正在开发更直观和可配置的平台,提供扩展的集成和内容选项,并通过自动化报告,警报和移动可及性来关注用户参与。” 推动GRC市场增长的另一个重要因素是云解决方案的兴起,其增长速度超过整体市场。这些基于云计算解决方案的增长是中小型企业,业务经理和管理不善行业GRC应用的重中之重。
6   2017-08-14 13:25:54.763 光电集成电路市场的复合年均复合增长率为27.5%,从2017年的5.39亿美元增长到2022年的18亿美元 (点击量:1)
全球光子集成电路市场(PIC)在2016年达到4.26亿美元,预计复合年增长率(CAGR)将从2017年的5.39亿美元增长到2022年的18亿美元,复合年均增长率为27.5%,根据BCC研究的报告“硅光子学:技术与全球市场“,涵盖了包含磷化铟(InP),砷化镓(GaAs),铌酸锂(LiNbO3),硅和硅二氧化硅在内的材料,并跨越单片集成,混合集成和模块集成。 光子集成电路应用于各种领域,包括光通信,传感,生物光子学和光信号处理。 光通信在2016年占最大的市场份额为2.54亿美元,预计将继续领先市场,年复合增长率为26.5%,从2017年的3.2亿美元增长到2022年的10亿美元。特别是,需要更少中断的高速通信是促进光子集成电路需求的主要因素之一。
7   2017-11-20 14:43:50.773 2017FLEX Monterey Focuses on Accelerating to Manufacturing as Industry Growth Escalates (点击量:2)

Annual Conference and Exhibit is More Comprehensive and Global FlexTech’s annual Flexible Electronics Conference and Exhibit – 2017FLEX – is set for the Hyatt Regency Hotel & Spa in Monterey, Calif. from June 19-22, 2017. Consistently attracting 500+ registrants, the event is the premier technology conference for the emerging flexible electronics industry. Twenty-six sessions will cover the landscape of flexible hybrid electronics and printed electronics, including R&D, manufacturing and applications. Short courses and networking events round out 2017FLEX.

According to Zion Research, “global demand for the flexible electronics market was valued at $5.13 billion in 2015 and is expected to generate revenue of $16.5 billion by 2021, growing at a CAGR of slightly above 21 percent between 2016 and 2021.” Key elements of the market include flex displays, sensors, batteries, and memory. Applications also abound in the automotive, consumer electronics, healthcare, and industrial sectors.

While technology advancement and accelerating to manufacturing are the primary themes of the FLEX Conference, applications and business trends are highlighted on the opening day:

Applied Materials Keynote by Brian Shieh, corporate VP and GM, Display Business Group, on the flexible display market.

Flex, the global EMS provider, and NextFlex, America’s Flexible Hybrid Electronics Manufacturing Institute, on the challenges and solutions for manufacturing flexible and stretchable electronics .

Libelium on how new IOT platforms that integrate sensors to monitor and control body parameters will lead to better healthcare for billions.

Experience Co-Creation Partnership on the ten starting points for the development of flexible/hybrid sensors for agriculture and food.

NovaCentrix on the OE-A Roadmap 2017, giving an outlook on organic and printed electronics developments and prospects.

Gartner Group on when flexible electronics will reach critical mass.

Sessions are planned for FHE manufacturing, standards and reliability, substrates, conductors, inspection, encapsulation and coating, nanoparticle inks, direct write, and 3D printing, among others. Well-known companies will present, such as Molex, Panasonic, Eastman Chemical, and Northrup Grumman, as well as leading universities, and the U.S. Army and U.S. Air Force Research Laboratories.

Among the R&D organizations presenting at 2017FLEX are CEA-LITEN (France), ETRI (South Korea), Flexible Electronics & Display Center (USA), Fraunhofer Institute (Germany), Holst Center (Netherlands), National Research Council (Canada), PARC (USA), and VTT (Finland). Topics of the presentations range from new forms of flexible substrates to TFT and OLED pilot lines to printed health monitoring sensors.

The exhibit floor, short courses and networking opportunities round out the event, as well as many member-only meetings. FlexTech, the Nano-Bio Manufacturing Consortium (NBMC) and NextFlex hold member and planning meetings for the governing councils, technical councils and technology working groups. Initiatives in manufacturing, mobile power, e-health, as well as project proposals will be discussed, all buoyed by the information shared during the technical conference.

For more information on 2017FLEX, please visit: www.semi.org/en/2017-flex

About SEMI SEMI® connects nearly 2,000 member companies and 250,000 professionals worldwide annually to advance the technology and business of electronics manufacturing. SEMI members are responsible for the innovations in materials, design, equipment, software, and services that enable smarter, faster, more powerful, and more affordable electronic products. Since 1970, SEMI has built connections that have helped its members grow, create new markets, and address common industry challenges together. SEMI maintains offices in Bangalore, Beijing, Berlin, Brussels, Grenoble, Hsinchu, Seoul, Shanghai, Silicon Valley (Milpitas, Calif.), Singapore, Tokyo, and Washington, D.C. For more information, visit www.semi.org and follow SEMI on LinkedIn and Twitter.

About FlexTech

FlexTech, a SEMI Strategic Association Partner, is focused on growth, profitability, and success throughout the manufacturing and distribution chain of flexible hybrid electronics, by developing solutions for advancing these technologies from R&D to commercialization. Visit FlexTech at www.flextech.org and follow FlexTech on LinkedIn and Twitter.

8   2017-08-07 20:13:12.667 Nano Dimension有限公司与CAD MicroSolutions合作,将纳米尺寸的3D打印机分发到加拿大 (点击量:0)
Nano Dimension有限公司是3D印刷电子领域的领导者,今天宣布,其全资子公司Nano Dimension Technologies Ltd.旨在与业界领先的服务提供商和分销商CAD MicroSolutions Inc.合作,并开发商业和服务基础设施,以开始在加拿大销售DragonFly 2020 3D打印机。 加拿大电子行业规模庞大,受到强大的研发能力的好评。据最近的一份报告显示,加拿大电子行业在2015年的收入为110亿加元。 Nano Dimension首席业务负责人Simon Fried说:“CAD MicroSolutions具有满足加拿大设计自动化和3D打印社区需求的良好记录。我们很高兴与他们合作,为我们介绍这种令人兴奋的技术。” CAD MicroSolutions公司总裁Darren Gornall表示:“CAD MicroSolutions在加拿大市场上看到了这项技术的巨大潜力, 3D打印和设计自动化的融合带来的更快的电路开发周期是设计界的重要功能。”
9   2017-08-07 20:28:54.317 Lumileds公司推出1700lm单芯LED (点击量:1)
美国加利福尼亚州圣何塞的LED制造商Lumileds发布了其最高通量密度的LED。封装在一个紧凑的4.0mm X 4.0mm足迹中,其更是认为,由于新的芯片和封装技术,Luxeon v比同等级的LED更难驱动。该公司声称,在相关色温(CCT)5700k的情况下光通量超过1700lm而且其70(4.8a)显色指数(CRI)比正在竞争的LED输出高50%。 产品营销高级总监Kathleen Hartnett说:“LUXEON V使得以前无法实现的体育场和区域照明,火炬和其他便携式设备变的可能,因为在高驱动电流下具有高效率,极低的耐热性和优化的辐射方式的独特组合”。 LUXEON V LED利用Lumileds的下一代图案蓝宝石衬底(PSS)芯片级封装(CSP)技术,在高驱动电流下实现高效率,更高的最大驱动电流和更高的lm / mm2。
10   2017-11-20 14:48:39.983 电动汽车的“高效加油站”——直流充电桩 (点击量:0)

CDM 直流充电桩又称“非车载充电机”,对应于电动汽车内车载充电机的充电设施,其功能类似于加油站里面的加油机。根据对电动汽车的充电方式,充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩两大类。交流充电桩主要安装在停车场,造价低廉,适合家用,给普通纯电动轿车充满电需要4~5个小时,俗称“慢充”。直流充电桩具备直接给电池充电的能力,以三相四线制的方式连接电网,能够提供充足的电力,输出的电压和电流调整范围大,俗称“快充”。
第一部分:直流充电桩的构造
直流充电系统是一个整体,是把交流功率系统转化成直流的装置。从构成开看,分变压器、配电柜、直流充电机和充电桩。其特点是:
• 充电桩只负责与车辆对接和传输能量,损耗较小
• 配电系统的设计主要是配线、计量和熔丝保护,可以在一个设计单元中扩展和检查
• 直流充电机与充电桩一一配置,远离客户,走线通过地下传输
图示2-直流充电的设施概览 如图所示,整个直流充电机包括:
• 充电电源模块:完成AC=>DC的电压和能量转换
• 智能控制模块:包含电源供给和控制部分,基本的功能是完成与电动汽车通信,根据电动汽车的需要来实现充电控制的功能
• 远程监控:需要接收远程监控主机的指令,传送相关数据信息,执行控制指令
• 温度控制:现有功率比较大时,充电电源模块需要散热功能温度控制
• 直流负载接触器
• 漏电保护器:保证交流端和直流端的绝缘检测
• 计费模块:按照国标要求,完成对电能的计量。按照现有的实际情况,一般计费模块包含两部分,与电能表通信,获取充电电量信息,与智能模块进行通信,供给刷卡、二维码计费等信息
• HMI&显示屏:为直流充电桩对外交互的接口,给用户输入信息和显示状态的接口,由于现在普遍支持多种支付的接口(银行卡、IC卡、二维码等内容),也作为HMI的一部分,读取卡内信息,识别用户身份及相关信息,这也是重要的组成部分
图示3-直流充电桩的原理图 从充电电源模块而言,分为整流、PFC、DC/DC变压几个部分,有1~2独立的控制器整流和变压部分,如下图所示。以下蓝色的部分为罗姆可以提供的一些器件。
图示4-充电机系统的核心部件概览 针对充电机系统,罗姆可提供以下解决方案及元器件:
SiC-SBD:罗姆不断改善元器件工艺,随着产品的更新换代,实现了低VF。开发出使用SiC的SBD(肖特基势垒二极管),最适合PFC(Power Factor Correction)电路及逆变器用途。实现了Si-FRD(Fast Recovery Diodes)难以实现的极短的反向恢复时间(trr),使得高速开关成为可能。由于反向恢复电荷量(Qrr)小,为降低开关损耗和设备小型化做出贡献。
GateDriver:内置绝缘元器件的栅极驱动器,可实现与SiC相应的高速工作,输入输出延迟时间为Max.150ns的高速工作,使用无铁芯变压器,内置2,500Vrms绝缘元器件,利用独创的噪声消除技术实现了共模抑制,支持高VGS、负电源※BM6101FV-C,BM6104FV-C。
图示5-IPM工作波形(BM6101FV-C) 第二部分:充电桩的实际工作过程
我们首先来看一下整个直流充电桩和电动汽车的交互过程。
图示6-GBT18487.1的交互过程 车辆与充电桩的交互 · 准备阶段主要分三步
第一步,车辆接口连接确认阶段:当我们按下枪头按键,插入车辆插座,再放开枪头按键。直流充电桩将检测到直流充电枪插入的过程(12V-6V-4V)的电平变化。充电桩检测到充电枪插入成功,判定车辆接口完全连接,充电枪中的电子锁会进行锁止,防止枪头脱落。
第二步,直流充电桩自检阶段:在车辆接口完全连接后,充电桩将闭合K3、K4,使低压辅助供电回路导通(车辆将根据监测点2的电压判断车辆接口是否连接,若电压值为6V,则车辆装置开始周期发送通信握手报文),接着闭合K1、K2,进行绝缘检测(即检测DC线路的绝缘电阻),保证后续充电过程的安全性。绝缘检测结束后,将投入泄放回路泄放能量,并断开K1、K2,同时开始周期发送通信握手报文。
第三步,充电准备就绪阶段:电动汽车与直流充电桩相互配置的阶段,车辆控制K5、K6闭合,使充电回路导通,充电桩检测到车辆端电池电压正常(电压与通信报文描述的电池电压误差≤±5%,且在充电桩输出最大、最小电压的范围内)后闭合K1、K2,那么直流充电线路导通,电动汽车就准备开始充电了。
充电阶段:车辆向充电桩实时发送电池充电需求的参数,充电桩会根据该参数实时调整充电电压和电流,并相互发送各自的状态信息(充电桩输出电压电流、车辆电池电压电流、SOC等)。这里是由车辆根据自身的情况向充电机索取电流。
表1-直流充电的过程 充电结束阶段:车辆会根据电池管理系统计算得到的电池状态来判断是否结束充电。
• 车辆会发送“车辆中止充电报文”,在确认充电电流小于5A后断开K5、K6。
• 充电桩在达到充电桩设定的充电结束条件,或车辆发来的“车辆中止充电报文”后,控制充电桩停止充电,在确认充电电流小于5A后断开K1、K2,并再次投入泄放电路,然后再断开K3、K4。
图示7-充电过程概览 第三部分:直流充电桩的分布和未来发展
从全球来看, 2015年充电供电设施(包含四种充电模式,1&2为线缆,3&4分别为交流和直流充电桩)总数达145万个。
• 公共充电站19万个  慢充交流桩超过161802个  快充桩超过27707个
• 私人充电设施126万个 备注:这里的数据是EVI提供,IEA分析的,估计分析值全球电动汽车保有量为126万辆完全一致,存在一些考虑。特别是评估2015年底,中国有25%的自有桩,31.5万充电桩,这里明显有些高估了。
图示8-主要国家的充电桩计量 从整个城市来看,我们可以分两类,
1)目的地充电:购物场所、名胜观光区、游乐场、医院、公园、美术馆、高尔夫球场、旅馆、酒店、饭馆。
2)应急充电:加油站、高速公路、高架道路、铁路、空港。
从性质上分,运营实体都在尝试,车主在哪里,车主会在哪些地方大量使用充电桩,如果这个利用率提不上去,也就完全没有安装充电桩的商业可能性。
应急的充电站,其实是一个双刃剑。要车主等在边上不能久离的。有个很有趣的概念是,车主在快速充电的时候干嘛,说到底,应急充电也要给车主一个目的性他才会常去,否则这些应急的利用率就可想而知。
未来很长一段时间,车企都在解决两个和充电桩密切相关的问题,第一个是通过不断提高电池的容量来不断加大车辆的续航里程;第二个是尽可能缩短充电时间,目前一两个小时的快充,未来有可能要控制在十分钟之内。对于未来的充电桩提出了更高的挑战,未来直流充电桩的最高充电功率是设计成350kW。
图示9-直流充电将往高功率发展 今日小结:经过品牌电动汽车的长期市场教育,中国消费者已经了解并接受电动汽车,多地政府也最大限度地赋予电动汽车在上牌指标、购置补贴、城市道路不限行等政策性优惠和倾斜,也使得电动车市场愈见火热。同时,新能源汽车的“充电难”也日益突显,为缓解城市范围内电动汽车车主的“缺电焦虑”,必将在城区主要路段升级覆盖直流充电桩,这必然孕育着直流充电桩的广阔发展前景,在未来的电动汽车的发展中非常重要,有着广阔的发展前景。