日本展觀察：可穿戴設(shè)備將迎大發(fā)展

日本電子產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)。日本市場在全球電子業(yè)發(fā)展中，往往具有先導(dǎo)性。近日，記者參觀了“CEATECJapan2013”展會，從中可以發(fā)現(xiàn)，在可穿戴設(shè)備及健康照護(hù)產(chǎn)品市場快速成長帶動下，日本主流電子廠商圍繞相關(guān)主題進(jìn)行一系列技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品研發(fā)，所發(fā)布新產(chǎn)品中透露出來的趨勢值得參考。

可穿戴已成創(chuàng)新主旋律

大量用于可穿戴設(shè)備的電子器件的推出，正是保證可穿戴設(shè)備熱潮的關(guān)鍵一環(huán)。

近來，全球可穿戴設(shè)備頻發(fā)，GoogleGlass、iWatch、可穿戴心臟監(jiān)測設(shè)備等明星產(chǎn)品被陸續(xù)推出，成為繼智能手機(jī)、平板電腦等之后的重要創(chuàng)新方向，同時催生出一條與之密切相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈條。沒有成熟的、用于可穿戴設(shè)備的電子器件，不可能生產(chǎn)出受消費(fèi)者歡迎的產(chǎn)品。換句話說，本屆CEATEC展上推出的大量用于可穿戴設(shè)備中的電子器件，正是保證可穿戴設(shè)備熱潮的關(guān)鍵一環(huán)。

本屆展會上ALPS對外展出的“GlideTouch傳感器”，利用薄膜傳感器的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)球面和凹凸面觸摸操作的新輸入方式便頗具新意。以前的觸控傳感器形狀基本上是平面的，如智能手機(jī)和平板電腦上安裝的觸摸屏。然而iWatch等產(chǎn)品形態(tài)卻與以往有了較大變化，畢竟手表已經(jīng)具有數(shù)百年的制造歷史，人們對其外形的認(rèn)識已經(jīng)定型，比如表蒙便多是弧形的，智能手表要想流行也必須迎合消費(fèi)者的這種認(rèn)知習(xí)慣。ALPS展出的“GlideTouch傳感器”便順應(yīng)了這一市場需求，打破以往觸摸屏只能是平面的慣性思維，在現(xiàn)場展示的手表型的演示品中，使用了三維形狀的觸摸傳感器，除了正面部分以外，還可以在側(cè)面等彎曲部分實(shí)現(xiàn)觸摸操作,即在難以確保平面空間的形狀的終端設(shè)備上也可以實(shí)現(xiàn)直觀觸摸操作。

材料、光學(xué)、聲學(xué)等行業(yè)的功能創(chuàng)新均為可穿戴設(shè)備所需要。村田制作所在展會上展出實(shí)現(xiàn)商品化的石英晶體(XRCGD系列)，2016尺寸(2.0mm×1.6mm)頻率精度達(dá)到±20ppm，能夠?qū)?yīng)可穿戴設(shè)備不可缺少的無線通信(WiFi/Bluetooth、RadioFrequency/BaseBand等)。石英晶體利用石英的壓電特性在特定頻率振蕩，作為高精度時鐘信號源，在電子電路中被廣泛應(yīng)用?？纱┐髟O(shè)備既要求元件小型化，又要求高精度。本次展會上村田的XRCGD系列采用合金熔合封裝工法，實(shí)現(xiàn)了這個超小型元件的商品化，而且完成了HCR在精度上無法對應(yīng)的無線通信用途。以前陶瓷振蕩子的初期頻率精度甚至只有±幾百ppm～±幾千ppm。

小型化走向極致

梳理可穿戴設(shè)備發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域有：元器件極端小型化;芯片面積小型化、極低功耗;微型能源等。

在智能手機(jī)和平板電腦時代，小型化、輕薄化已經(jīng)是所有電子器件廠商開發(fā)產(chǎn)品的主要訴求之一，可穿戴設(shè)備則將這一要求推向了極致。梳理可穿戴設(shè)備發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域有：元器件極端小型化;芯片面積小型化、極低功耗;微型能源等。

產(chǎn)品的輕薄、小型為日本廠商所擅長。本屆展會中，村田制作所展出了全球最小的片狀鐵氧體磁珠008004尺寸(0.25mm×0.125mm)。片狀鐵氧體磁珠為電子設(shè)備應(yīng)對噪聲所必需，在以高頻模塊為中心的領(lǐng)域被廣泛采用。由于可穿戴設(shè)備等日益走向多頻段化和高功能化，所裝載的電子元件數(shù)量逐漸增加，對于支持高密度封裝的超小型部件的需求也在不斷高漲。村田制作所展出的片狀鐵氧體磁珠008004采用了最新細(xì)微加工技術(shù)，尺寸只有0.25mm×0.125mm，比當(dāng)今智能手機(jī)較多采用的01005尺寸(0.4mm×0.2mm)，產(chǎn)品面積減少了75%。該產(chǎn)品已開發(fā)完成，計(jì)劃2014年度可以實(shí)現(xiàn)樣品出貨。

ROHM(羅姆)在本屆展會中展示了采用新工藝開發(fā)的全球最小元器件產(chǎn)品RASMID系列。雖是日本舉辦的展會，但ROHM展臺依然有數(shù)名來自中國的員工，在與記者的交流中更加順暢。據(jù)羅姆介紹，此次發(fā)布的0402尺寸肖特基勢壘二極管與現(xiàn)有0603尺寸(0.6mm×0.3mm)的產(chǎn)品相比，體積削減了82%。雖然縮小了尺寸，但實(shí)現(xiàn)了相同的性能。例如，正向電壓VF為0.37V(正向電流為10mA時的最大值)，逆向電流IR為7μA(逆向電壓為10V時的最大值)，逆向電壓為30V(最小值)，均與0603尺寸產(chǎn)品相同。另外，新產(chǎn)品把尺寸精度由0603產(chǎn)品的±20μm提高到了±10μm。該系列產(chǎn)品還有2011年開發(fā)的03015尺寸(0.3mm×0.15mm)的電阻器，該電阻器于2012年開始樣品供貨，2013年10月開始量產(chǎn)。ROHM表示，為了進(jìn)一步貢獻(xiàn)于設(shè)備的小型化，還在開發(fā)更小的0201尺寸(0.2mm×0.1mm)的電阻器，并計(jì)劃于2014年10月開始樣品供貨。

TDK展出的IC內(nèi)置基板SESUB技術(shù)也對產(chǎn)品小型化有著極大促進(jìn)作用。SESUB是指通過在IC加工技術(shù)及基板形成技術(shù)方面進(jìn)行精心改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)薄型模塊的技術(shù)，將厚度僅為50μm的IC嵌入4層左右樹脂基板內(nèi)部的構(gòu)造。該技術(shù)可用于小型的系統(tǒng)電源模塊PMU及無線通信模塊。在本屆展會展出的全球最小尺寸藍(lán)牙模塊，與使用打包IC進(jìn)行模塊化時相比，可減少封裝面積64%。

保健應(yīng)用是重點(diǎn)

健康管理是變被動的疾病治療為主動的管理健康，成為可穿戴式設(shè)備及元器件開發(fā)的主要突破口。

健康管理是變被動的疾病治療為主動的管理健康，達(dá)到節(jié)約醫(yī)療費(fèi)用支出、維護(hù)健康的目的。適用于可穿戴設(shè)備的，面向健康管理的元器件也不斷被開發(fā)出來。ALPS展示了可應(yīng)用于健康管理的“光傳感器”。該產(chǎn)品已應(yīng)用于OMRONHEALTHCARE之上，在手表背面上配置ALPS公司的“光傳感器單元”可向手腕上皮膚照射綠色LED光線，然后用“光傳感器”感應(yīng)毛細(xì)血管的反射光，并根據(jù)感應(yīng)信息顯示脈搏數(shù)據(jù)。

除可穿戴設(shè)備在以健康管理作為突破口外，適用于醫(yī)療保健符合醫(yī)療規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的元器件產(chǎn)品在本屆展會上也多有展出。醫(yī)療設(shè)備不斷高功能化，對于具備高密度封裝，可節(jié)省空間的電子元器件的需求不斷增長。村田制作所展出的符合醫(yī)療規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的AC-DC轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)了小型高功率密度設(shè)計(jì)，尺寸僅為2英寸×4英寸、功耗40W/65W、效率可達(dá)90%，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測功能，可用于分析儀器和診斷治療設(shè)備等，適用于廣泛的健康保健(含醫(yī)療)用途。目前AC-DC轉(zhuǎn)換器已開始量產(chǎn)。

展場亮點(diǎn)

電子業(yè)創(chuàng)新更迭迅速，智能手機(jī)、平板電腦剛剛走向下半程，可穿戴設(shè)備和健康照護(hù)便迅速登場，此外汽車電子、綠色能源、智能家電、工業(yè)電子都是創(chuàng)新的“高發(fā)區(qū)”。乘參展之便，記者采擷“CEATECJapan2013”展會之不同領(lǐng)域創(chuàng)新亮點(diǎn)，加以歸納整理，以饗讀者。

京瓷：壓電薄膜揚(yáng)聲器

平板電視、平板電腦等數(shù)碼設(shè)備正日趨薄型化和輕量化，而目前的電磁式揚(yáng)聲器在結(jié)構(gòu)上難以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步薄型化，對設(shè)備設(shè)計(jì)、外觀創(chuàng)意方面都形成了制約。

京瓷利用長期積累的精密陶瓷技術(shù)獨(dú)自開發(fā)出壓電元件和樹脂膜的組合音響元件——壓電薄膜揚(yáng)聲器(SmartSonicSound)，厚度僅1毫米、重7克。該產(chǎn)品不僅有利于平板電視、平板電腦等終端設(shè)備的薄型化和輕量化，同時還能憑借其寬廣的指向性擴(kuò)大高頻音域，實(shí)現(xiàn)充滿臨場感的高效音質(zhì)。

該產(chǎn)品是通過振動壓電元件與樹脂膜的整個面而發(fā)出聲音，與電磁式揚(yáng)聲器相比，大幅度拓寬了聲音的指向性，可將聲音均勻傳送到前方180°的區(qū)域。此外，由于具有輕量、超薄、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，對于雨聲、拍手等細(xì)微的聲音也具有優(yōu)越的重現(xiàn)能力，產(chǎn)生富有臨場感的音效。

該產(chǎn)品可提供大型、中型、小型3種尺寸，可廣泛用于家電、數(shù)碼電子、車載設(shè)備等各種用途。LG電子在其55英寸曲面屏OLED電視機(jī)中，便采用了基于該產(chǎn)品開發(fā)的音響元件。這種音響元件在平板電視機(jī)中的應(yīng)用在全球還屬于首例。

村田：電容器0201

片狀多層陶瓷電容器被廣泛用于微處理器、DSP、MCU及FPGA等的周圍電路中，以使這些半導(dǎo)體器件能夠正常工作。配備的個數(shù)(總數(shù))非常多。每部筆記本電腦、智能手機(jī)等產(chǎn)品中使用的數(shù)量均達(dá)數(shù)百顆。這些片狀多層陶瓷電容器的作用大致分為兩種：一是為半導(dǎo)體器件提供電力支持;另一個作用是去除導(dǎo)致EMI(電磁干擾)的噪聲成分，也就是濾波器的作用。

手機(jī)等產(chǎn)品仍在不斷小型化，電子元件廠商也在不斷推出更小型化的產(chǎn)品，片狀多層陶瓷電容器的小型化一直在順利推進(jìn)。本屆展會上，村田制作所重點(diǎn)展示了尺寸僅為0.25mm×0.125mm的電容器“0201尺寸”。該公司通過視頻介紹了封裝的實(shí)際情形，以此強(qiáng)調(diào)即使尺寸很小的封裝性能也完全沒問題。該公司充滿期待地表示，“就像10年前開發(fā)的0402尺寸部件被智能手機(jī)大量采用一樣，希望10年后的今天，0201尺寸部件也能得到廣泛應(yīng)用”。

ROHM(羅姆)：新型晶體管HybridMOS

從產(chǎn)品來說，IGBT一般用在高壓功率產(chǎn)品上，從600V到幾千伏都有;MOSFET應(yīng)用電壓相對較低從十幾伏到1000V左右;MOSFET的特點(diǎn)是，功率容量小，開關(guān)速度快;IGBT的特點(diǎn)是功率容量較大，開關(guān)速度低于MOSFET。

隨著市場需求的變化，用戶開始需要一種性能介于兩者之間，綜合了兩者優(yōu)勢的產(chǎn)品。在本屆展會上，ROHM展出的HybridMOS便展現(xiàn)出強(qiáng)大的效率性能和適應(yīng)性。它既具備功率MOSFET的高速開關(guān)特性與良好的低電流性能，又具備IGBT的高耐壓特性。此前，要求具備節(jié)能性的電子設(shè)備一直使用具有高速開關(guān)特性和良好低電流性能的功率MOSFET。但是，工業(yè)用大功率設(shè)備要求能在高溫下工作并具備良好的大電流性能，SJ型功率MOSFET顯得性能不佳，只能采用IGBT。HybridMOS無論是在低電流區(qū)域還是大電流區(qū)域，均可獲得較高的轉(zhuǎn)換效率。該產(chǎn)品主要用于服務(wù)器、工業(yè)設(shè)備、節(jié)能家電等配備的電源電路及功率因數(shù)校正(PFC)電路。

TDK：電動汽車用無線供電

電動汽車在逐漸得到市場應(yīng)用后，如何進(jìn)行更加方便快捷的充電就擺在電動汽車用戶與汽車廠的面前，使用連接線給電子產(chǎn)品充電無疑是一個束縛，采用無線充電方式可以有效擺脫連接線的束縛。

將TDK的高性能鐵氧體PC95用于供電、受電線圈，開發(fā)高效的電動汽車無線供電裝置，無需連接充電線纜，無論在室內(nèi)停車場還是在室外停車場，無論在雨中還是在黑暗中，僅需停車即可簡便地安全充電。車載側(cè)的受電線圈實(shí)現(xiàn)小型化，僅有A4紙大小(210mm×297mm)。這樣就大大拓展了無線充電技術(shù)的使用范圍，更有助于無線充電技術(shù)普及。通過3D無線充電技術(shù)，電動汽車可以在停車位通過無線充電線圈進(jìn)行充電，無需使用目前普遍采用的充電樁。

未來還可以把3D無線充電技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展，把充電線圈埋入道路之中，使電動汽車即使在行駛途中亦可實(shí)時充電。目前電動汽車存在的充電緩慢、行駛路程短的問題，將可迎刃而解。

ALPS：認(rèn)知駕駛艙

配備先進(jìn)傳感器的未來駕駛艙，將為駕駛?cè)藛T提供一個交互式的駕駛環(huán)境，有助于提高操縱效率，更好地保證行駛安全與流暢性。ALPS展示了一個集納了ALPS許多先進(jìn)的技術(shù)的未來汽車座艙“認(rèn)知駕駛艙”。通過這些先進(jìn)設(shè)備，駕駛員可以通過使各種傳感器聯(lián)動如檢測駕駛者的視線等來預(yù)測行動，幫助汽車室內(nèi)設(shè)備的操作。而且，通過輸入在控制板前方空間內(nèi)的手勢，使直觀操作變?yōu)榭赡?。另外，通過組合RF動作和靜電容量等傳感技術(shù)，在非接觸狀態(tài)下監(jiān)視駕駛者的呼吸和心搏，從而使對意外事故的各種防止對策成為可能，有助于提高駕駛安全性。在ALPS員工的現(xiàn)場演示中，汽車座椅安裝有生命特征傳感器，可在非接觸狀態(tài)下感應(yīng)RF/壓電/靜電等，進(jìn)而檢測駕駛者的心搏和呼吸。它能主動探測和評估各種危害，并及時為駕駛?cè)藛T提供正確的應(yīng)對方案。這一概念轉(zhuǎn)變了一直以來的人適應(yīng)車，而成為讓車適應(yīng)人。