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類比數位轉換器應用 在 我是產業隊長 張捷 Facebook 的精選貼文
鴻海、比亞迪、IDM風雲會 布局第三代半導體逐鹿中原
電子時報00:06何致中/綜合報導
新世代半導體發展趨勢風起雲湧,醞釀20多年的氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)並非嶄新的「黑科技」,但隨著無線通訊技術、充電技術越來越需要具「高功率密度」特性的寬能隙(WBG)元件,GaN、SiC等明顯優於主流矽基(Si-Based)半導體的性能備受重視。
特別是在「未來車」相當有機會成為下一個資通訊產業革命的主戰場的此刻,欲想在電動車卡位的龍頭集團業者無不摩拳擦掌。除領頭的國際IDM大廠包括英飛凌(Infineon)、意法半導體(STM)、Cree、羅姆(Rohm)等業者外,中系功率半導體與電動車大廠比亞迪集團,以及台灣EMS龍頭的鴻海集團,紛紛著手對於SiC、GaN領域更深遠的布局藍圖。而針對近期包括兩岸、海外等龍頭大廠布局狀況,以下為DIGITIMES所作整理。
IDM廠轉向8吋廠生產 凸顯領跑者角色
儘管台系業者包括鴻海、中美晶、台積、聯電、富采投控、漢民、穩懋等,力求大打跨界集團戰儘速合縱連橫。惟領跑的國際IDM大廠「轉進8吋晶圓廠」生產已然增速,包括意法、羅姆等,近期英飛凌也宣布與Panasonic共同量產8吋矽基氮化鎵(GaN-on-Si)新品,預期2023年上半新品將進入市場。
而此舉正是力圖突破目前第三代半導體元件價格明顯高於矽基元件2~3倍的主要方向之一,目前主流的6吋廠產能也不足以因應未來被廣泛應用於3C充電領域的GaN-on-Si元件。
英飛凌大中華區總裁蘇華、意法亞太區副總裁暨台灣區總經理Giuseppe Izzo等也公開指出,第三代半導體領域IDM大廠們已經卡好最佳位置,GaN、SiC的市場接受度目前看來也比預期快。
IDM廠在技術、產品組合、整體解決方案都相當完整,甚至是第三代半導體在材料以外的各種電源IC週邊包括驅動器、MCU等全方位配套策略,目前恐怕仍是寬能隙元件領域發展最全面的主力。
比亞迪、鴻海各自出招 共逐EV、第三代半導體大計
鴻海總裁劉揚偉於SEMI論壇中指出,EV將持續替第三代半導體的SiC、GaN鋪路,未來也可望成為一座「新護國神山」。
新世代化合物半導體潛力高 新護國神山待醞釀
事實上,化合物半導體也包括一般稱為第二代半導體的砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等等,穩懋副董事長王郁琦指出,化合物半導體繼5G RF應用、手機用3D感測應用等,後續包括未來的6G、衛星通訊、車用光達(LiDAR)、生物辨識等,在在都需要更多的化合物半導體,也將成為次世代半導體關鍵之一。
整體來看,舉凡光學元件、充電元件、通訊元件等,囊括寬能隙材料的第三代半導體潛力持續被市場重視,而不管是業界老鳥或集團新兵,組隊大打世界盃的風雲集結態勢為現在進行式,更可能往國家產業戰略方向角度前進,這也回應鴻海總裁劉揚偉所述,台灣已經在矽半導體享有高度成就,如何複製到剛起步的第三代半導體,打造一座「新護國神山」,更是未來產官學研界重點任務。
隊長資料整理:
TrendForce示,2021 年各國 5G 通訊、 消費性電子、工業能源轉換及新能源車等需求拉升,驅使基地台、能源轉換器(Converter)及充電樁等應用需求大增,第三代半導體氮化鎵(GaN)及碳化矽(SiC)元件及模組需求強勁。氮化鎵功率元件成長幅度最高,預估今年營收將達8,300萬美元,年增率高達73%。據TrendForce研究,氮化鎵功率元件主要應用大宗為消費性產品,至2025年市場規模將達8.5億美元,年複合成長率高達78%。前三大應用占比分別為消費性電子60%、新能源汽車20%、通訊及資料中心15%。據TrendForce調查,截至目前有10家手機OEM廠商陸續推出18款以上搭載快充的手機,且筆電廠商也有意跟進。
全球SiC功率市場規模至2025年將達33.9億美元,年複合成長率達38%,前三大應用占比將分別為新能源車61%、太陽能發電及儲能13%、充電樁9%,新能源車產業又以主驅逆變器、車載充電機(OBC)、直流變壓器(DC-DC)為應用大宗。
漢民科技集團,控股公司。打入華為5G基地台供應鏈。
旗下「嘉晶」(61.2%)為國內前二大磊晶矽晶圓供應商。
旗下「漢磊科技」(100%)為國內最大功率/類比IC晶圓代工廠、全球第九大矽磊晶圓廠,生產MOSFET、IGBT及二極體。
4吋廠600~1200V SiC SBD/MOSFET已量產。
6吋廠1700V SiC SBD/MOSFET已量產
SiC晶圓薄化可達100微米。
因應5G、電動車應用帶動功率半導體需求,研發WBG寬能隙材料的GaN氮化鎵、SiC碳化矽製程,漢磊旗下三座晶圓廠都已通過車規認證並量產。
去年EPS-1.64元。今年上半年EPS 0.07元轉虧為盈。
今年7月營收6.31億元續創新高,月增4.43%、年增41.08% 八月營收再創新高
漢磊布局化合物半導體超過10年,這將是未來營運主軸,近2年策略上正往氮化鎵、碳化矽、車用MOSFET、二極體、靜電保護等TVS等5類別發展,特別鎖定車用相關,今年已看到成效,由於碳化矽與氮化鎵產品價格比一般半導體高,對漢磊營收或獲利都會有幫助。漢磊下半年到明年上半年營運展望皆樂觀,因為還有很多客戶排隊要產能,「客戶追單仍多,產能滿到年底沒有問題」。惟上半年剛虧轉盈,EPS還未顯現,
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類比數位轉換器應用 在 COMPOTECHAsia電子與電腦 - 陸克文化 Facebook 的最佳貼文
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【ADC 位元數、GPIO 介面、安全加密…… ,MCU 都考慮到了嗎?】
工業物聯網 (IIoT) 的發展趨勢是縮減成一個系統單晶片 (SoC) 方案,而非靠使用多個離散式元件組合以精簡物料清單、降低設計風險、減少佔用空間。Wi-Fi MCU 即是一例,它將 Wi-Fi 連接與處理器及所需的 GPIO (通用型之輸入輸出介面) 整合在一起,以滿足多種應用。市面上低成本的 Wi-Fi 連接方案,通常會以周邊數量和整體效能為代價;然而,Wi-Fi MCU 須兼具穩健的 Wi-Fi 連接和高效 MCU 功能,缺一不可。
指定 Wi-Fi MCU 時,類比數位轉換器 (ADC) 是最易忽視的功能之一,設計人員關注的首要規範之一是 ADC 的位元數。事實上,實際位元數將低於 (甚至遠低於) 資料手冊裡的規範;ADC 可用於執行轉換的有效位元數 (ENOB) 更為重要,ENOB 始終小於資料手冊規範 (越接近越好),因為在不同 ADC 之間這一位元數有著很大差異。可用於執行轉換的位元數越少,SoC 的輸入訊號的精確度就越低。此外,ADC 的量化和時序誤差,以及偏移、增益和線性度的變化皆是負面因子。
ADC 還有一個眾所周知的缺點:易受諸多工業物聯網運行環境中常見的大溫度波動影響;如果 MCU 供應商無法提供 ENOB、效能隨溫度變化情況、線性度和精確度等資訊,應拋棄不用。另隨著系統的完善,可能會增加更多的介面;若 SoC 有備用 GPIO,則可以在幾乎不共用接腳的情況下控制更多繼電器、開關和其他元件。元件支援的介面應包括乙太網 MAC、USB、CAN、CAN-FD、SPI、I2C、SQI、UART 和 JTAG (可能還包括觸控發送和顯示支援),以確保擴充需求。
安全性對於每個物聯網應用都至關重要,IIoT 後座力尤大。在整個設施乃至整個公司擴散。第一級所需安全性位於 MCU 的整合加密引擎中,將循序執行或並存執行加密和身份驗證。密碼應包括 AES 加密 (金鑰大小最高 256 位元)、DES 和 TDES,身份驗證應包括 SHA-1 和 SHA-256 以及 MD-5。由於每個雲端服務提供者都有自己的認證和金鑰,為其開通元件是一個複雜的過程,需掌握大量與加密相關的知識,是設計人員針對雲端服務開通產品時最具挑戰性的任務之一……。
延伸閱讀:
《指定支援 Wi-Fi MCU 時的注意事項》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2021/0813/48767.html
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類比數位轉換器應用 在 COMPOTECHAsia電子與電腦 - 陸克文化 Facebook 的最佳貼文
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【工業安全的根本:IEC 61508】
「安全」對於工業應用至關重要。但要確保功能安全性,就意味著設計階段更長、且成本和複雜性更高。其中,IEC 61508 是一個可應用於各種工業領域的基本功能安全標準,將功能安全定義為:是受控設備 (EUC) 或受控設備系統總體安全中的一部分;其安全性是依賴於電氣/電子/可程式電子 (E/E/PE) 安全相關系統、其他技術的安全相關系統或外部風險降低措施的正確機能。
此時,選擇預先經過實驗室認證的元件——包括將Active Directory 聯合身份驗證服務 (Active Directory Federation Services, ADFS) 整合到安全系統所需的全部必要資訊,將可減少外部診斷需求。這不僅有助於縮小器件尺寸、降低物料清單 (BOM) 和複雜性並縮短開發時間,內建診斷功能更能縮短檢測時間並提高覆蓋率,進而降低系統軟體的開銷。
演示影片:
《ADFS5758:通過 IEC-61508 認證的功能安全 16 位元 DAC》
https://www.youtube.com/watch?v=Apywdmgmt0Y&t=4s
http://www.compotechasia.com/a/CTOV/2021/0407/47558.html
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