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  • 球形太阳能电池的高输出功率

    近年来，太阳能发电已成为最具潜力的发电技术之一，是清洁绿色的可再生能源之一。因而太阳能电池技术得到了快速发展，沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)微系统工程的研究人员设计了一种新的球形太阳能电池，旨在从每一个角度提高太阳能收集潜力，而不需要昂贵的移动部件来追踪太阳在天空中的运动轨迹。 这种球形太阳能电池原型是一个微小的蓝色球体，它可以像乒乓球一样轻松地被一只手握住。利用太阳能模拟灯进行的室内实验已经表明，与具有相同总表面积的平板太阳能电池相比，它可以实现超出15%～100%的功率输出，具体则取决于将阳光反射到太阳能电池中的背景材料。 据了解，该研究团队的设计灵感主要来自于自然界。家蝇眼睛的位置和形状增加了角度视野，所以它们的水平视野可达到270度左右。同样，球形结构增加了太阳能电池的“角度视野”，这意味着它可以从更多的方向收集太阳光。 该研究团队使用占世界太阳能发电量近90%的单晶硅太阳能电池制造了球形太阳能电池，其目的在于帮助单晶硅太阳能电池实现最大化的光收集潜力，从而进一步降低成本效益，扩大生产规模。 通常，太阳能电池设计是在平坦的表面上制造微小的球形电池(有时由纳米线或量子点电池制成)，以帮助更好地收集直射和散射的阳光。 该研究团队采用波纹技术，在刚性硅太阳能电池上实现了超柔韧性，这意味着可以让工业IBC型(叉指式背接触)硅太阳能电池覆盖任何形状，并在任何地方“太阳能化”。因此，相对于微球阵列，更大的球形太阳能电池在收集从背景表面反射的阳光时，可以提供更高的效率和覆盖率。 用太阳能模拟器灯进行的测试表明，球形太阳能电池在直接暴露于阳光下时，其功率输出比传统的平面太阳能电池高出24%;在两种类型的太阳能电池都开始变热并且功率效率受到一定损失后，球形太阳能的功率输出跃升至39%，这表明其在散热方面可能具有一定优势; 当球形太阳能电池只能在模拟屋顶下收集散射的阳光而不是直接接受阳光照射时，其功率输出比平面太阳能电池高出60%。在不同的反射背景下进行的其他实验(包括铝杯，铝纸，白皮书和沙子)表明，六角形铝杯背景材料可使球形太阳能电池功率输出比平面太阳能电池高达100%。 现阶段，球形太阳能电池仍不能替代大规模太阳能发电厂的传统太阳能电池，但这种特殊的球形太阳能电池设计可以在更多的细分市场应用中找到用途。 研究人员指出，目前球形设计的应用似乎非常有限，但是将商业化的太阳能电池制成任何形状的能力，并用成型的光伏面板为一些自主设备提供完全的动力，将推进光伏技术广泛应用于诸如物联网(IOT)传感器和自动驾驶汽车等设备中。 例如，研究人员正在寻找一种覆盖高尔夫球的太阳能电池设计，以便它可以为高尔夫球内的跟踪器提供动力。因此，他们认为将这种超柔性太阳能电池设计安装在建筑物、汽车甚至移动设备中的前景十分广阔。 基于必须手动折叠并形成球形太阳能电池，沙特阿拉伯的研究人员已经开始设计和开发使用“机器人手”模仿手动折叠来自动化该过程。 此外，他们设想建立和测试大型的球形太阳能电池阵列，如为100平方英尺至1000平方英尺的区域创建球形单元阵列，并将功能性和成本优势与传统单元进行比较;他们已经在研究类似于帐篷或雨伞的新形状，以查看它们是否具有优势;他们还将太阳能电池与具有异常形状的无人机表面整合在一起。 据了解，制造大型球形太阳能电池，需要研究人员在15%的平面太阳能电池中蚀刻交替的凹槽，以形成类似于中间连接的椭圆形的图案。 使用二氧化碳激光在覆盖太阳能电池的聚合物硬掩模中创建适当的图案，并使用深度反应离子蚀刻工具在硅太阳能电池的裸露区域中形成凹槽，通过这些凹槽区域中的弯曲，研究人员才可以将它们折叠成球形。 随着时间的推移，研究人员发现在世界某些地区球形太阳能电池比平面太阳能电池更受青睐，因为球形设计不易积聚灰尘，并且可能有助于散热。 目前，球形太阳能电池仍有许多未完成的测试，研究人员希望了解球形太阳能电池在一天中不同时间在各种室外和室内照明环境中的性能。同时，他们也希望了解制造此类球形太阳能电池所需的所有处理步骤的“量化成本”，以便更好地了解该技术的商业化潜力。

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  • 5G时代，VR的高光时刻

    不过随着5G的来临以及政策的不断推进，VR产业将会出现大爆发，进入属于自己的高光时刻。众所周知，VR是当下比较火热的技术，只需戴上一副眼镜，就能进入全新的虚拟世界，或置身不受时空限制的历史博物馆、或在浩瀚无边的景色里、抑或是身临其境的出现在游戏世界中，VR给我们带来很多新鲜有趣的体验。 从当下来看，VR行业规模扩展迅速，已经开始出现在各行各业，除了传统的游戏娱乐领域外，VR在医疗、交通、教育、农业、制造业等领域也实现了广泛的应用，商业化前景越发凸显，市场受欢迎程度不断攀升。 5G时代，VR进入高光时刻 早在2016年，随着市场资本的推波助澜，VR就已经成为众多企业竞相追逐的风口。然而，由于网络、终端、内容以及产业的不成熟等各方面原因，VR产业很快就“风口”进到了“寒冬时刻”。 比如在网络方面，在4G环境下，消费者观看在线的VR视频，需要通过LTE中基站，连接到远端的中心服务器下载内容。在这一过程中由于受到网络延时及传输速率的影响，消费者更多看到的是卡顿的画面，观看体验很差。 在内容方面，没有出现火热的视频和游戏等一经推出就能抓住年轻人的爆款应用，这也是整个产业不能迅速扩大，并且加速商用落地的原因之一。 不过随着千兆网络和5G的到来，VR产业已经走出幻灭期，进入复苏期。 从网路层面而言，5G技术的普及将有效解决VR设备面临的延迟及成本问题，除了能够帮助解决画面延迟造成的眩晕等痛点外，通过云端渲染技术将有助于降低对终端设备的硬件需求，从而推动VR设备进入家庭消费市场。 在内容层面，各个产业环节也都在强化VR内容的开发。我们看到，不论是运营商、还是医疗、教育、传统企业等，都在积极探索应用，并与平台强化合作，给消费者带来了极佳的体验。 对于中国而言，今年，新冠肺炎疫情下，VR技术的优势凸显，AR/VR行业在特殊情况下也得到了积极发展。火神山、雷神山医院开建以来，央视即为人们提供建设现场的24小时不间断实时直播，人们通过VR直播形式实现“云监工”，同时在线人数更高达千万人次。 此外，在医疗方面，VR隔离探视系统为患者和医生、患者和家属搭起沟通的桥梁，减轻接触中交叉感染的风险;VR看房解决人员聚集安全、售房小区封闭等疫情期间线下营销存在的难题;VR云旅游对于完全停滞的旅游行业来说，也不失为一种新型旅游方式，人们不仅可随意挑选各地景点，还可减轻假期旅游的舟车劳顿，或家人闲余时间协调的麻烦。 一系列的操作无一不在说明，VR已经开始强势回归，并且前景广阔。 三大运营商的布局 说到国内VR产业的发展，少不了运营商的发力。资料显示三大运营商2020年5G投资额达1803亿元，共同发力5G+VR建设。 根据中国电信财报，2020年公司资本支出850亿元，其中5G支出占53.3%，为 453亿元。去年10月份，中国电信与韩国运营商LG U+开展合作，构建5G+VR应用生态圈。 中国移动方面5G相关投资为1000亿元，并发布2020年VR相关战略，2020年VR业务重点面向中国移动5G用户及千兆家宽用户推出，并且计划发展中国移动VR业务用户规模500万，其中VR头显终端用户不低于100万。 中国联通表示5G相关投资为350亿元，发布“1+2+N”5G XR战略，并宣布成立5G XR生态联盟，同时举办了一系列5G同频共振活动，宣布与 3Glasses、Nreal、纳德光学等在硬件、内容、服务等多方面进行合作。 除了以上投入与布局外，在不久前举办的第五届全球虚拟现实大会(GVRC)上，三大运营商也进一步阐述和发布了其在VR方面的计划。 中国移动副总经理简勤表示，当前，随着全球 5G规模商用步伐的加快，各国正围绕5G全力打造产业新经济，加快重塑经济发展格局。作为5G最重要的应用领域之一， VR被寄予厚望。 “5G+VR应用在带给人们美轮美奂的超现实体验的同时，也必将塑造一个创新与创造的时代。中国移动愿与业界携手，加快推进“5G+”计划，通过5G赋能VR产业变革与创新，激发5G+VR新活力。” 据悉，中国移动重磅发布了跨“VR头显、手机、电视”三端的移动云VR产品：一体式终端头显产品Launcher/APK升级至1.3.0版本，并推出游戏专版产品6DOF高端一体机;手机端除了咪咕视频VR专区，新上线的移动云VR APP，可同时支持裸眼、Cardboard、分体式VR眼镜三种使用模式，让VR体验更加便捷. 在内容领域，秉持“开放合作、共生共赢”的理念，推出移动云VR“内容生态三五计划”，即聚焦五大垂直内容领域、拓展五类合作模式、提升五项体验感知。在终端领域，联合VR和手机终端厂商，制定行业互通技术标准，推动产品的规模发展。 影视方面，截至2020年5月，咪咕公司拥有超10000小时超高清内容储备，超40000小时VR内容储备。此外，还有大量直接采用影院源3D介质，具有院线级别的观看质感和沉浸感的真3D影片库;通过抢救性工作，提升到超高清画质的经典老片库;以及包括威尼斯电影节参展影片在内的独家引进全景内容库等。 截止当前，"移动云VR"已经与超过200家版权方建立合作。面向未来，"移动云VR"还在不断加大开放合作力度。 中国电信天翼云VR负责人王浩表示，“健康发展的内容生态需要行业内上下游的合作伙伴都能够通过商业模式获得相应回报。中国电信天翼云VR正在搭建一个内容聚合与分发的平台，让更多优秀的内容生产者在这个平台上获取用户、进而获得收益，这是平台的本质。平台加生态是战略核心，而平台本身是发展规模的活跃用户的核心，而在这个过程中，最终满足用户的使用体验”。 今年4月14日，中国电信便携手“央视频”APP推出“5G珠峰慢直播”，第一次以VR超高清视角带领网友观赏珠峰日升日落的24小时，是目前国内海拔最高的“慢直播”。 5月初，中国电信旗下号百控股与游族网络达成合作，携手共建 “5G-VR小镇”，共同布局5G文娱新业态。双方将以大型场景游戏“VR小镇“为内容集成平台，在天翼云VR的5G生态系统内容建设、市场开发及社会资源共享方面展开充分合作。 中国联通集团副总经理范云军表示，中国联通将以“千兆5G、千兆宽带、千兆WiFi”构建网络和业务的一体化能力，为中国数字生活提速提质贡献力量，从新基建、新平台、新生态三个方面展示了通过联通三千兆让生活数字化的计划, 努力践行“联通世界，创享美好智慧生活”的光荣使命，实现包容、可持续、创新、合作的发展目标。 其中，提出要以5G新平台开创数字生活新天地。联通 live 直播依托自主研发的集采、编、播与一体化专业直播云平台，提供“5G+IPTV+VR”多屏联播功能。联通沃视频VR/AR则依托5G超高速网络和千兆家宽网络，通过“产品+内容+终端”为用户提供端到端全场景沉浸式体验。 围绕VR技术应用，联通推出了集VR游戏、VR视频、VR直播、巨幕影院等内容为一体的VR应用——“联通VR”，穿戴VR设备的山东联通用户可以通过“联通VR”应用及高速优质的双千兆网络享受VR旅游、VR观赛，享受360°沉浸式的体验。

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  • 蝙蝠传感器：回声定位传感器

    多年来，观察自然界以及模仿动物的能力，帮助我们一直改进电子器件。一家公司通过研究蝙蝠、海豚和鲸鱼以及它们的回声定位能力。苏格兰初创公司IMERAI将超声波回声定位传感器与人工智能结合在一起，以确定周围环境。 然而，这个传感器不使用相机或光线来接收图像;相反，它依赖于声音。 IMERAI的创始人兼首席执行官Alex在Heriot-Watt大学的爱丁堡企业孵化器开始了他的创业之旅。在那里，他开发了一种非摄像头传感器，可以为声控智能家居助手添加视觉元素，而不会侵犯用户的隐私。 1、这种类似蝙蝠的传感器如何工作? 该装置的工作原理是通过反射物体的超声波，探测它们的相对距离和位置。人工智能随后处理这些数据，并创建一个详细的环境图像。 Bowen：“和许多问题一样，大自然有解决办法，在野外，蝙蝠发出尖叫，它们通过回声来了解距离和物理物体的位置……我们的传感器以类似的方式工作，利用回声定位来创建图像，而不需要任何识别数据，这样隐私就得到了保护。” IMERAI的设备利用微电子机械系统(MEMS)麦克风重现回声定位和收集数据，然后将数据反馈给人工智能系统。它不需要从摄像头收集干扰性数据(比如你的脸)就能做到这一点。通过避开摄像头和人类的监督，这项技术有助于保护用户的隐私——这是AI技术一直存在的一个问题。 2、有效解决社交距离 虽然MEMS麦克风已经在移动设备、自主设备和智能家居应用中得到应用，但IMERAI认为它的技术可能会为更复杂的人工智能产品提供基础。 这种装置的一个直接应用可能是开放的工作场所，维持社交距离措施。鲍恩表示，这种类似蝙蝠的传感器可以计算办公室里有多少人，并确定每个人与其他人之间的距离。 从IMERAI传感器捕获的波形。 这项技术的另一个长期应用可能会出现在辅助生活中心。鲍恩解释：“这可能会改变痴呆症患者和其他需要辅助生活病患的习惯，允许他们的行动被监控，任何恶化都可以更快地恢复。” IMERAI在这些场景中很有用，因为它不能捕捉敏感数据——即人脸图像。相反，它会生成匿名视频，而不会识别用户的身份。 3、回声定位 vs LiDAR IMERAI的传感器如何达到目前基于摄像头的人工智能技术? 我们通常将激光雷达传感器与自动驾驶汽车联系在一起，它通过照亮目标和测量光线从物体反射回来的时间来捕捉成千上万的图像。对波长进行分析，以得到所选目标的数字表示。这项技术已经被用于各种各样的应用——例如考古调查，通过增加光脉冲的数量或缩短脉冲以获得更好的分辨率。 另一方面，IMERAI的超声波回声定位传感器通过测量声音的波长来建立三维图像并重建其周围环境。IMERAI在其孵化器描述中补充道：“与其他3D成像方法不同，我们的设备是完全静态的，没有活动部件。” IMERAI的传感器，据说可以安全地保护任何产品的计算机视觉。 IMERAI表示，他们的技术可以作为相机的补充元件，因为相机在开机模式下会消耗电量。它还可以改变其数据输出，作为一个简单的距离传感器为低功耗应用程序或提供完整的3D视频。 IMERAI的户外声学成像技术也可以取代机器人和联网设备中的摄像头。 4、回声定位功能让AI拥有沉浸式体验 IMERAI称，其回声定位传感器标志着深度感知技术进入新篇章，它使计算机视觉无需光学元件。 未来，与神经网络一起工作的工程师可能会输入回声定位数据，以帮助他们的系统识别模式，捕捉常规，并适应变化。

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  • 工业4.0时代，传感器的机遇与挑战

    传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并将检测感受到的信息，按一定规律转换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、计量、存储等要求。传感器在工业4.0时代扮演着十分重要的角色。 在日前结束的全国两会上，工业互联网再一次被写入政府工作报告，并从“打造工业互联网平台”升级为更加全面的“发展工业互联网”。其中，传感器作为工业装备的“眼耳鼻舌”被认为是工业互联网的基础和核心。 工业互联的核心之一是工业过程、工业环境的智能监测。将传感器、无线传感器网络技术应用到智能监测中，有助于工业生产过程工艺的优化，同时可以提高生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平，使得生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。 在发展工业互联网，打造智能工厂中，运用到的传感器包括视觉传感器、红外传感器、射线传感器、气体传感器、声音传感器、压力传感器、温湿度传感器、振动传感器、位移传感器等。 因此，在工业互联网时代，传感器是网络互联数据产生的根源，是工业互联网的神经末梢，为工业互联网全生态构建提供最基础的数据支撑，是不可或缺的关键器件。 工业互联网的蓬勃发展，在给传感器带来巨大机会的同时，也对传感器提出了新的要求。 工业互联网发展从低级到高级具有明显的阶段性，不同阶段对传感器的要求不尽相同。目前传感器主要被企业用于工业互联网基础的数据收集与分析。随着工业互联网发展阶段的不断深入，对传感器灵敏度、稳定性、可靠性以及相关技术等方面的要求会越来越高。 另外，为确保工业互联网的数据安全可靠，目前越来越多的工业场景对传感设备数据安全可靠性提出了高要求。特别是近期频出的网络安全问题给传感器的安全特性提出了新课题。 工业互联网的发展给我国传感器产业带来了巨大的市场。目前我国传感器产业存在‘小、散、乱、弱’问题，传感器企业可以借此机会抓住市场机遇，提升企业实力，扩大产业规模，使传感器产业不断发展壮大，推动我国工业互联网产业的高质量发展。 传感器是物联网技术的最底层和最前沿，对物联网产业发展有着十分重要的意义。物联网产业快速发展，市场前景广阔。 在此背景下，传感器市场的也得到进一步增长。随着科技的进步及产业链的完善，传感器的多元化应用将推动物联网各垂直细分行业格局的形成，例如：通讯电子、消费电子、工业、汽车电子、智慧农业、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、智能家居、机器人技术等等。超声波传感器的全球市场规模也处于持续快速增长之中。

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  • 当碳化硅变成地摊货

    碳(C)是元素周期表中第六号元素，在生活中比较常见，在有机化学中也扮演者重要角色。碳形成的物质性质差异很大，有自然界硬度最大的金刚石，也有质地非常柔软的石墨。硅(Si)与碳处于周期表中的同一列，所以二者化学性质也相似。硅在自然界中主要以硅酸盐或二氧化硅的形式存在，储量丰富。提取到纯度99%以上的硅单质开创了“信息时代”，硅制成的集成电路与晶体管等半导体器件的生产大大加速了信息化的进程，而二氧化硅制造的光纤更是将世界连接了一起。碳与硅比较常见，那你有没有想过碳+硅是什么呢? 1、什么是碳化硅 碳加硅会形成一种新的化合物—碳化硅(SiC)，俗称金刚砂。碳化硅在自然界中很罕见，天然碳化硅晶体一般被称为莫桑石，1893年法国化学家亨利·莫瓦桑首先发现而命名。那这种物质有什么独特之处吗? 自然界中的碳化硅 还记得高中学过的硬度表吗?莫斯以十种矿物的划痕硬度作为标准，定出十个硬度等级，其中将金刚石的硬度定为10，是该标准中最硬的矿石。碳化硅也属于超硬材料，硬度达到了9.25，略低于钻石。 1893年后，合成的碳化硅粉末开始大规模生产，用作机械的磨料。由于碳化硅熔点较高，也经常被用于高温、高压的环境中。总之，碳化硅本身够硬、抗热! 碳化硅又是一种具有很强商业性的半导体材料，一般工业用于电子元件等的碳化硅都是半导体级别。1907年发明了第一个碳化硅型的二极管，后来碳化硅也应用到蓝色LED的生产之中。甚至碳化硅还可用于生产石墨烯，因为它的化学性质促进了石墨烯在碳化硅纳米结构表面的生长。甚至还有一种极端生长石墨烯的办法就是在真空下，高温分解碳化硅。[4] 人工合成的碳化硅价格大约是钻石的十分之一，因此被认为是钻石的良好替代品，也是一种廉价的装饰品;工业中用碳化硅多用在半导体、陶瓷等行业中，可以说碳化硅“上得厅堂，下得厨房”。 碳化硅(SiC)属于满足国家战略需求并符合国民经济建设发展所需要的关键材料。SiC的研究链条很长，涉及基础科学和工程技术领域的问题，属于典型的全链条科技创新类研究。 2、全链条科技创新 科学技术是第一生产力。每一次工业革命都是由科学革命带来的知识结构革新而发生的，最终实现技术在社会上的广泛应用。 光纤传播信息 例如，信息技术革命的发展就是由晶体管、巨磁阻(GMR)存储、光纤、液晶等全链条科技创新的实现和不断迭代构建起来的。全链条科技创新涉及科研机构、企业、政府乃至整个社会，目标是要形成自主关键核心技术，乃至形成技术标准体系。 全链条科技创新的能力及效率是衡量创新型社会生态的重要标准，周期越短意味着整合创新资源的能力越强、效率越高。 为早日实现更多的“中国创造”，整合创新资源、营造创新生态并提高效率尤为重要。从趋势来看，全链条科技创新的前半段主要是基础研究(绝大多数还是分散在科研院所和大学等机构)，目标清晰之后转移到以企业为主的开发载体上去。 所以物理所在很多科研难点上早早布局，争取在全链条科技创新的前半段做到世界前列。其中就比如物理所的碳化硅研究。 3、物理所碳化硅基础研究 1997年，中科院物理所正式布局SiC晶体研究，由陈小龙研究员牵头。当时相关文献不多，技术细节更是一无所知，但依据晶体学和相图方面的基础，陈小龙率领晶体生长课题组从以激光晶体为主转向以SiC晶体生长为主的研究工作。当时，很多先进技术都被发达国家垄断，对我国实行严格的技术保密和封锁，甚至产品禁运，而SiC晶体也在其列。所以可想而知当时遇到的困难有多大。 物理所M楼 1999年，陈小龙任晶体生长研究组组长，对SiC晶体生长进行了大量系统的研究。作为目前世界最大的SiC材料和器件供应商，美国CREE公司从20世纪80年代初就开展了SiC材料的研究。相比而言，物理所开始SiC晶体研究的时间晚了10余年，但在国内而言还是属于较早的。 陈小龙带领研究组突破了关键的扩晶技术，成功生长出了高质量的2英寸4H和6H晶型的SiC单晶。通过团队长周期的基础研究，最终攻克了SiC单晶生长中的种种难题。此外，研究团队在SiC材料新效应、新物性方面也开展了大量基础研究，包括SiC中的掺杂和缺陷在诱导本征磁性起源中的作用、通过缺陷工程调控半导体磁性、4H SiC晶体的非线性光学效应、利用SiC制备大面积高质量的石墨烯及SiC/石墨烯复合材料，并将SiC的应用扩展到了光催化领域。 目前，物理所在SiC晶体领域的研究成果已获授权中国发明专利21项、PCT(专利合作条约)国际专利6项，参与起草SiC晶体相关国家标准并已实施3项，在国际学术刊物上发表论文30余篇。 4、物理所碳化硅的产业之路 为实现SiC晶体的产业化，2006年9月物理所以SiC晶体生长相关专利技术出资成立了北京天科合达蓝光半导体有限公司(以下简称“天科合达公司”)，在国内率先开始SiC晶体产业化工作。2012年，公司开始量产4英寸SiC晶体，2018年开始量产6英寸SiC晶体。 在这个过程中，物理所与天科合达公司之间形成了闭环的全链条研发小生态，双方共同承担各类科技项目10项，研发经费达到了约2.1亿元人民币。这种小生态不仅有利于产学研合作研发和解决技术难题，而且可以弥补初创企业研发投入能力的不足。 SiC晶体产业化是一个漫长的过程，其中如何提高成品率、优品率及达到即开即用是面临的至关重要的攻关难题。天科合达公司在生产中碰到的技术和工艺问题时，同步反馈到物理所。物理所相关研究团队投入力量从基础研究角度对出现的问题根源进行深入分析和实验，提出可能的解决方案再应用于生产，从而形成研发和生产良好的反馈互动。成品率、优品率问题的提出完全源自企业研发的视角，此时整个SiC全链条研发小生态的重点已经从实验室追求新奇的科学视角转移到满足市场需求的视角。天科合达公司现任常务副总经理、技术总监和生产总监，是陈小龙研究组的毕业生，具有企业家精神的研究生的培养和输出，对于全链条科技创新模式的实现非常重要。 碳化硅制成的钻戒 2006—2016年，物理所团队坚持基础研究，又先后在SiC晶体生长相关方面取得了24项专利。2019年底上述专利全部转让至天科合达公司，为其后续发展注入了新的动力。在SiC全链条科技创新中，新技术在研究所与企业共同构建的小生态内不断地闭环迭代。 截至2020年1月31日，我国科创板申报企业累计209家，其中92家获得审核通过，平均上市周期为13.68年。这92家科创板企业中，上市周期(公司注册到上市的时间)20年以上的达6家，占7%;15—20年的23家，占25%;10—15年的36家，占39%;5—10年的27家，占29%。天科合达公司从2006年设立到2017年公司实现首次盈利经历了11年时间。2019年底，天科合达公司成为国内和亚洲地区最大的SiC供应商之一。 碳化硅晶元 比较而言，等到企业再成熟，这个周期将是一个接近平均周期13.68年的结果。当然与巨磁阻存储、光纤通信、蓝光LED和锂离子电池等相比，整个SiC半导体行业的应用广度和深度还有很大差距，相比19—43年的周期也较短。但是，按全链条科技创新的模式统计，SiC研究的周期已达到了35年。

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  • 充电桩刚性需求，新基建加速SiC应用

    在半导体材料领域，碳化硅与氮化镓无疑是当前最炙手可热的明星。其中，碳化硅拥有高压、高频和高效率等特性，其耐高频耐高温的性能，是同等硅器件耐压的10倍。因此，碳化硅在光伏逆变器、新能源汽车的电机控制器以及充电桩等应用中，相比于传统硅器件有着很大优势。 充电桩刚性需求，碳化硅应用渗透加深 伴随着新能源汽车崛起，应用需求的激剧增多，真正将碳化硅推到风口浪尖上。对于新能源电动汽车而言，目前车用功率模块主要采用IGBT，据了解，一辆电动汽车中，IGBT占据总成本近10%。但采用碳化硅材料的功率器件在新能源汽车中拥有更好的性能，如目前全球电动车出货高居第一的特斯拉，旗下model系列车型就在业内率先采用了碳化硅功率器件替代IGBT，因此拥有领先于竞争对手的电气性能，并在电池容量相当的情况下获得相比竞品更长的续航里程。 但目前来看，碳化硅功率器件在新能源汽车上应用还较少，原因主要在于成本限制。不过，由于使用率高，并且主要用于停车场的使用场景，所以对于充电桩而言，小体积、高可靠性便成为了刚性需求。因此，可提供高功率密度、耐高温的碳化硅功率器件，自然成为电动汽车充电桩的最佳选择。 对于SiC在充电桩中的应用，英飞凌大中华区工业功率控制事业部市场高级经理陈子颖在接受《华强电子》采访时表示：“功率半导体是英飞凌的主要业务，应用范围覆盖新能源发电，输配电和用电。碳化硅是我们新的业务增长点。碳化硅MOSFET是宽禁带高速器件，可以实现高压大电流高速开关，从而使得相关应用的实现带来革命性的变化，直流充电桩就是其中之一，碳化硅也进一步推动了直流充电桩的发展。” 另一方面，尽管碳化硅成本相比传统硅器件高，但在充电桩的应用中，由于功率密度提高，反而能够降低充电桩的系统成本。陈子颖补充到：“充电站是基础设施，其成本构成比较复杂，但城市空间成本会是主要方面之一，所以充电桩的功率密度就至关重要，碳化硅器件是实现高功率密度的关键。碳化硅器件作为高压，高速，大电流器件，简化了直流桩充电模块电路结构，提高单元功率等级，功率密度显著提高，这为降低充电桩的系统成本降低铺平了道路。” 碳化硅固然成本高，但其优势是否能抵消成本上的劣势，则要与使用场景相适配。具体而言，在充电桩应用最广的城市场景中，选址一般选在繁华地段，地租昂贵，因此对体积有很高要求。目前支持快充的电动汽车，充电功率可以达到150kW，近期保时捷推出的电动跑车Taycan更是将快充功率提高到250kW。可想而知，若要组建一个拥有多个快速充电桩的电动汽车充电站，则需要达到百万W级别的功率，与一个小区的用电规模相当。 据陈子颖透露，采用英飞凌的碳化硅单管，充电模块的功率可以达到30kW以上。采用英飞凌的碳化硅模块，充电模块的功率可以达到60kW以上。而采用MOSFET/IGBT单管的设计还是在15-30kW水平。从单管设计的充电模块功率对比中，不难看出在相同功率等级下，采用碳化硅功率器件相比硅基功率器件可以大幅降低模块数量。因此，对于城市大功率充电站、充电桩，高成本所带来的小体积，在特定场景或高端产品中是有很大优势的。 不过，需要面对的事实是，目前碳化硅在充电桩中渗透率并不高。以“快充”应用为主的直流充电桩为例，据CASA测算，电动汽车充电桩中的碳化硅功率器件的平均渗透率在2018年仅达到10%。 上海瞻芯电子科技有限公司创始人兼总经理张永熙博士认为，目前主流的充电桩模块，依然是以硅基MOSFET和IGBT为主;而碳化硅二极管现在已经批量出货，在充电桩上的应用还是主要用于大功率高端产品中。但他也表示：“相信在未来以更高功率密度为需求的充电桩模块中，碳化硅尤其是碳化硅MOSFET的应用会越来越多。” 尽管目前来看，充电桩市场中碳化硅功率器件的渗透率并不算太高，但在2019年，随着下游特斯拉等车企开始大量推进碳化硅解决方案，国内的厂商也将会快速跟进。以比亚迪为代表的整车厂商开始全方位布局，在充电桩以及整车中将会越来越多采用碳化硅器件。而根据CASA的预测，由于电动汽车对于充电速度的要求提升，直流充电桩的需求会进一步增长，因此碳化硅在充电桩领域的渗透将快于整车市场。 成本桎梏亟待解决，碳化硅6英寸衬底有望价格砍半 目前碳化硅在充电桩市场中渗透率不高，主要原因归根到底还是在于成本。业内资深专家袁工向《华强电子》记者表示：“在功率器件领域，电压等级不同器件价格有所差异。在同电压等级下，碳化硅功率器件的价格大概是传统硅器件的1.5倍到2倍之间。” 在一般充电桩中，充电模块作为核心部件，占充电桩总成本的比例高达50%，其中充电模块的主要成本在于IGBT。而碳化硅作为替代产品相同电压等级下成本相比IGBT高出1.5倍甚至2倍，这显然是下游生产商们难以承受的。 事实上，早在19年前，英飞凌便率先发布了碳化硅SBD(肖特基二极管);2010年，罗姆半导体成功量产碳化硅MOSFET产品。但时至今日，碳化硅功率器件由于种种原因，价格仍无法下降到可以广泛应用的程度。 张永熙博士认为，碳化硅功率器件成本高，主要是由于材料成本上存在不少问题，首先是衬底单晶生长难。不同于硅材料的生长，将多晶硅融化后拉单晶可以做成晶锭。碳化硅则是采用高温等气相淀积的方法来生长，它没有液体的形态，达到2700度高温后直接从固态升华成气态，所以材料生长在批量生产中很困难。 另一方面，对于碳化硅MOSFET而言，合格率也是一个挑战。即使是碳化硅龙头企业Cree，在去年一个季度的财报中也专门提到了，其6英寸碳化硅晶圆在上量过程中出现合格率低的问题。“要改善碳化硅MOSFET良率，除了在芯片制造领域加强工艺控制外，还需要在测试端完成CP测试、FT测试、筛选测试等步骤，来发现具体问题以改善制造工艺。”张永熙补充到。 而在降低成本方面，英飞凌也在做相关的投入。据陈子颖介绍，英飞凌收购了位于德累斯顿的初创公司Siltectra，这家初创公司研发了冷切割(ColdSplit)这一创新技术，可高效处理晶体材料，并最大限度减少材料损耗。英飞凌将利用冷切割技术切割碳化硅晶圆，使单片晶圆可产出的芯片数量翻倍。 陈子颖坦言：“确实碳化硅器件成本会比硅器件高，但是它已经与90年代初IGBT单管的价格相当了。碳化硅材料成本比硅高是难以改变，但随着碳化硅整个产业链的技术成熟，碳化硅器件成本一定会有显著下降。” 众所周知，半导体器件中，无论是硅基半导体还是化合物半导体，其晶圆衬底尺寸都逐渐往大尺寸方向发展。目前能够批量出货的碳化硅衬底最大为6英寸，国际上8英寸衬底也正在向量产稳步推进，但主流的仍是4英寸衬底。 对于目前主流的4英寸碳化硅衬底，张永熙认为其优势将会越来越弱：“尽管目前从价格上看，4英寸碳化硅衬底材料成本不到6英寸的一半，对于一些低端器件如碳化硅二极管等，4英寸还有一定竞争力。但随着碳化硅材料进一步成熟，6英寸降价空间非常大。在未来的3到5年内，6英寸将会降到今天4英寸的价格，这是大势所趋。” 充电桩纳入新基建，如何影响碳化硅器件市场? 充电桩被纳入新基建概念后，一时间引起了社会各界的强烈关注。一方面是电动车企在关注充电桩这样的基础服务设施建设情况，充电桩企业则在政策利好下寻求更多机会;另一方面，政府将新能源汽车作为带动消费的重要领域，而充电桩建设则是为人们购买新能源汽车创造出良好环境，因此各地政府也同样关注充电桩建设进度。 据国家发展改革委产业发展司副司长蔡荣华透露，截至2019年底，全国充电桩总数已经达到了122万个，其中公共桩52万个，私人桩70万个。同期数据显示，全国新能源汽车保有量为381万辆，车桩比约为3.1比1。尽管在快充技术的发展下，新能源汽车充电时间已经越来越短，高车桩比也不再是刚需。但正因为快充技术的日新月异，导致充电桩的迭代更替也成为了一个棘手的问题。 这次国家电网展开的新一轮充电桩建设，计划新增充电桩7.8万个，在建设完成之后将达到16.6万，超越目前保有量最多的特来电。国家电网作为“裁判”入场“捣局”，或许只是需求激发的第一步，随着电动车进一步蚕食传统燃油车份额，对于充电桩的需求必然有增无减。 因此，在充电桩技术迭代以及数量需求双重利好下，将带动产业链彻底迎来爆发。而其中作为快充技术“刚需”的碳化硅功率器件，未来在充电桩中的渗透率不断提高的同时，在这片“蓝海”市场中，是否会引来众多新玩家入局，引来行业竞争加剧?陈子颖表示：“半导体是高投入的行业，需要靠规模效应获得竞争优势，产能利用率和成品率等直接影响产品的成本。产品的优势更依赖于产品技术，生产技术本身。” 确实，在半导体领域，技术永远都是第一生产力。要在行业中站稳脚跟，要有强大的技术实力支撑企业的竞争力。而在碳化硅产品方面，英飞凌采用其沟槽栅技术的碳化硅产品在栅极可靠性方面与平面栅有着固有的优势，驱动电路可以比较简单，碳化硅模块可以实现各种电路拓扑，为工程师的创新提供一个重要平台。陈子颖透露，目前市面上功率等级最高的商业化充电模块，就是采用英飞凌Easy B封装的碳化硅实现的。 同时，要在碳化硅领域有所建树，还需要持续且量大的资金投入。据一位业内人士透露，一家碳化硅衬底材料厂仅一个月水电费就需要200万。而新入场的玩家即使能够解决资金问题，但在上下游能否获得足够的支持，产品相比老牌厂商如何突出优势，也是难以解决的。 碳化硅衬底方面，目前高端产品仍以国外产商如Cree、罗姆等为主，但国内目前也有天科合达、山东天岳等已经有多年的发展历史，产品也相对稳定。在器件以及模块方面，国内企业与英飞凌、罗姆等国外厂商技术差距较大。目前在相对低端的碳化硅二极管方面，国内如泰科天润的产品已有广泛应用，高端的碳化硅MOSFET虽有小批量生产，但技术指标仍需要时间追赶。 在面对新基建政策利好，碳化硅在新能源汽车以及充电桩领域拥有巨大市场潜力。 陈子颖认为：“作为新的快速增长市场，充电桩是电力电子应用一个细分市场，也是英飞凌一直关注的市场，英飞凌产品和产能可以满足这一新兴市场的需求。但是半导体从晶圆到最后封装测试生产周期比较长，整个生态圈的各个环节，需要了解市场特点和规律，迎接市场。”

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  • 7nm量产商用背后中兴的努力

    中兴透露，公司具备芯片设计和开发能力，7nm芯片规模量产，已在全球5G规模部署中实现商用，5nm芯片正在技术导入。新导入的5nm芯片技术将使中兴通讯在半导体领域达到最新标准，这意味着该公司或许将不再依赖美国公司或供应商，带给国内半导体行业更多新的希望。 众所周知，中兴、华为在2018年和2019年，先后遭到美国方面的制裁，中兴还受过美方的两次制裁。但不同的是，中兴很多芯片业务原本都是依靠美国公司，处理方式也截然不同，华为最近的进展情况可能大家都很熟悉，那中兴这边又是如何呢? 经历过风波之后，中兴也多次表态会加强自研芯片业务。总裁徐子阳曾在股东大会上表示，加大中兴微电子在芯片领域的研发投入，比如基带芯片、5G传输交换芯片、IP芯片等。这段时间，中兴一直在“埋头苦干”，以至于我们一直将视线放在了华为以及台积电等身上。 中兴能够在5nm方面取得成功，与其研发的高投入是密不可分的。根据中兴副总裁、首席运营官谢峻石的说法，过去三年中兴每年用在研发上的资金高达121亿元。 据悉，这些芯片不是5G SoC(片上系统)，而是5G设备和基础设施的核心部分，其中基于5nm的芯片将会带来更高的性能和更低的功耗。中兴总裁徐子阳在最近的一次采访中表示，公司正在开发5nm芯片组，预计5G智能手机的功耗和重量将以每年20%的速度下降，但未透露有关正在开发的芯片的更多细节。 在本月初的“中国5G发牌一周年”线上峰会上，中兴通讯虚拟化产品首席科学家屠嘉顺也表示，基于7nm工艺的多模基带芯片和数字中频芯片成功实现算力提升功耗降低。而明年发布的5nm工艺芯片，那就更值得期待了。 最近，中兴通讯的新一代5G移动热点产品MU500在澳大利亚正式商用，这也是全球首款正式接入毫米波5G现网的5G移动热点。 而根据台媒消息，中兴自主研发的7nm芯片或将用于5G基站，由台积电7nm工艺制造，日月光投控的2.5D/interposer技术进行封测。 目前，中兴通讯可以提供全系列的5G基站，深度覆盖各类场景，面向铁路以及高铁覆盖的解决方案更是领跑业界。 而在5G手机SoC领域，随着英特尔的退出，目前只剩下高通、华为、联发科、三星和紫光展锐五家厂商。不过与手机芯片不同，5G基站端所需的芯片由于对于体积和功耗要求相对更低，因此5G基站芯片领域，中兴通讯也是重要的玩家之一。 虽然没有透露这款5nm芯片具体情况，但目前来看这颗芯片并不是给智能手机用的5G SoC，更可能和已经量产的7nm芯片一样，是用于5G基站的核心芯片。 中兴在芯片研发设计能力上是全流程覆盖的，全生命周期都可以实现研发设计。新导入的5nm芯片技术将使中兴通讯在半导体领域达到最新标准，这也意味着该公司将不再依赖美国公司或供应商。 早前中兴被制裁后，国人纷纷吐槽中兴不努力研发，严重依赖于美国芯片、操作系统等核心技术，才有被惩罚的下场。一个企业在通信领域做大做强，没有高端芯片的核心技术专利知识产权，无疑是非常“不安全”的。被“卡脖子”也只能认栽，乖乖交专利费不说，搞不好还面临高额罚款，中兴在这个事情上算是吸取了不少教训。 毕竟，芯片行业比拼的就是专利授权和架构服务授权。有了芯片的架构之后，还需要很多实用性的专利，芯片的生产和开发才不会受到影响。 而且，中兴芯片的研发并未快速转化成盈利，需更快速将技术领先转化成市场领先，从而提升利润水平，需要不断作出调整。 尽管如此，不难否认的是，中兴通讯是全球5G技术研究和标准制定的主要贡献者和参与者，该公司长期投入5G领域，只是华为的光芒一直盖过了它。 据悉，过去几年，中兴通讯有超过200位5G标准专家进行相关的标准研究和预研，针对5G无线接入和5G下一代核心网提出了超过7000个提案，在3GPP多个工作组为相关标准作出了贡献。 去年9月，中兴曾公布一份数据，当时中兴已在全球获得35个5G商用合同，商用范围覆盖中国、欧洲、亚太等主要5G市场。全球发货已经超过5万个，与全球60多家运营商开展合作。同时中兴预计截至2019年年底，其5G基站出货将会超过10万个，而关键是这些5G基站中应该开始用到自研芯片了。 另据中兴近期发布的2019年年报，截止2019年底中兴全球专利申请量为7.4万件，已获授权3.4万件，5G专利超过5000件，位列全球第一阵营。 根据德国专利数据公司IPlytics 6月初公布的最新数据，截止2020年1月1日，全球共有5G标准专利声明21571个，其中华为申报了3147项专利，占专利总数的14.6%，排名第一。中兴为2561项则位列第三，数量远超诺基亚、爱立信等实力强劲的通信厂商。 如今中兴再次强势的崛起，足以证明现如今国内科技行业的发展日益迅速，包括很多科技企业的产业也在迅速孵化当中。跳出5G领域，我国高端芯片的发展仍落后于西方国家，未来芯片的发展，仍充满了不确定性。

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  • 变频器正常运行的注意事项

    变频器是应用变频技术制造的一种静止的频率变换器，它是利用半导体器件的通断作用将频率固定的交流电变换成频率连续可调的交流电的电能控制装置。现代变频器虽然都具备不错的抗干扰，抵御恶劣环境的性能。但是变频器工作情况的多变性，考虑到环境对变频器的影响，对变频器的选择以及运行故障尤为要重视。 变频器工作环境必须要注意的几个注意事项： 一、物理环境事项 1、工作温度。作为大功率电子元件的变频器，容易受到运行温度的影响。产品一般要求在0 ~ 55℃之间，但为了保证工作安全可靠，应考虑留有使用空间，最好控制在40℃以下。为了严格符合产品规范中的安装要求，在控制箱内，变频器应安装在箱体的上部。同时要求绝对不允许将加热元件或易于加热的元件安装在变频器的底部。 2、环境温度。当温度过高，温度变化较大时，转炉内部容易发生冷凝现象，其绝缘性能会大大降低，甚至可能导致短路事故。 3、腐蚀性气体。如果变频器工作现场可能存在腐蚀性气体浓度较大的问题，就会出现腐蚀元件的导线、侵蚀电路板，还会加速老化塑料器件，降低绝缘性能等问题。 4、振动和冲击。当受到机械振动和冲击时装有变频器的控制柜，有可能会出现电气接触不良的故障。此刻，应该提高控制柜的机械强度，同时远离振动源和冲击源之外，还需要利用用防震橡胶垫来固定产生振动的部件，如控制柜内外的电磁开关。运行一段时间后，应对设备进行检查和维护。 二、电气环境事项 1、防止电磁干扰。在变频器运行过程中，由于整流和变频，在其周围会产生大量干扰电磁波。这些高频电磁波对附近的仪器有一定的干扰。为了屏蔽变频器对仪表的干扰，机柜内的仪表和电子系统应使用金属外壳来防止干扰。所有部件都应可靠接地。此外，电气元件、仪表和仪表之间的连接应选用屏蔽控制电缆，屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰的问题，整个系统就可能出现变频器无法正常工作，同时导致控制单元故障或损坏等问题。 2、防止输入过压。通常在变频器的电源输入端提供过压保护，但是如果输入端的高电压施加时间过长，变频器的输入端就会损坏。因此，在实际应用中，有必要验证逆变器的输入电压、单相或三相电压以及逆变器使用的额定电压。特别是当电源电压极不稳定时，应提供稳压设备，否则会造成严重后果。 三、防雷事项 在变频器安装中，通常会设置雷电吸收网络来防止瞬时雷电侵入和损坏变频器。然而，在实际工作中，特别是当电力线路架空引入时，单纯的变频器吸收网络不能满足要求。在闪电活跃的地区，这个问题尤为重要。如果电源为架空进线，则应在进线处安装一个专用的变频避雷器(可选)，或根据规范要求，在距离变频器20m处埋设一根钢管进行特殊接地保护。如果电源通过电缆引入，控制室的防雷系统应做好准备，防止雷电进入并损坏设备。实践表明，该方法能够基本有效地解决雷击问题。 四、接地问题事项 变频器正确接地是提高控制系统灵敏度和抑制噪声的重要手段。变频器接地端子E(G)的接地电阻越小越好。接地导体的截面积应不小于2mm2，长度应控制在20m以内。变频器的接地必须与电力设备的接地点分开，不能共用。信号输入线的屏蔽层应接E(G)，另一端不得接地，否则会引起信号变化波动，使系统振荡不止一次。变频器和控制柜应电气连接。如果安装困难，可以用铜线跨接。 对变频器的环境选择一定要注意温度、湿度、海拔高度、粉尘等因素的影响，严禁在变频器的使用过程中切断或接通电机，最后变频器适用于交流异步电动机，严禁使用带有电刷的直流电动机等。

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  • 变频器的运动控制

    变频驱动技术已被用于控制许多机械任务和自动化机器人，涵盖从制造、加工厂到仓库和其他物流设施的应用。无论是在物料处理、机械加工，还是泵和风机的应用。变频器主要作用是调整电机的功率、实现电机的变速运行，以达到省电的目的。 变频器帮助企业优化性能，降低能源消耗，永久降低机器和机器人的生命周期成本，它也有助于企业提高生产力和成本效率。 变频器可用于基本的电压模式范围内，以及运行在三相供电情况下的230V、480V或者600V电机。变频器的选择要依据电机类型、电压、额定电流、接入电源、以及输入/输出(I/O)的要求而定。其大小取决于一系列与应用相关的因素，包括电机的满负荷额定功率和满负荷状态下的最大电压。 变频器的运动控制具有明显的时代特征，它是各种高科技的结合，将工业自动化、办公自动化和家庭自动化推向更高的阶段。 一、变频器部分 变频器的核心是电力电子器件及控制方式。 1、电力电子部件：电力电子部件是在电路中发挥通断作用，实现各种变流器的部件。而这种变流的装置可以通过变频器实现，随着变频器元件的发展，变频器元件的质量取决于其通断能力，通断能力受通断电流和额定电压的影响。开关过程中的损耗，如饱和压降和开关损耗，决定了逆变器的效率和体积。开关损耗与开关频率有关、开关频率与噪声有关，而且与输出电压、电流波形有关。就是说电力电子器件要朝着电压高、电流大、开关频率高、导通压降小的方向发展。晶闸管是半控器件，属于第一代产品，但调制频率低、控制复杂、效率低、容量大、电压高、历史悠久，不管是用作整流还是用作逆变，都是比较成熟的。 全GTO晶闸管在电力机车中的应用是垄断性的，无论是装配直流斩波器还是装配换能器。这也是我国八五期间的一个重大科研项目，但由于gto晶闸管的关断电流增益小，过电流保护困难，调制频率低，gto晶闸管变流器在其他地方的应用备受争议。由bjt组装的直流斩波器和pwm变换器非常流行，但输出电压不大于460v，容量不大于400kw。然而，后者具有较小的容量和较低的输出电压，并且在市场上没有很多有竞争力的产品。 IGBT和MCT在运动控制中，是属于新一代的电力电子器件：前者是摩斯驱动的bjt，其优点是容量和电压都超过bjt，并且有取代bjt的倾向;后者MOS驱动晶闸管，理论上具有两者的优点。这两种新型器件有着成熟的产品，IGBT已发展到第四代，且目前国外已将微电子生产技术转向电力电子，因此产生了专用集成电路( SPIC )。 将IGBT的驱动电路和保护电路组合而成的智能器件称为IPM，将开关电源组合而成的IPM，变频器更可靠，已成为调速的主导产品，取代直流调速，21世纪进入了交流调速时代。 2、控制模式变频器采用不同的控制模式，获得的调速性能、特性和用途也不同。控制模式通常分为开环和闭环控制。开环控制有一个U/f(电压和频率)比例控制模式;闭环有转差频率控制和各种矢量控制。从发展历史来看，从开环到闭环，今天的矢量控制可以与DC电机的电枢电流控制相媲美。目前，还可以直接获取交流电机参数进行直接转矩控制，方便、准确、精度高。 二、电机部分 电机是运动控制中的主要电机，但人们并不完全了解它。这里有许多新概念，值得人们注意。 电力电子设备从交流转换到DC很容易，从DC转换到交流很难。电力电子设备串联或并联也是困难的。因此，希望电机的电压和相数与设备紧密匹配，综合设计，统一考虑，不要拘泥于原有的传统和标准。 近年来，同步电动机在运动控制中升为新星，21届IEEE国际电力电子会议讨论过“永久磁铁或磁阻电动机是否能代替异步电动机应用于变速传动”的问题。 永磁同步电动机采用自吸后，增加了转子位置反馈的环节，但消除了起动绕组，摆脱了起动和牵引带来的设计和运行上的困难。 永磁同步电动机能自然解耦合，电磁时间常数小，控制性能已经优于直流电动机，在伺服系统中获得了盟主地位。 另外，中国是稀土大国，应该在永磁同步电动机的研究开发中取得领先地位。 三、总结 变频器最基本应用，是通过调节接入电动机的电源的频率和电压，使操作人员可以将电机的速度和负载要求匹配起来。对于特定的应用，可以使电机运行在最高效的速度上，并且减少能源消耗。 变频器可以可以取代因环境所造成的较高故障率的滑差电机调速系统以及控制精度较差的各类阀门控制方式，节能效率大大提高，减少设备故障，提高控制精度，延长设备使用寿命，进而提升生产效率以及企业的经济效益。

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  • 可编程控制器的功能与优点

    可编程控制器是指可通过编程或软件配置改变控制对策的控制器，简称为PLC，是一种数字运算操作电子系统，专为工业环境应用而设计。在控制系统中，可编程逻辑控制器相当于其系统灵魂。在工控自动化行业，可编程控制器(PLC)作为大部分自动化技术的设备基础，给工业控制系统产生了史无前例的前所未有的巨大改变。 与传统的继电器工业控制系统相比，采用plc的工业控制系统在操作、控制、效率和精度等方面具有无可比拟的优势。产业控制系统中使用的继电器控制设备虽然没有完全淘汰，但由于PLC的出现，产业控制设计者的设计思想发生了变化。 一、继电器控制存在的缺点 现如今家庭和工业控制各领域中对继电器的应用已经越发广泛。相比以前的产品，由于现代科技的发展，如今的产品要比之前的产品要更加安全可靠。可是，随之而来也有相应的麻烦。 绝大多数控制继电器在长期性损坏或疲惫姿势标准下完成时，非常容易损坏。另外，继电器的接点容易产生电弧，有时会融化而误动作，导致严重的结果。 而且，对于具体使用搭载了数百个继电器的设备，控制箱必定又大又重。在满负荷运行情况下，大型继电器会产生大量的热量和噪声，同时也会消耗大量的能量。此外，继电器控制系统必须手动接线、安装，仅仅是简单的改动，就需要花很多时间、劳力和物资进行改造、安装和调整。 二、可编程控制器功能与优点 可编程控制器以其体积小、功能强大而著称，它不仅可以方便地完成序列逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字操作和数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口与各种生产机械的数字量和模拟量建立联系。 1、流程控制 流程控制是PLC最基本、应用最广泛的领域。 流程控制是指按照过程流程的顺序，根据控制信号，使生产过程的各执行机构自动按顺序动作。 编程设计灵活、速度快、可靠性高、成本低、维护方便等优点，在实现单体控制、多机组控制、生产过程控制中，可以完全取代传统的继电器接触器控制系统。 它主要基于操作按钮、限位开关、其他现场发出的指令信号和传感器信号，控制机械运动零件的操作，实现了自动生产线控制。 典型应用于自动扶梯的控制、管道上电磁阀的自动开闭、带式输送机的顺序启动等。 比如我们工厂的原料混合系统利用了PLC的顺序控制功能。 2、控制闭环过程 过去采用由硬件电路组成的pid控制器实现过程控制的仿真，现在可以使用plc控制系统并选择仿真控制模块，系统的功能由软件完成，系统的精度由位数决定，不受软件的影响，因此更加可靠，易于实现复杂控制和先进控制，可同时控制多个控制回路和多个控制参数，如温度、流量、压力、速度等。 3、控制运动位置 plc可以支持cnc机床的控制和管理，在机械加工行业中，可编程控制器和计算机数控(cnc)集成完成机床位置控制，其功能是接受输入设备的输入处理信息，经过处理和计算，通过步进电机或伺服电机向驱动器发出相应的脉冲，使机器能够根据预定轨迹运动完成多轴伺服电机的控制。 4、监控和管理生产过程 PLC可以通过通信接口连接到显示终端和打印机等外围设备上。 显示器是一种包含微芯片作为人机接口( HMI )的智能设备，通过与PLC组合，可以取代控制台上的多个控制按钮、选择开关、信号指示灯以及生产过程的模拟画面和控制台内的多个中间继电器和端子台 所有的操作都可以通过显示器上的操作软件进行。plc可以在显示屏上采集和处理生产过程中的数据，并可以显示二进制、十进制、十六进制、ascii字符等参数，图标的颜色变化反映现场设备的运行状态，如阀门开关、电机的启停、位置开关的状态等。pid回路控制采用数据、条形图等综合方法反映生产过程的变化。操作者可以通过参数设置调整参数，通过数据查询查找数据记录，通过打印保存相关的生产数据，方便未来的生产管理和过程数据分析。 5、网络特点 plc可以实现多个plcs之间或多个plcs与一台计算机之间的通信网络需求，多级分布式控制系统，形成工厂自动化网络。 (1)可编程控制器能够完成几台可编程控制器中间或几台可编程控制器与一台电子计算机中间的通讯连接网络规定，进而产生多级别分布式系统自动控制系统，产生工厂自动化互联网。 (2)通过调制解调器和公共电话网连接到远程客户端计算机，管理员可以通过电话线远程监视控制系统。 可编程控制器作为一种通用性的工业生产控制板，能够运用于全部的工业生产行业。现阶段，可编程控制器已在世界各国普遍取得成功运用于机械设备、冶金工业、原油、化工厂、纺织品、交通出行、电力工程、国防等各行各业，并获得了丰厚的技术性经济效益。 可编程控制器是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业控制装置。 PLC已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置，被公认为现代工业自动化的三大支柱(PLC、机器人、CAD/CAM)之一。

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  • 三电平逆变器故障诊断的新方法

    逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V,50Hz正弦波)。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。 而功率开关器件是逆变器核心组成部分，其故障特征参数的提取及分类方法是故障诊断和预测的重要技术基础，对于提高逆变器可靠性具有重要意义。 合肥工业大学电气与自动化工程学院、可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室的研究人员李兵、崔介兵、何怡刚、史露强、刘晓晖，在2020年第10期《电工技术学报》上撰文，以有源中性点钳位(ANPC)三电平逆变器的IGBT开路故障诊断为例，提出一种基于能量谱熵及小波神经网络的故障诊断方法，采用ANPC三电平逆变器上、中、下桥臂电压作为测量信号，通过小波包能量谱熵提取桥臂电压信号特征，并利用核主成分分析对特征向量进行优化;并利用自适应矩估计小波神经网络(A-WNN)建立故障字典。 实验结果表明，A-WNN具有故障特征辨识速度快、精度高等优点，适用于ANPC三电平逆变器实时故障诊断。 相比传统两电平逆变器，三电平逆变器具有承受电压高和电压电流上升率低等优点，目前已得到广泛应用。为克服二极管钳位式(Neutral-Point Clamped, NPC)三电平逆变器功率器件损耗不平衡的缺陷，T. Bruckner教授等提出了有源中性点钳位(Active NPC, ANPC)三电平逆变器拓扑结构如图1所示。该结构因具有功率大、容量大及器件损耗平衡等特点，而得到广泛应用。 但相比之下，三电平逆变器IGBT数量增加了，且电路结构更加复杂，任一IGBT故障均可导致逆变器无法正常工作，甚至发生二次故障，造成巨大经济损失。因此，有必要及时准确定位逆变器故障位置。 电力电子功率器件硬故障包括开路和短路故障，因具有突发性和破坏性大等特点，成为目前研究热点。短路故障目前已有成熟的检测方案，因此，合肥工业大学、可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室的研究人员针对IGBT功率器件开路故障进行了研究。 研究人员认为，目前开路故障诊断方法主要分为基于数据和基于模型两类。前者主要利用器件电压和电流获取器件故障信息。但是目前的研究方法对信号依赖程度较高，易受外部干扰信号影响，准确率较低。 另一种是信号与人工神经网络、支持向量机、极端学习机(Extreme Learning Machine，ELM)等相结合的智能诊断算法。但是，据文献分析发现，目前的智能诊断算法存在计算复杂、硬件要求高，难以实现在线监测和参数选择等问题。 此外，基于模型的方法近些年也被广泛提出。虽然本方法不需增加额外硬件，且对负载变化不敏感，但该方法需对电路精确建模，若电路稍加改动，则需重新建模。 逆变器故障诊断方法需要较好的抗干扰能力和较高诊断准确度。为此，研究人员提出了一种基于能量谱熵及小波神经网络的故障诊断方法。 首先，将信息熵理论融入小波包分解，形成小波包能量谱，可减少外部信号干扰，有效提取故障信号特征。其次，采用自适应矩估计小波神经网络(Adam-Wavelet Neural Network, A-WNN)，充分利用小波基函数的伸缩性和平移性，根据参数训练历史自动更新参数学习率，避免算法陷入局部极小值。最后，搭建ANPC三电平逆变器实验平台。故障诊断流程如图所示。 诊断结果表明，所提出的诊断方法可以达到98.46%的准确度，性能优于ELM、PSO-BP、RBFNN、WNN等神经网络，且单次诊断时间短，适用于在线故障诊断。

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  • 自动驾驶：智能座舱芯片

    长期以来，汽车座舱都是以机械按钮为主，整体信息显示简单、功能比较分散。近几年随着手机等电子设备的快速发展，电子信息技术开始向车内转移，产生了智能座舱。智能座舱就是通过各种智能化手段满足不同人在车内的不同需求，智能座舱相比现有座舱更加智能、人性，能够洞察到用户的需求，又能很好地满足用户的需求。 而自动驾驶的火热发展，为相关产业的发展创造了难得的机遇。智能座舱芯片作为一大风口，如今俨然已经成为各方争抢的焦点。 近年来，整车电子电气化程度日益提高、架构向集中式进化等，都使得传统的机械式仪表难以支撑更加智能和便捷的人车交互功能，集成了液晶仪表、抬头显示仪、中控屏幕和后座娱乐的多屏融合智能驾驶舱就成了用户优选。而基于车联网等的智能座舱，无疑可以为用户带来更智能化、高效、安全的交互体验。 与自动驾驶芯片相比，智能座舱芯片相对容易打造。即便芯片完全失灵，也不会威胁司机和乘客的生命安全。目前车企有“系统过车规”、“芯片过车规”两种衡量标准。智能座舱芯片的设计比较灵活，大多是根据车企要求而打造。即便芯片本身未符合车规要求，也可以通过整体设计(比如加装散热装置)使整个系统符合车规要求，这对企业的上下游整合能力提出了较高要求。 单芯片方案驱动智能座舱，类似于座舱域控制器的方案，可以精简座舱处理器布局，降低成本，是近年来比较火热的概念。单芯片的方案，要能够处理多块高清屏的显示，HUD、摄像头输入、语音及手势交互等设备，因此大部分芯片厂商都需要具备一定的技术积淀才开始研发类似的一体化芯片方案。 由于未来座舱系统变得非常复杂，因此不仅需要芯片解决方案，也需要相应的算法支持。芯片通过输出计算能力来支持操作系统、ADAS等软件的运行，未来智能座舱所代表的“车载信息娱乐系统+流媒体后视镜+抬头显示系统+全液晶仪表+车联网系统+车内乘员监控系统”等融合体验，都依赖于芯片所代表的计算能力的提升。届时，具备芯片研制和相应的软件、算法的企业，在激烈的市场角逐中将更有竞争力，并加快推动智能芯片及元件在汽车行业的应用。 一些科技企业已经在智能座舱零部件及元器件方面展开布局。5月28日，南京芯驰半导体科技有限公司SemiDrive对外发布9系列X9、V9、G9三大汽车芯片产品，提供针对汽车的协同一体化解决方案，包括智能座舱、智能驾驶、中央网关三大应用。 日前，华为海思已与比亚迪签订合作协议，首款产品是应用在汽车数字座舱领域的麒麟710A。以这款麒麟芯片为起点，海思自研芯片正式开始独立探索在汽车数字座舱领域的应用落地。 有研究报告显示，随着客户需求的多样化与技术的逐步进步，以多模交互为核心的智能座舱正成为汽车行业技术发展的一大趋势，未来的智能座舱产业链也将变得更为立体和丰富。其中，对视觉识别和语音处理等交互技术的高度整合需求下，基于人工智能芯片的独立感知层将成为实现多模交互、推动智能座舱高速发展的关键驱动力。 此外，根据伟世通统计，2018年智能座舱主要产品(中控显示屏、信息娱乐解决方案、仪表盘、HUD)全球市场规模约为329亿美元。预计2020年市场规模为396亿美元，至2022年可达 461亿美元，2018-2022年市场规模CAGR约为8.8%。 如果说智能座舱芯片是“前哨战”的话，那么自动驾驶芯片才是这场汽车芯片战争的“高地”。 总之，座舱正变得越来越智能，发展速度非常快，功能不断拓展和集成，信息显示更加丰富但更清晰，通过车联网云端互联，可以根据场景和用户需求相应显示，同时融合了语音、面部、手势等多种交互手段，更加智能便捷。 这样的智能座舱酷炫、快速、易用、主动、类人、可定制、不断成长，能够更好地满足用户在车内的各种需求，极大地方便我们的出行、生活，充满想象，令人期待。

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  • 微流控诊断设备的广泛应用

    凭借易操作，速度快，可靠性高且成本低廉的特点，微流控即时诊断工具吸引了一大批粉丝。微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。 微流控芯片技术已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。 微流控芯片内部具有不同大小的通道，储液器，试剂，泵和阀，传感器以及检测机制，可输出反应结果。LoC(Lab on chip)可以通过模制塑料或层压板制成，并可以大量生产。微流控诊断技术具有检测时间短并且检测通量高的优势，是可产生临床结果的低成本诊断测试。 以下是微流控诊断设备重要的五个应用。 1.传染病诊断 微流控盒测试套件是最重要的检测传染病的产品，试剂盒可在诊所和家庭中提供快速有效的诊断结果。POCT诊断工具将有助于控制社区内传染病的传播，提供及时的治疗并有效地管理患者。 GeneXpert产品已经发展成为世界上最先进的全自动分子诊断平台，它能够将样品制备，核酸扩增与检测完全整合到一个小小的检测试剂盒中，使得即使不具备专业技术的人员也可以进行复杂的分子检测，检测目标针对不同的疾病或病原菌，具有集成度高，检测范围全面，检测过程快捷，检测仪器灵活和测试过程安全的特点。 BioFire公司的FilmArray微流控芯片是目前已经成功商业化的微流控产品，该芯片采用多重PCR分析技术，在运行过程中，系统从未处理的样品中提取并纯化所有核酸。接下来，执行嵌套的多重PCR。在第一阶段，系统执行单个大体积的多重反应。最后，单独的单重第二阶段PCR反应检测出第一阶段PCR的产物，并且整个检测过程比传统PCR或RT-PCR方式要快得多，只需要大约一个小时的时间，非常适合于传染病的早期快速筛查。 2.自身免疫性疾病诊断 我们的身体会产生抗体来攻击和破坏细菌和病毒等物质。但是在自身免疫性疾病中，抗体会攻击并破坏人体组织而不是异物。这会导致类风湿关节炎，硬皮病和狼疮等疾病。这些健康问题还会影响结缔组织，例如皮肤和关节，血管和其他组织。 大学研究人员开发了一种体外使用光固定的自身抗原微阵列检测免疫系统疾病的方法。在他们的设备中，他们使用了微流控阵列，该阵列上有与聚合物和光反应性交联剂混合的自身抗原水溶液。在他们的测定中，将患者血清添加至微阵列板，通过过氧化物酶偶联的抗IgG抗体检测微点自身抗原上吸收的抗原特异性IgG。用敏感的CCD照相机检测被过氧化物酶分解的底物的化学发光强度。另外，该装置被包含微通道的聚二甲基硅氧烷片覆盖并且进行自动测量。这项技术尚未商业化，但有潜力成为POCT上易于使用的自身免疫检测工具。 3.癌症诊断 微流控平台目前正用于检测与乳腺癌相对应的基因突变，包括DNA和miRNA突变。由于其高通量和低时间要求，与传统的检测方法相比，这些平台能够在更短的时间内分析更多的样品量。目前已经开发出可分析血液中多种蛋白质的微流控芯片，以节省更多时间和资源。 量子点(QD)是用于增强样本图像分辨率的晶体材料。研究科学家报告说，他们已经开发出一种微流体芯片，可以在样品收集后的10分钟内对大量蛋白质进行采样。这种芯片可以与纳米粒子结合使用，从而在较短的测试时间内获得更高的分辨率。另一项研究是利用微流体芯片和QD来测量癌症生物标志物并检测与前列腺癌和乳腺癌有关的miRNA。 4.心血管疾病(CVD)诊断 研究人员，临床医生对及时准确地诊断这种疾病非常感兴趣。用于CVD生物标志物检测的大多数常规方法使用基于微孔板的免疫测定和聚合酶链反应。这种方法成本高，需要更多时间以获得结果，并且涉及复杂的实验室程序。 目前，已经开发了基于LoC的平台，用于使用各种基于分子和细胞的诊断生物标记物进行CVD生物标记物检测和分析。这些微流控平台不仅能够实现更好的样品制备，化学操作和反应，并具有高通量和便携性，而且由于整合了各种新颖的检测技术，还提供了诸如无标记检测以提高灵敏度。 美晶医疗的CellRichTM循环肿瘤细胞检测系统采用免疫纳米磁颗粒并结合先进的微流体芯片设计专利技术对微量细胞进行捕获和分析，是一种先进的循环肿瘤细胞检测与分析的新型液体活检平台。 5.性传播疾病(STD)诊断 如果不加以诊断和治疗，性传播疾病将导致很大的发病率和死亡率，包括出生缺陷和死产婴儿。随着对便携式STD测试的需求不断增加，许多企业正逐渐瞄准家用或诊所使用的微流控设备试图更快的诊断并发现疾病。 SelfDiagnostics将标准PCR(聚合酶链反应)实验室技术带到家庭用户中。PCR是大多数实验室和医生使用的主要诊断方法。SelfDiagnostics的产品在灵敏度和准确性上与实验室测试相同而免除了实验室检测的繁琐步骤和昂贵仪器的使用。STD-multiest是在专利分子诊断平台上基于NINAAT(非仪器核酸扩增)技术开发的。 测试直接检测病原体的遗传物质，只需取一小滴体液(尿、唾液或血液)，进行测试，几分钟内即可得到结果。SelfDiagnostics的技术发明是将细胞裂解、等温放大和简单的横向流动可视化结合起来，所有这些都与内部开发的新型微流控芯片相结合。这项技术已在全球获得7项专利。

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  • 可穿戴技术在医疗领域的开发与应用

    在如今技术不断更新的年代，可穿戴装置已经慢慢渗透到人们的日常生活。可穿戴设备即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能。 大约从1500年开始，钟表作为一种可穿戴设备就已经成为我们生活的一部分。而另一款可穿戴产品--眼镜自13世纪就已问世。但是，现代可穿戴技术的定义是结合了互联网连接和微处理器的技术，功能强大的移动网络技术促使可穿戴技术的飞速发展。 随着物联网的发展，当今的可穿戴技术展示了各种各样的应用，并且随着领域的扩展，每天都在增长。但是可穿戴技术行业有多大? 下面的可穿戴技术统计数据会让您大吃一惊： 到2020年，可穿戴设备销售收入预计将达到264.3亿美元;到2022年，已连接的可穿戴设备的数量将达到惊人的11亿个; 可穿戴技术的应用 1、饮食管理 当前最大世界性问题是什么? 由于人类加工食品比历史上任何时候都要多，全世界的肥胖问题已受到广泛的关注。 医疗保健中的可穿戴技术如何实现并帮助遏制增加心脏病，2型糖尿病，肝病和结肠癌风险的疾病。肥胖患者可以利用以健康为中心的可穿戴技术，利用通过基于云的应用程序有效地测量营养参数的体内传感器，然后基于云的应用程序可以分析指标并向用户提供有关采取措施的宝贵反馈。 医疗保健可穿戴设备市场势必会大放异彩，因为这种体内传感器甚至可以将有关用户饮食的实时报告发送到云端。然后，用户可以将数据发送给可以提供帮助和指导的营养专家。 该可穿戴传感器还可以为患者的家庭优化菜单提供建议。由于该服务将能够跟踪营养不足或营养过剩，因此，患者能够知道他们应该吃什么，他们饮食安排将受到硬数据的指导。 2、挽救生命 为了确保用户可以改善生活质量，越来越多的可穿戴应用程序与其他出色的应用程序(利用开放数据)配对使用。 目前，可穿戴技术正在帮助： 缓解疼痛：智能设备可用作高科技，先进的绷带，可帮助减轻痛苦 确保道路安全：可穿戴设备可以安全方式提醒驾驶员通知，这意味着人们在开车时无需检查智能手机 保障旅行安全：已经有可以测量水质毒性水平的容器 遏制事故：可穿戴技术可用于帮助老年人避免事故。有些衬衫可以监测生命体征，监测失禁的内衣也可以及时提醒护士。 3、人身安全侵犯 最近几年，涉及性侵犯案件的数量似乎明显增加。 可穿戴技术是一种伪装成简单附件或配件的小工具。这个小工具可以在发现力和跌落时发送警报，并通过蓝牙连接到智能手机，保障女性安全。每当连接到电话的可穿戴技术警报被激活时，电话都会向警察或紧急服务部门发送文本消息。该设备还能够记录声音，这意味着它可以在法庭上用作证据。 4、血压 今年欧姆龙医疗推出了HeartGuide。它是医疗保健中最好的可穿戴技术之一。这台可穿戴血压监测设备，看起来像您的智能手表，但实际上是一个示波血压监测系统，可以有效地测量日常活动(例如步数，燃烧的卡路里，行进的距离)以及血压。所有这些都可以传输到相应的移动应用程序(称为HeartAdvisor)，该应用程序负责比较，审查和建议最佳治疗方案。HeartAdvisor的用户可以跟踪，存储和与医生分享其健康数据，还可以了解他们的日常习惯如何影响当前的血压。 5、生物传感器 可穿戴的生物传感器类似于一个可粘贴在身上的贴片，方便患者活动，同时收集有关其体温，呼吸频率，心率和运动的实时数据。根据最近的数据，这些可穿戴技术的医疗设备实际上可以将患者因呼吸或心脏骤停而恶化的情况降低89%。这是可穿戴设备提供能够帮助挽救生命的数据驱动解决方案的能力的又一个示例。 探索种类繁多的可穿戴设备，及可穿戴技术的未来可能性则更加让人期待。从先进的血压监测到可以打开汽车的智能手环，从最佳饮食管理到确定提高生产力的可靠方法，可穿戴技术的使用可以帮助人们更长寿，更健康，更富有生产力和活力。 可穿戴技术的发展将继续改变我们的生活方式，对于医患关系可能带来显著性改善。因为在未来， 医护人员可以前瞻性地治疗疾病， 而不必局限于就诊时了解到的病情。 可穿戴技术是一个很有潜力的领域，而传感器和数据处理元件微型化，为其整合可穿戴式医疗设备提供了机会。

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  • 8nm工艺制程打造高通骁龙690处理器

    骁龙处理器具备高速的处理能力，可提供令人惊叹的逼真画面以及超长续航时间。随着产品系列不断丰富，可带来目前最先进的移动体验。在6月17日，根据多家科技媒体的消息，高通骁龙新品国内发布会如期召开，全新5G SoC骁龙690正式亮相，意味着5G终端的成本价将进一步下沉。 在此之前，互联网就有爆料信息显示，高通将发布了一款6系列的5G处理器。现在，高通骁龙690处理器正式发布。按照介绍，骁龙690是高通6系列第一款5G SoC，基于8nm工艺制程打造，采用全新的Cortex A77架构，由2个2.0GHz A77大核+6个1.7GHz A55小核组成，GPU为Adreno619L。 对于高通来说，骁龙系列处理器主要分为8系列、7系列、6系列、4系列、2系列等多个系列。在此之前，高通骁龙8系列和7系列都推出了5G处理器，比如高通骁龙865处理器、高通骁龙765G处理器。 因此，现在高通骁龙6系列也推出5G处理器，目的自然是为了覆盖中低端档次的5G智能手机市场，回应联发科天玑800系列处理器和海思麒麟820处理器。 具体来说，在参数规格上，按照介绍，骁龙690是高通6系列第一款5G SoC，基于8nm工艺制程打造。众所周知，在芯片制程工艺中，数字越小，往往意味着综合性能更加先进，比如海思麒麟990系列处理器、苹果A13处理器、高通骁龙865处理器等旗舰产品，往往采用了7nm制程工艺打造。 至于海思、苹果、高通的下一代处理器，则有望采用更为先进的5nm制程工艺。而就高通骁龙690处理器，基于8nm工艺制程打造，意味着其在综合性能上，有望缩小其旗舰处理器之间的差距。比如高通之前发布的高通骁龙730系列处理器，也采用了8nm工艺制程。 在8nm工艺制程的基础上，刚刚发布的高通骁龙690处理器采用全新的Cortex A77架构，由2个2.0GHz A77大核+6个1.7GHz A55小核组成，GPU为Adreno619L，相比上代骁龙675处理器，骁龙690处理器的CPU性能提升20%，GPU性能提升60%，也即实现了比较明显的升级。 当然，相对于其他高通骁龙6系列处理器，高通骁龙690处理器的最大变化，自然是在支持5G网络。众所周知，在2020年的智能手机市场，华为、小米、OPPO、vivo、三星等智能手机厂商发布的新机，基本上都支持5G网络了。 因此，5G智能手机市场的扩大，自然需要高通、联发科等供应商提供更为丰富的处理器，从而满足不同智能手机用户的使用需求。 5G方面，刚刚发布的高通骁龙690处理器内置骁龙X51 5G调制解调器，支持SA/NSA组网和sub-6Ghz，同时，对于高通骁龙690处理器来说，还支持全球5G频段，以及最新的Wi-Fi 6，支持TDD和FDD以及动态频谱共享(DSS)，支持最大下行速率达2.5Gbps。 在屏幕和像素方面，按照介绍，在高通骁龙6系列中，高通骁龙690处理器是首款支持120Hz刷新率显示的平台，支持HDR 10+，ISP单摄最高支持1.92亿像素，首次支持4K HDR(10-bit)视频拍摄，相比SDR有着更好的拍摄效果。 对于120Hz刷新率的屏幕，成为2020年的智能手机市场的潮流趋势，也即华为、小米、OPPO、vivo等智能手机厂商发布的新机，往往都会采用90Hz或者120Hz刷新率的屏幕。因此，高通骁龙690处理器成为支持120Hz刷新率显示的平台，自然是非常有必要的了。 最后，在发布会上，高通表示，通过高通与合作伙伴的努力，搭载骁龙690移动平台的机型可以更好的拍照效果，比如利用AI来优化超级夜景、人像虚化等。 其他方面，按照介绍，刚刚发布的高通骁龙690处理器还拥有Quick Charge 4+快速充电技术、全球多SIM卡等特点。凡此种种，都是现在智能手机市场比较常见的功能和需求。在高通骁龙690处理器的发布会上，高通这家科技公司表示，搭载骁龙690的商用终端预计2020年下半年上市，到目前为止，已有HMD Global、LG电子、摩托罗拉、夏普、TCL、闻泰等厂商在研过程中。 总的来说，虽然高通已经发布了多款5G处理器。但是，高通骁龙865处理器主要定位于旗舰手机市场，高通骁龙765和骁龙765G处理器主要定位于中端手机市场，所以，在中低端档次的智能手机市场，高通确实需要骁龙690处理器来占据市场。 在此之前，联发科天玑800系列处理器和海思麒麟820处理器，已经在中低端档次的5G智能手机市场得到应用了。

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