时间：2023-05-30 09:35:34
1 引言
随着PWM技术的不断发展和完善，开关电源得到了广泛的应用，以往开关电源的设计通常采用控制电路与功率管相分离的拓扑结构，但这种方案存在成本高、系统可靠性低等问题。美国功率集成公司?POWER Integration Inc?开发的TOP Switch系列新型智能高频开关电源集成芯片解决了这些问题，该系列芯片将自启动电路、功率开关管、PWM控制电路及保护电路等集成在一起，从而提高了电源的效率，简化了开关电源的设计和新产品的开发，使开关电源发展到一个新的时代。文中介绍了一种用TOP Switch的第三代产品TOP249Y开发变频器用多路输出开关电源的设计方法。
2 TOP249Y引脚功能和内部结构
2．1 TOP249Y的管脚功能
TOP249Y采用TO－220－7C封装形式，其外形如图1所示。它有六个管脚，依次为控制端C、线路检测端L、极限电源设定端X、源极S、开关频率选择端F和漏极D。各管脚的具体功能如下：
控制端C：误差放大电路和反馈电流的输入端。在正常工作时，利用控制电流IC的大小可调节占空比，并可由内部并联调整器提供内部偏流。系统关闭时，利用该端可激发输入电流，同时该端也是旁路、自动重启和补偿电容的连接点。
线路检测端L：输入电压的欠压与过压检测端，同时具有远程遥控功能。TOP249Y的欠压电流IUV为50μA，过压电流Iav为225μA。若L端与输入端接入的电阻R1为1MΩ，则欠压保护值为50VDC，过压保护值为225VDC。
极限电流设定端X：外部电流设定调整端。若在X端与源极之间接入不同的电阻，则开关电流可限定在不同的数值，随着接入电阻阻值的增大，开关允许流过的电流将变小。
源极S：连接内部MOSFET的源极，是初级电路的公共点和电源回流基准点。
开关频率选择端F：当F端接到源极时，其开关频率为132kHz，而当F端接到控制端时，其开关频率变为原频率的一半，即66kHz。
漏极D：连接内部MOSFET的漏极，在启动时可通过内部高压开关电流提供内部偏置电流。
2．2 TOP249Y的内部结构
TOP249Y的内部工作原理框图如图2所示，该电路主要由控制电压源、带隙基准电压源、振荡器、并联调整器／误差放大器、脉宽调制器（PWM）、门驱动级和输出级、过流保护电路、过热保护电路、关断／自动重起动电路及高压电流源等部分组成。
3 基于TOP249Y的开关电源设计
笔者利用TOP249Y设计了一种新型多路输出开关电源，其三路输出分别为5V／10A、12．5V／4A、7V／10A，电路原理如图3所示。该电源设计的要求为：输入电压范围为交流110V～240V，输出总功率为180W。由此可见，选择TOP249Y能够满足要求。
3．1 控制电路设计
该电路将X与S端短接可将TOP249Y的极限电流设置为内部最大值；而将F端与S端短接可将TOP249Y设为全频工作方式，开关频率为132kHz。
图2
在线路检测端L与直流输入Ui端连接一2MΩ的电阻R1可进行线路检测，由于TOP249Y的欠压电流IUV为50μA，过压电流Iav为225μA，因此其欠压保护工作电压为100V，过压保护工作电压为450V，即TOP249Y在本电路中的直流电压范围为100～450V，一旦超出了该电压范围，TOP249Y将自动关闭。
3．2 稳压反馈电路设计
反馈回路的形式由输出电压的精度决定，本电源采用“光耦＋TL431”，它可以将输出电压变化控制在±1％以内，反馈电压由5V／12A输出端取样。电压反馈信号U0通过电阻分压器R9、R11获得取样电压后，将与TL431中的2．5V基准电压进行比较并输出误差电压，然后通过光耦改变TOP249Y的控制端电流IC，再通过改变占空比来调节输出电压U0使其保持不变。光耦的另一作用是对冷地和热地进行隔离。反馈绕组的输出电压经D2、C2整流滤波后，可给光耦中的接收管提供电压。R4、C4构成的尖峰电压经滤波后可使偏置电压即使在负载较重时，也能保持稳定，调节电阻R6可改变输出电压的大小。
3．3 高频变压器设计
由于该电源的输出功率较大，因此高频变压器的漏感应尽量小，一般应选用能够满足132kHz开关频率的锰锌铁氧体，为便于绕制，磁芯形状可选用EI或EE型，变压器的初、次级绕组应相间绕制。
高频变压器的设计由于要考虑大量的相互关联变量，因此计算较为复杂，为减轻设计者的工作量，美国功率公司为TOP Switch开关电源的高频变压器设计制作了一套EXCEL电子表格，设计者可以方便地应用电子表格设计高频变压器。
3．4 次级输出电路设计
输出整流滤波电路由整流二极管和滤波电容构成。整流二极管选用肖特基二极管可降低损耗并消除输出电压的纹波，但肖特基二极管应加上功率较大的散热器；电容器一般应选择低ESR?等效串联阻抗?的电容。为提高输出电压的滤波效果，滤除开关所产生的噪声，在整流滤波环节的后面通常应再加一级LCC滤波环节。
3．5 保护电路设计
本电源除了电源控制电路TOP249Y本身所具备的欠压、过压、过热、过流等保护措施外，其控制电路也应有一定的保护措施。用D3、R12、Q1可构成一个5．5V的过压检测保护电路。这样，当5V输出电压超过5．5V时，D3击穿使Q1导通，从而使光耦电流增大，进而增大了控制电路TOP249Y的控制端电流IC，最后通过内部调节即可使输出电压下降到安全值。
图3
为防止在开关周期内，TOP249Y关断时漏感产生的尖峰电压使TOP249Y损坏，电路中设计了由箝压齐纳管VR1、阻断二极管D1、电容C5、电阻R2、R3组成的缓冲保护网络。该网络在正常工作时，VR1上的损耗很小，漏磁能量主要由R2和R3承担；而在启动或过载时，VR1即会限制内部MOSFET的漏极电压，以使其总是处于700V以下。
4 电源性能测试及结果分析
根据以上设计方法，笔者对采用TOP249Y设计的多路输出开关电源的性能进行了测试。实测结果表明，该电源工作在满载状态时，电源工作的最大占空比约为0．4，电源的效率约为90％，纹波电压控制、电压调节精度及电源工作效率都超过了以往采用控制电路与功率开关管相分立的拓扑结构形式的开关电源。
引言
DPA426是PI(PowerIntegrationGmbH)公司设计的，高度集成的DC/DC电源控制芯片。它内部集成了一个200V的高频功率MOSFET，并将PWM控制、工作频率选择、输入过欠压检测、可编程电流限制、ON/OFF开关控制、外部时钟同步、软启动及关断自动重启动、热关断保护等功能集于一身。只需极少的外部元器件就可实现众多功能，不但使设计简化，节省空间，而且可降低成本。DPA426支持正激和反激工作模式，工作频率高，贴片式封装；若将元器件及变压器采用贴片元器件和平面变压器，并采用铝基板设计，就可实现模块化设计。另外，DPA426只是DPASwitch系列控制芯片中的一种，它最大输出100W，还有DPA423－425，输出功率分别为18W，35W，70W，用户可根据需要选用。
图1
1 DPA426简介
DPA426的输入电压范围为16～75V，其内部功能框图见图1，外形封装见图2，各管脚功能如下：
脚1CONTROL（C）控制脚，接内部误差放大器同相输入端，为反馈电流输入端，用于占空比控制；
脚2LINESENSE（L）在线感应脚，用于过、欠压检测，ON/OFF开关控制及外部时钟同步；
脚3EXTERNALCURRENTLIMIT（X）外部电流限制脚，用于输入电流的可编程限制；
脚4SOURCE（S）接芯片内部功率MOSFET源极；
脚5FREQUENCY（F）用于选择工作频率；
脚7DRAIN（D）接芯片内部功率MOSFET漏极。
下面介绍一下各功能的实现。
频率选择将脚5与脚4短接，工作频率为400kHz；将脚5与脚1短接，工作频率为300kHz，脚5不能悬空。
输入过欠压检测输入欠压保护的作用是使输入电压达到设定值时，芯片才开始工作，防止误触发；过压保护则是保护电路输入部分，不会因输入电压过高而损坏，见图3。
可编程电流限制将一电阻RIL接于脚3与脚4之间，就可实现对内部功率MOSFET漏极电流的限制，防止因输出过流或短路引起的损坏，见图4。
ON/OFF开关控制可实现对芯片的开关控制，脚3若悬空则芯片停止工作，见图5；若在三极在电源开启时，防止浪涌电流过大而损坏内部功率MOSFET及防止变压器饱和；自动重启动功能是在电路工作不正常时，使芯片处在一种低功耗的保护状态，恢复正常后使电路重新启动。
热关断保护用来保护芯片不因过热而损坏，当芯片温度高于137℃时，芯片内部保护电路会使内部功率MOSFET停止工作；当芯片温度低于110℃时，保护会自动解除，芯片继续工作。
2 电路设计
实用电路见图8。
图8是一标准单路输出、正激式DC/DC变换器，输入电压为36～72V，48V输?时效率可达90％。电阻R1设置输入过、欠压保护分别为33V和86V；R3用来设置输入电流限制；脚5连接于脚1使芯片工作于300kHz；VR1用来嵌位功率MOSFET的漏极电压并使磁芯复位；C9及R5用来保护Q2，使漏源电压不超过Vdss；次级功率MOSFETQ1，Q2用来实现同步整流，提高整机工作效率；L2的初级用作输出扼流圈，次级整流、滤波后为芯片提供偏置电流；稳压部分采用了比较器431，与R10及R11组成的输出分压网络进行比较，并通过偏置绕组提供的偏置电流完成稳压；D3及C13组成一个软启动网络，与芯片内部限流、软启动共同用来防止电源启动时的过冲现象，R7用来给C13放电；R6，C16，R12，C14，R9，R4，C5共同完成控制循环响应。
图8
关键词：发电机定子 铁损 试验 探讨
中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A文章编号：
1、工程概述
苗家坝发电机定子主要由定子机座、铁芯和绕组组成。定子铁芯采用低损耗、无时效、机械性能优良的冷轧薄硅钢片叠装成整圆。定子铁芯由0.5mm厚的50W270硅钢片叠装而成，叠片经严格去毛刺，并用F级绝缘漆涂于叠片的两面以减小涡流损耗和保证叠片表面平整光滑、绝缘可靠、耐高温、抗污染。硅钢片叠片装于防水并放有干燥剂的包装箱内运至工地，在现场组装、叠片。 定子铁芯叠片全部交错叠装，采用液压拉伸器分段压紧法，以形成一个整体的、紧固的铁芯。叠片由足够的拉紧螺杆拉紧并固定在定子机座上，拉紧螺杆采用高强度低碳合金钢，拉紧螺杆穿过铁芯，应采用套管绝缘。定子端箍和定子铁芯齿压板的压指均采用非磁性材料。铁芯上、下两段叠片采用F级环氧硅钢片粘结胶粘成整体以增强铁芯刚度，减少铁芯振动和降低端部附加损耗。定子铁芯叠片应按照SD 287-1988、GB/T8564-2003的要求执行。在工地堆积叠片时由厂家提供全套叠片压装检测工具。定子铁芯内径6790mm，定子铁芯外径7600mm，定子铁芯高度1500mm。叠片的压紧由叠片装配应力控制。叠装到一定高度，采用高强度螺栓分段压紧。叠装后由于叠片错位引起定子槽深和槽宽的误差均不应大于0.3mm。
2、试验目的
发电机定子铁芯是由薄硅钢片现场叠装而成。在铁芯硅钢片的制造或现场叠装过程中，可能存在片间绝缘损坏，从而造成片间短路。为了防止运行中因片间短路引起局部过热，甚至威胁到机组的安全运行，在定子铁芯组装完成后，必须进行铁损试验，以检查铁芯片间绝缘是否短路，压紧螺栓是否压紧。
试验中，测量定子铁芯的总有功损耗及定子铁芯机座等各部位的温度，查找局部过热点，从而计算出铁芯的单位损耗及温升，发现可能存在的局部缺陷，综合判断定子铁芯的制造、安装质量是否符合设计要求。
3、试验基本原理
在定子铁芯上缠绕励磁线圈，通入交流电流，并产生涡流与磁滞损耗，使铁芯发热。通过测量铁芯总的有功损耗与温度，试验合格后定子方可调入机坑下线。
铁损试验的基本原理是：在叠装完成的发电机定子铁芯上缠绕励磁绕组，绕组中通入交流电流，使之在铁芯内部产生接近饱和状态的交变磁通使铁芯磁化，从而在铁芯中产生涡流和磁滞损耗，使铁芯发热。同时，使铁芯中片间绝缘受损或劣化部分产生较大的涡流，温度很快升高。用埋设的热电偶测量铁芯、上、下压板及定子机座的温度，计算出温升和温差；用红外线测温仪查找局部过热点及辅助测温；在铁芯上缠绕测量绕组，测量其感应电压，计算出铁芯总的有功损耗。计算出温升与单位铁损，检查叠片质量。根据测量结果与设计要求比较，来判断定子铁芯的制造、安装质量。
4、定子主要技术参数
铁芯外径：D1=7600mm
铁芯内径：D2=6790mm
铁芯高度：L1=1500 mm
通风沟宽度：b=6.6mm （图纸为6mm） 通风沟数：n=33
定子槽深：hc=150mm
叠压系数：K1取0.96（实际值）
铁心有效高度：L=K1(L1-n*b)=0.96*（1505-33*6.6）=1235.7mm
铁心轭部高度：h=(D1-D2)/2- hc=255mm
铁芯有效截面积：Q=L*h=0.3151m2
励磁绕组安匝数：AW=π*(D1-h)*aw=3461(安匝)
aw单位长度安匝数取1.5安匝/cm、
单匝测量线圈电压：U=4.44*f*Q*B=4.44*f*L*h*B=69.95V
B—试验磁通密度，计算时取B=1T f电源频率取50Hz
5、试验电源的选择及试验接线方式
5.1 试验电源的选择
试验电源电压的选择根据施工现场选用有400V电源。
选择400V作为试验电源，则励磁绕组匝数n1：
n1=400/69.95=5.72取n1=6匝 ，根据1#机情况取n1=5匝
则励磁电流I=3461/5=692.2A
5.2 试验用电缆的选择
励磁电缆采用一根240mm2的单芯铜软电缆，所需要长度大约：40m；测量线圈用4mm2塑料铜软导线。
5.3 试验接线方式
为了确保试验和供电安全，在定子铁芯附近设置开关柜，励磁线圈缠绕5匝。如图1所示：
图1
（定子铁损试验接线及测温元件布置见示意图）
W:功率表 f:频率表 A:电流表 V1：励磁电压测量 V2：测量绕组电压 LH:电流互感器
6、定子铁芯损耗试验
6.1 准备工作
（1）固定好定子基座，并用不小于50mm2截面积的铜芯导线可靠接地。
（2）检查定子铁芯槽中、机壳、环板及轭部位置、上下压齿与冲片之间、通风沟之间等位置不应有金属物及其它杂物。
（3）在定子安装工位附近布置试验设备及接线、并设置安全警戒区和明显安全标识。
6.2 励磁线圈缠绕
（1）励磁电缆为240mm2的单芯软电缆，共绕5匝。
（2）励磁电缆缠绕时先在铁芯、机座等棱角处垫上5mm厚的橡胶皮，防止在缠绕时或在试验时造成电缆绝缘损坏，在试验时发生接地及人身事故。
（3）用2500V或5000V兆欧表对励磁电缆进行绝缘检查，绝缘电阻应该不小于100MΩ。必要时对其做耐压试验以保证试验安全。
（4）如果实测磁通密度未达到要求值，可以减少绕线匝数以达到所要求的磁通密度。
6.3 测量线圈缠绕
（1）测量线圈用4mm2塑料铜软导线包绕定子有效铁芯，不应包括整个机座。
（2）测量线圈绕2匝，注意绝缘不要破损，并且要缠绕紧。
（3）检查测量绕组电缆绝缘，使用1000V摇表绝缘电阻不应小于10 MΩ。
6.4 测温
（1）试验前将定子铁芯分成19个测区，（每16槽为一测区）每测区监测9个测温点。
（2）试验过程中采用红外线测温仪进行巡查热点温度，记录各测区温点最大值。
6.5 准备好试验记录表格
主要记录的参数有：电源电压U1、电源频率f、励磁电流A、测量线圈电压U2、功率P、磁轭温度t1、齿部温度t2等。
6.6 试验操作
（1）试验前记录各测区温点的起始温度及环境温度。
（2）校正、调整好红外线测温仪,试验时使用
（3）由试验操作人员合上试验开关，严密监视各电流、电压、功率值；同时观察铁芯有无冒烟、打火、大幅度振动及异常声响。否则应立即跳开400V开关停止试验，进行检查、处理。
（4）通电10分钟开始记录所有的温度及测量记录。然后跳开开关，检查铁芯、齿部、压指、齿压板、拉紧螺栓等是否有不正常的烧痕现象。并核算定子铁芯实际磁通密度值是否不低于要求值，否则励磁线圈匝数减少1匝，重新核算，直到满足要求为止。
【关键词】电动汽车 电机控制 监控功能
本研究提出了在纯电动车辆的电机控制系统中加入一个安全监控芯片的想法，通过使用监控芯片CIC61508对汽车的电机控制芯片进行监控，增强汽车电机控制系统的安全性水平直至达到ASIL C类标准，从而满足了人们对于汽车的安全性不断增长的需求。
1 安全监控功能系统的组成
安全监控系统可以分为硬件层面和软件层面。由主电路，驱动电路，检测电路以及控制电路来构成安全监控系统的硬件层面。在硬件层面中由监控电路来对电机的电流、电压、温度和速度等实时状态进行监控，由硬件保护电路在出现危险之前紧急切断电源从而保护电路不被损坏，由交互通信电路来进行微处理器与电池状态管理以及车辆控制器的信息交互。软件层面主要包括控制算法模块和主监控程序。其中控制算法模块是可以根据不同电动机的不同特性来达到对其控制的。不同的控制算法模块有着不同的功能，例如功率监控模块可以实时监控点击的功率数据、电压监控模块可以监控直流电压和电机供电的电压，还有温度监控模块以及硬件看门狗模块等等都有着自己的功能特性。安全监控系统主要通过对电机控制系统的各项参数进行实时监控而起到安全监控作用的。
2 软硬件设计
2.1 硬件系统设计
2.1.1 电机控制芯片型号的选择
在选择汽车电机控制芯片的时候，笔者选用了较高性价比的32位的TriCore系列TC1782高性能微处理器。TC1782具有功耗低、运算能力强、存储空间大、CAN通讯能力强等多种优点，性价比极高，适合应用在汽车的电机控制系统中。
2.1.2 安全监控芯片型号的选择
安全监控芯片选择的是与电机控制芯片同一公司的CIC61508芯片。CIC61508安全监控芯片的封装尺寸较小，可以节省电路板上的空间，具有相当高的高性价比，可以用于高安全性的应用程序。安全监控电路是通过检测正在工作中的电机控制系统中芯片的时钟信号、温度等常见的容易引起安全性问题的地方，进而监控整个系统是否正常工作的。
2.1.3 硬件电路的设计
电动汽车电机控制芯片TC1782通过两组不同的SPI单独的与安全监测芯片CIC61508以及旋变解码芯片AU6803进行数据通信。电动汽车电机控制芯片TC1782通过GPIO接收或传送数字信息。电动汽车电机控制芯片TC1782通过PWM通道送六路PWM信号给驱动器芯片。由ADC模块抽样采样电流，电压，温度等信息后，通过CAN模块与总线进行信息交互。在硬件电路中还包括着电源模块和监视器模块。
2.2 软件设计
2.2.1 软件设计原理
本研究所提出的安全监控，是在软件水平和硬件水平这两个方面上监测的，以确保该电机控制系统的正常运行，包括对电动机负载监测和对电机控制芯片的监测。电动机负载监测功能的工作原理是通过对电机的电流，电压，温度等信息进行采样分析，加之从硬件监控电路处得来的故障信息以及位置信号，从而来确定电机的负载是否处在正常的条件下，一旦出现异常，电机控制系统将自动进入故障处理程序。电动汽车电机控制芯片的安全监控功能是基于电机控制芯片自检和CIC61508安全监测芯片的协同工作。在开机后电机控制芯片会进行自检，自检其每个模块的参数设置是否正常，如有异常则立即进入故障处理程序。电机控制芯片会周期性的对每个模块的配置、存储器和控制程序进行测试任务，按照正常的操作，电机控制芯片将发出一个特定的测试任务交给CIC61508安全监控芯片进行测试，并且会将测试的信息反馈到电机控制芯片。电机控制芯片会将自身预设数据结果对反馈来的数据进行比较，从而来判定电机控制芯片是否正常工作。
2.2.2 具体的实现方式
通过ADC模块传感器对电源电压，芯片的供电电压、母线电流、母线电压，A，C相电流、电机温度以及变频器的温度等信号进行采样，最后将采样数据发送到电机控制芯片中。硬件监控电路主要负责监控收集控制芯片的电压故障，直流电压过高故障，电机相电流过大故障，逆变器温度过高故障，位置传感器故障等故障信息，之后将故障信息通过GPI接口发送到监测系统中。电机的位置以及安全监控芯片的信息发送到SPI，之后传送到监控系统中。控制芯片通过SPI将测试任务发送给电机安全监控芯片，安全监控芯片把测试的结果反馈给电机控制芯片进行数据比较，如果测试结果是一致的，则证明电机控制芯片工作正常，相反则进入到故障处理程序中进行故障处理。
3 工作过程
在控制器接通后，每个模块开始进行初始数据配置，使得每个模块被配置为在正常工作状态下，如果模块初始化失败，则报告模块故障码，进入故障处理模式。接下来，电机控制芯片的每个模块都开始进行自检工作。自检工作主要包括对程序所需要用到的存储器进行测试、对IO模块进行测试、对AD模块进行测试、测试各个通信模块是否能正常的发送数据信息、测试PWM模块是否正常工作、测试时钟信号。如果测试通过，则说明一切工作都正常进行，且系统配置正确，该系统可以稳定运行。反之系统进入故障模式，并通过CAN发送错误代码。如果自检失败，系统提供故障代码进入故障模式。接下来系统将循环控制任务。如果在此过程中系统出现故障，则进入故障模式；如果正常运行则进行下一步骤。接下来进行循环试验任务，在其开始后，对所有的模块的配置信息进行检测。随后要发送特定测试任务到安全监控芯片，按照预定的算法返回测试值，由安全监控芯片根据电机控制芯片接收的测试结果来确定程序是否正常运行，如果测试通过，系统将进入循环模式下继续执行。如果测试不通过，则给出故障代码进入故障模式。
4 结论
电动汽车的电机安全监控功能不但能够对电机的负载进行实时的监控，同时还可以实时的监控电机控制芯片的运行情况。在发现问题后可以及时的进行处理，能全面的诊断电机及控制芯片的故障，且诊断覆盖率极高，这样会大大的提高电机控制系统的安全可靠的运行。
参考文献
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[2]陈虹，宫洵，胡云峰，刘奇芳，高炳钊，郭洪艳.汽车控制的研究现状与展望[J].自动化学报，2013（04）：55-57.
为了进一步降低PDP显示屏的功耗，目前在其列驱动芯片中设置能量恢复电路(ERC)。在内部ERC回路处于开启的情况下，当同一列前后相邻的图像数据发生变化时，对应的图像单元的放电状态也会发生变化，这样就在并联电容之间存在了电荷能量的重新分配，多余的能量就会从由放电发光转为熄灭的电容单元向包括外接能量恢复电容Ce的其他并联电容上充电。在下一子场开始时，Ce上的电荷又会向低电势的各个屏电容回充，从而达到能量的回收利用。
PDP列驱动芯片内置ERC回路的开启，需满足两个必要条件：一是控制管脚CSE为高电位，二是前后同列对应输出端前后相邻图像数据存在差异。
驱动芯片内置ERC对于降低PDP显示屏的功率损耗显得尤为重要。好的ERC电路可以回收45％的电荷能量。由于它是内置于集成电路之中的，所以对于这部分电路，就不可能像PDP的扫描板和维持放电板上的宏观能量回收电路那样，可以直观、直接地进行测试，而必须要根据其工作特性，专门设计一种测试方法来进行测试检查。
由于目前还没有针对列驱动芯片内置ERC功能进行测试的方法，因此，本文设计了这样一种电路及方法，可准确有效地对芯片内置的能量回收电路进行测试，测试电路工作是否正常，测试能量回收的效率等。
工作原理
下面以42英寸、分辨率为1024×768的PDP屏为例，对屏上与data电极绑定相连的待测驱动芯片的内置ERC功能进行测试，来说明本文所提供的电路和测试方法。
1 按照图1连接测试电路，其中图像信号发生器的输出信号的分辨率及帧频调至“1024×768、60Hz'’。
2 将待测芯片的能量恢复控制端(CSE)接+3.3V高电位，接通PDP屏电源板所需的100～240V交流电源。Ce的值可根据同列的屏等效电容“Cpl+Cp2+Cp3+…+Cp768”的大小来选择。这里选0.1μF的电容。
3 将图像发生器的输出调至“黑白隔行”信号，以满足开启ERC的条件之一。观察待测芯片任一输出电压(Vout)的对应波形，根据Vout在其上升沿(对应Ce和电源向Cpn充电的过程)和下降沿(对应Cpn向Ce和地放电的过程)上有无斜率变化(台阶)来判断待测芯片内部的相邻图像数据比较电路能否正常工作。再将图像发生器的输出调至“全白”，观察此时Vout的对应波形。
若在“黑白隔行”图像时Vout上升沿和下降沿有台阶，在“全白”时Vout上升沿和下降沿斜率不变，则说明此时待测芯片内部的相邻数据比较电路工作正常并可在需要的时候开启或关闭内部ERC回路。因为只有当Cpb和Ce之间存在着能量的重新分配时，Vout才会出现上升和下降沿斜率的改变，也即ERC发挥了作用。若在显示“黑白隔行”和“全白”图像时，Vouti均无斜率的变化，则说明待测芯片内部的相邻数据比较电路无法正常工作。
4 将图像发生器的输出调至“黑白隔行”信号，以满足开启ERC的条件之一。将待测芯片的CSE接+3.3V高电位，观察芯片任一路输出电压Vout的波形，根据Vout在其上升和下降沿上有无斜率变化来判断ERC是否起作用；再将CSE接零电位(地)，观察此时Vout的对应波形。
若在CSE接高电位时输出电压的上升沿和下降沿有斜率变化，而在CSE接地时没有，则说明待测芯片的CSE控制正常；否则，为不正常。
5 将信号发生器的输出信号调至“黑白隔行”，以满足开启ERC的条件之一，CSE端接控制板的对应输出信号。测试出CSE上升沿至芯片输出电压上升沿ERC台阶处的延迟时间tsl为240ns，以及CSE上升沿至芯片输出电压下降沿ERC台阶处的延迟时间ts2为200ns，满足时序要求。若ts1、ts2太大，则说明在待测芯片内部从CSE变化到开启或关断ERC回路的时延太长，可能导致Ce和Cpn之间没有充足的能量转换时间；若ts1、ts2太小，则说明在待测芯片内部从CSE变化到开启或关断ERC回路的时延不够，可能导致芯片输出端ERC回路和外部电源向屏充电以及屏对地放电回路同时开启，致使输出端MOS管有过大的瞬态电流穿过而被烧毁。
关键词：GPON；电源；上电时序；过流保护；AOZ1050/1051；AOS
DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.10.010
随着网络技术的不断发展，对网络带宽的要求也随之提高。光纤传输也逐渐取代电缆传输被普及，那么GPON（Gigabit-Capable PON）技术作为最新一代宽带无源光综合接入标准，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化、综合化改造的理想技术。
目前，GPON系统的供电电源一般采用Buck（降压型）拓扑结构。本文将采用目前两款被广泛应用在GPON系统的典型降压型电源芯片来介绍其应用。
AOZ1050/AOZ1051是集成度较高的同步整流电流型Buck芯片，两个低Rdson的MOSFET-整流管（PMOS）和续流管（NMOS）被集成在芯片内，最高工作效率可达95%。由于芯片具有较高的工作频率-500kHz，这样就会减小对电感的尺寸要求。另外，高的工作频率可以减小输出的电压纹波，所以，输出电容的容值和尺寸也可以适当的减小。这样，在排列相对密集的系统板上，很大程度节省了空间，也可以减少成本。AOZ1050/AOZ1051的环路补偿引脚外置，这样就可以根据不同的应用条件灵活地调节系统的稳定性和带宽。AOZ1050/AOZ1051的反馈脚电压是0.8V，对于不同输出电压可以基于0.8V选择合适阻值的分压电阻获得。另外，AOZ1050/AOZ1051有软启动的功能，使用者可以通过改变外置的软起动电容来实现合适的输出电压启动时间，软起动功能还可以抑制电源启动时输入的冲击电流。芯片的使能端（EN）是高有效，可以灵活有效地控制电源芯片的开和关，系统的可控性更强。AOZ1050/AOZ1051还有短路保护和过温度保护的功能，可以使系统工作更加安全可靠。图1是AOZ1050/AOZ1051的应用示意图。
AOZ1050与AOZ1051的区别在于AOZ1050的最大持续供电电流是2A，而AOZ1051是3A，使用者可以根据不同的系统要求来选择合适的电源芯片。下面我们以AOZ1051为例，讨论AOZ1051在基于BROADCOM主芯片的GPON系统上的应用。
在此GPON系统的主芯片的供电电源应用中，电源的输入电压为12V，提供的输出电压一般分为1.2V，1.8V，2.5V，3.3V，5V。其中，1.2V，1.8V，2.5V，3.3V为主芯片供电，1.2V，3.3V电压由两颗AOZ1051提供，1.8V由3.3V通过一颗AOS的AOZ1605（低轻载损耗的同步整流buck变换器）获得，2.5V由3.3V通过PNP三极管提供。5V为USB口供电，由一颗AOZ1050提供。图2为电源系统的框架图。
图1 AOZ1050/AOZ1051应用示意图
图2 电源系统框架图
表1 输出电压上电的时序参数
表2 AOZ1051器件
表3 上电时序的实际测试结果
图3 输出电压上电时序示意图
图4 AOZ1051上电时序测试波形
其中，1.2V，2.5V，3.3V有着启动时序的要求。图3是时序示意图。
由于对AOZ1051的启动时序有着严格的要求，那么我们可以通过改变软起动电容来满足启动时序的要求。
首先对AOZ1050/AOZ1051的软起动功能的实现做一下介绍。软起动的目的是当输入电压启动时，使输出电压更加平滑，单调。另外，减少输入的冲击电流。如果没有软起动功能，由于反馈误差放大器的基准远远早于输出电压建立，那么放大器的输出电压（COMP）电压达到最高值。这时，电源的占空比达到最大值，输出电压迅速上升。这会造成输出电压有很大的过冲电压，损坏电感。另外，由于电源的占空比达到最大值，芯片工作在PWM所决定的最大电流值，大的电流应力会造成芯片发热损坏。软起动的功能都是通过控制启动时的占空比，使占空比逐渐增大来实现的。所以，选择合适的软起动电容，可以有效地调整和控制输出电压的上电时间。
根据表1的时序要求，选择AOZ1051的参数。
基于表2中的AOZ1051的参数进行实际测试，实际测试波形见图4。
图4中，通道2（蓝色）：2.5V；通道3（紫色）：1.2V；通道3（黄色）：3.3V。
表3中记录了实测结果。经过实际测试，表2中AOZ1051参数的选择可以满足基于主芯片BCM68XX的GPON系统的上电时序要求。
根据表2中的参数，进行环路稳定性测试。图5和图6，分别为1.2V、3.3V输出实测的波特图，测试结果证明，系统稳定性和动态响应满足要求。
另外，值得注意的是系统实际工作中，可能会有各种异常状况出现。这些异常情况可能会导致过载甚至短路，这就需要电源芯片具有安全有效的保护功能防止系统和芯片自身的损坏。那么，下面对AOZ1050/AOZ1051过流保护功能做一下详细的介绍。
AOZ1051的输出过载和短路保护功能是通过控制COMP电压来实现的，如果输出过载或者短路，那么误差放大器的输出（COMP）电压将会上升，当COMP电压达到2V时，芯片内的整流管被关断，同时软起动电容开始放电的，当软起动电容的电压为0时，芯片复位结束，重新起动，如果此时输出仍处于短路或过载状态，那么AOZ1051重复上述动作。这种保护方式被称作“打嗝”。这种方式可以防止系统在高电压输入，低电压大电流输出时，由于电感电流无法复位而造成的饱和，损坏芯片。这是因为，在高压输入，低压输出的条件下，由于占空比很小，上管导通时间很短。当上管（整流管）所需的导通时间被芯片本身允许的最小导通时间限制时（即实际的占空比大于系统正常工作所需的占空比），电感的伏秒平衡被打破，电感电流无法复位。另外，由于芯片的最小导通时间与芯片过流保护的延迟时间相当。所以，此时普通的cycle by cycle模式的过流保护已经无法有效对电流进行限制，见图7。图中，t1为整流管实际所需的导通时间，t2为芯片的最小导通限制时间，IL为电感电流，Vgs为整流管驱动电压。这就导致电感电流逐周期递增，最终使电感饱和，损坏芯片。
AOZ1051的“打嗝”模式的过载保护电路是利用环路中电感电流对COMP电压的影响，安全有效地关断芯片。即当电感电流增加时，COMP电压随之增加，当COMP电压到达2V时，芯片的整流管，续流管全部关断，芯片复位。经过一段时间（软起动电容的放电时间）后，AOZ1051重新启动。这样，可以确保电感电流复位完成，实现安全可靠的过流保护，见图8。图中，t1为整流管实际所需的导通时间，t2为芯片的最小导通限制时间，t3为软起动电容的放电时间，IL为电感电流，Vgs为整流管驱动电压
综上所述，AOZ1050/AOZ1051的软起动功能可以灵活有效地调整起动时间，而且使起动电压更加平滑。环路补偿引脚（CO M P）外置可以使芯片稳定工作在不同的应用条件下。另外，AOZ1050/ AOZ1051的“打嗝”模式的过流保护功能可以保证系统工作更加安全，可靠。
图5 1.2V输出波特图
图6 3.3V输出波特图
关键词: 芯片测试;J750;PXI
中图分类号:TN 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0910026-02
0 引言
随着射频集成电路越来越强烈的市场竞争,势必要求对芯片的设计、开发、生产、测试等各个阶段降低成本,以达到应对激烈市场竞争的目的。对于某一种测试芯片来讲,由于生产厂家的要求不同,对该种芯片并不一定要求做如此全面的电参数测试。因而用较复杂昂贵的机台做某几个参数的测试,成了半导体测试领域常见到的现象。显然这是浪费资源,不能节约成本的不好做法。基于这些考虑,本文着重论述了针对射频放大芯片的低成本,高效率,高可靠性的射频解决方案。
1 被测芯片简介
RF7168是RFMD公司生产的双频段(dual band)传输模块,可支持GSM900和DCS1800两种模式。具有RFMD公司最新的功率抑制模块,可以显著减少负载匹配中发生的电流和功率波动现象。产品还加入和防静电滤波器,可以有效防止周围静电对芯片天线端口的危害。
2 射频开关的性能及对测试系统的要求
射频开关芯片主要用在有射频通路的场合,即在射频通路中有开通关断射频信号的需要,及在通路中有把信号从一个通路接到另外一个或几个通路的场合。该种芯片的应用极为广泛,在大多数射频电路板及电子产品中有广泛应用。
根据芯片生产厂家要求,该芯片的典型测试参数如下:
1)无功率电流(Idle Current):即无功电流,表征芯片在不工作状态下的消耗电流。2)最大输出功率(Max Pout),表征芯片在正常工作条件下的最大输出功率。3)二阶谐波,三阶谐波,表征芯片在输出33dbm时的信号纯正度。
3 J750-PXI测试系统搭建
3.1 J750测试机台
J750机台是Teradyne公司提供的在自动测试领域最成熟的测试机台之一,在全球范围的装机量超过三千台。
Channel board(数字通道模版):此模块为单个电路板上的高速数字资源子系统,每个channel board上有64个channel,可分独立队数字管脚做信号给定和测量。
Relay board(开关板):负责切换数字通道模板的信号到指定的探针,在需要信号整合的时候可以吧多个伸缩式探针的信号合到一处,相当于channel board上的插头。
DPS(device power supply):被测芯片供电系统,可以往外部输出较大信号的稳定电压,每块板子上有八个独立的单象限电压供电通道。
3.2 PXI机台
美国艾法斯(Aroflex)公司生产的PXI射频收发仪表配置比较灵活,可选用不同插槽的机箱搭配不同的模块,实现用户需要的功能。本课题采用的是2021C与3011模块实现射频信号产生的功能;用3030及3010模块搭配产生射频信号测量的功能。
4 测试方案开发及应用
4.1 测试仪器选择
结合被测芯片的测试要求得知,该芯片既要测量max icc等直流参数,又要测量2nd harmonic等射频参数,且做每项测试时还要对不同管脚做不同的电参数设置,因此选取J750机台做直流参数测试机各管脚参数设置,PXI做射频信号的产生和测量,同时开关电路的控制也由J750完成。
4.2 测试通路设计
从所测芯片的参数看出,要测量的芯片的输出功率范围约从-40dbm到33dbm不等,且测试端口不是唯一。PXI的输入输出管脚各有一个,且能测量的功率范围为-70dbm-10dbm之间,这就有必要根据芯片的管脚及测得功率范围设计开发一个通路切换模块,使得在测量不同参数时可以根据该参数的实际输入输出管脚和输入输出功率分配不同的信号通路。根据实际的测试要求设计开关电路如下图:
根据通路功能的不同,从总体上可对信号通路划分为两个部分,即信号输入通路(source path),和信号测量通路(capture path)。
信号输入通路:
信号输入通路的主要功能是为把PXI根据芯片实际测试需要发出的信号按照各个测试项的不同分别切换到待测芯片的不同管脚。主要分为四个通路。
1)PXI_Source to LB_TX通路。此通路用于低频段基本载波测试中的输入信号。
2)PXI_Source to HB_TX通路。此通路用于高频段基本载波测试中的输入信号。
3)PXI_Source to RX1通路。此通路用于insertion loss项中的低频段输入信号。
4)PXI_Source to RX2通路。此通路用于insertion loss项中的高频段输入信号。
信号测量通路:
1)forward通路,此通路的通路损耗较小,适合于测量从芯片发出的中等强度信号,如forward isolation , TX-RX GSM900 Pout @ Rx0等项。
2)max pout通路,此通路损耗较大,有20db以上的损耗,故适合测量芯片的最大输出功率项。
3)harmonic通路,分为LB与HB两条通路,此通路经过40db的放大器,有放大的作用,故适合测量harmonic项信号输出较小的通路。
4.3 系统总体结构
本系统的总体结构如上图所示。被测芯片放在测试板上(由handler自动放置),各管脚的控制信号如Vdd,GP0,GP1,Enable等由J750提供,一些电流信号,如max icc的测量也由J750完成。PXI负责产生和测量射频信号,射频信号的通路选择由switch box完成。
系统的所有控制程序写在J750自带的IG-XL中,包括J750、
PXI测试资源的控制,测试过程中switch box通路的切换,测试中的时间等待,初始化设置等。
4.4 测试参数举例
4.4.1 漏电流(leakage current)测量
漏电流测量的是直流参数,是指芯片在不工作状态下消耗的待机电流。这一参数为DC测试的典型代表,因此测试中只用到J750的资源,没有用到PXI。
测试方法:Vbat管脚给定电压4.8V,Vramp,GP0,GP1,TxEn管脚均给零V,所有输入管脚不给能量,测试Vbat管脚流过的电流。示例程序如下:
1)电压参数预设值
2)参数测量
3)预设参数还原
4.4.2 最大输出功率(maxpout)测量
此芯片是有两个频段的射频放大芯片,故需对两个频段的参数都要测量。先只对GSM频段参数举例说明。
1)电压参数预设值
由于此参数测量时设置的电压参数为芯片正常工作时的电压值,因此不用对参数还原。
另外考虑编程中的快速性和易读性,一些常用功能写成了参数,这样在程序中用到的时候直接用一个语句调用该函数即可,如以上两例中所示。
5 测试结果评估及方案总结
由于J750和Aeroflex的PXI机台都是测试领域较成熟的机台,且IG-XL的兼容性好,因此保证了测试系统的可靠性和稳定性。在开发的最后阶段分别对一颗芯片重复测试两万次,及对两万颗芯片轮流测试,每次芯片的测试时间约为0.6S,即UPH为7200,符合工业生产要求。
参考文献:
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关键词:主板;故障;判断;维修
随着主板电路集成度的不断提高及主板价格的降低，其可维修性越来越低。但掌握全面的维修技术对迅速判断主板故障及维修其他电路板仍是十分必要的。下文向大家讲解主板故障的分类、起因和维修。
一、主板故障的分类
1.根据对微机系统的影响可分为非致命性故障和致命性故障
非致命性故障也发生在系统上电自检期间，一般给出错误信息;致命性故障发生在系统上电自检期间，一般导致系统死机。
2.根据影响范围不同可分为局部性故障和全局性故障
局部性故障指系统某一个或几个功能运行不正常，如主板上打印控制芯片损坏，仅造成联机打印不正常，并不影响其它功能;全局性故障往往影响整个系统的正常运行，使其丧失全部功能，例如时钟发生器损坏将使整个系统瘫痪。
3.根据故障现象是否固定可分为稳定性故障和不稳定性故障
稳定性故障是由于元器件功能失效、电路断路、短路引起，其故障现象稳定重复出现，而不稳定性故障往往是由于接触不良、元器件性能变差，使芯片逻辑功能处于时而正常、时而不正常的临界状态而引起。如由于I/O插槽变形，造成显示卡与该插槽接触不良，使显示呈变化不定的错误状态。
4.根据影响程度不同可分为独立性故障和相关性故障
独立性故障指完成单一功能的芯片损坏;相关性故障指一个故障与另外一些故障相关联，其故障现象为多方面功能不正常，而其故障实质为控制诸功能的共同部分出现故障引起(例如软、硬盘子系统工作均不正常，而软、硬盘控制卡上其功能控制较为分离，故障往往在主板上的外设数据传输控制即DMA控制电路)。
5.根据故障产生源可分为电源故障、总线故障、元件故障等
电源故障包括主板上+12V、+5V及+3.3V电源和PowerGood信号故障;总线故障包括总线本身故障和总线控制权产生的故障;元件故障则包括电阻、电容、集成电路芯片及其它元部件的故障。
二、引起主板故障的主要原因
1.人为故障
带电插拨I/O卡，以及在装板卡及插头时用力不当造成对接口、芯片等的损害。
2.环境不良
静电常造成主板上芯片(特别是CMOS芯片)被击穿。另外，主板遇到电源损坏或电网电压瞬间产生的尖峰脉冲时，往往会损坏系统板供电插头附近的芯片。如果主板上布满了灰尘，也会造成信号短路等。
3.器件质量问题
由于芯片和其它器件质量不良导致的损坏。
三、主板故障检查维修的常用方法
主板故障往往表现为系统启动失败、屏幕无显示等难以直观判断的故障现象。下面列举的维修方法各有优势和局限性，往往要结合使用。
1.清洁法
可用毛刷轻轻刷去主板上的灰尘，另外，主板上一些插卡、芯片采用插脚形式，常会因为引脚氧化而接触不良。可用橡皮擦去表面氧化层，重新插接。
2.观察法
反复查看待修的板子，看各插头、插座是否歪斜，电阻、电容引脚是否相碰，表面是否烧焦，芯片表面是否开裂，主板上的铜箔是否烧断。还要查看是否有异物掉进主板的元器件之间。遇到有疑问的地方，可以借助万用表量一下。触摸一些芯片的表面，如果异常发烫，可换一块芯片试试。
3.电阻、电压测量法
为防止出现意外，在加电之前应测量一下主板上电源+5V与地(GND)之间的电阻值。最简捷的方法是测芯片的电源引脚与地之间的电阻。未插入电源插头时，该电阻一般应为300Ω，最低也不应低于100Ω。再测一下反向电阻值，略有差异，但不能相差过大。若正反向阻值很小或接近导通，就说明有短路发生，应检查短的原因。产生这类现象的原因有以下几种:
(1)系统板上有被击穿的芯片
一般说此类故障较难排除。例如TTL芯片(LS系列)的+5V连在一起，可吸去+5V引脚上的焊锡，使其悬浮，逐个测量，从而找出故障片子。如果采用割线的方法，势必会影响主板的寿命。
(2)板子上有损坏的电阻电容。
(3)板子上存有导电杂物。
当排除短路故障后，插上所有的I/O卡，测量+5V，+12V与地是否短路。特别是+12V与周围信号是否相碰。当手头上有一块好的同样型号的主板时，也可以用测量电阻值的方法测板上的疑点，通过对比，可以较快地发现芯片故障所在。
当上述步骤均未见效时，可以将电源插上加电测量。一般测电源的+5V和+12V。当发现某一电压值偏离标准太远时，可以通过分隔法或割断某些引线或拔下某些芯片再测电压。当割断某条引线或拔下某块芯片时，若电压变为正常，则这条引线引出的元器件或拔下来的芯片就是故障所在。
4.拔插交换法
主机系统产生故障的原因很多，例如主板自身故障或I/O总线上的各种插卡故障均可导致系统运行不正常。采用拔插维修法是确定故障在主板或I/O设备的简捷方法。该方法就是关机将插件板逐块拔出，每拔出一块板就开机观察机器运行状态，一旦拔出某块后主板运行正常，那么故障原因就是该插件板故障或相应I/O总线插槽及负载电路故障。若拔出所有插件板后系统启动仍不正常，则故障很可能就在主板上。采用交换法实质上就是将同型号插件板，总线方式一致、功能相同的插件板或同型号芯片相互芯片相互交换，根据故障现象的变化情况判断故障所在。此法多用于易拔插的维修环境，例如内存自检出错，可交换相同的内存芯片或内存条来确定故障原因。
5.静态、动态测量分析法
(1)静态测量法
让主板暂停在某一特定状态下，由电路逻辑原理或芯片输出与输入之间的逻辑关系，用万用表或逻辑笔测量相关点电平来分析判断故障原因。
(2)动态测量分析法
编制专用判断程序或人为设置正常条件，在机器运行过程中用示波器测量观察有关组件的波形，并与正常的波形进行比较，判断故障部位。
6.先简单后复杂并结合组成原理的判断法
随着大规模集成电路的广泛应用，主板上的控制逻辑集成度越来越高，其逻辑正确性越来越难以通过测量来判断。可采用先判断逻辑关系简单的芯片及阻容元件，后将故障集中在逻辑关系难以判断的大规模集成电路芯片。
【关键词】电子镇流器芯片 通讯 控制模块 SOC 研究
一、前言
随着我国科学技术水平的不断提高，能源的消耗也日益增大。在越来越高的能源消耗背景下，节约能源，实现可持续性发展的战略目标越来越重要。我国年发电量位居世界第二，并且发电量也保持每年10%的增幅，持续增长，却仍然不能满足我国国民经济建设与工业建设的发展需求，严重的制约了我国的经济发展。电子镇流器作为广泛运用于用电设备中的装置，尤其在照明设备中有着巨大的应用潜力，其节电性能对于我国能源控制有着重要意义。
二、电子镇流器芯片应用的现状
我国作为世界最大的照明电器生产地，在照明器具的出口与内销均有着极大的潜力。但我国目前照明设备中镇流器还普遍使用的是电感式镇流器，集成式电子镇流器其核心部件大部分依赖进口，自主开发集成式电子镇流器的能力十分不足。长期的依赖进口核心部件，对我国集成式电子镇流器芯片的自主研发产生了极大的制约。只有充分落实电子镇流器芯片部分的研发工作，开发出具有自主知识产权的电子镇流器芯片，才能有效保证我国照明设备成本控制工作的顺利开展，降低对外来核心配置的依赖，实现电子镇流器研发的自主独立化。
三、电子镇流器芯片的特点与工作原理
（一）电子镇流器芯片的特点
通过电子技术与微电子技术的结合，科研人员研发了电子镇流器作为电感镇流器的替代产品。电子镇流器的工作处于高频状态，因此不会产生较大的噪音，高频运转下也能够有效的提升电能的有效利用率，并且电子镇流器相较于电感镇流器的体积小了很多，对设备的设计结构有着明显的优化。同时，在启动时能够实现预热，对照明设备的寿命延长起到了重要作用。
软开关技术在电子镇流器中应用得较为广泛，能够通过增加电路中的小规模电感，通过谐振实现零电压开通或者是零电流关闭，有效的提升了功率转变效率，延长了照明设备的使用寿命。
（二）电子镇流器的工作原理
电子镇流器的工作原理较为简单，为了帮助读者更为直观的了解，具体如图1所示：
图1 电子镇流器的工作原理
四、电子镇流器控制驱动芯片
电子镇流器控制驱动芯片主要是对设备启动进行控制。目前市面上使用的大部分芯片基本依靠外电路进行开关操作。这种电子镇流器控制芯片的结构较为简单，设计的成本也较为低廉，根据实际的设计需求可以满足工程师的灵活应用。由于照明设备在工作时需要一个瞬时较高的电流对灯丝进行预热，电子镇流器在启动时能够实现预热以及有效提升照明设备的开关速度，也对照明设备的寿命延长起到了重要作用。
五、SoC芯片设计的问题及分析
微电子领域发生的第一次技术革命是将分立元件改革为集成电路。在二十世纪九十年代的中后期，微电子领域发生了第二次技术革命，从传统的集成电路领域迈向了SoC领域。到目前为止，SoC已经广泛地运用于社会生活的各个领域，实现了高速、低压、低功耗的目标，也推动了电子镇流器芯片的网络化发展。
SoC主要是针对特定的电子系统进行研发。由于SoC的应用无法跟上网络通信技术的飞速发展，SoC产品往往存在使用周期较短的现象，导致SoC的研发不断的滞后。于是厂商更多的投入新产品的研发，放弃了对SoC的研究。
但是从SoC的设计进行探究，产品质量的提升更多的还是在于SoC的设计优化。为了实现SoC的普及，需要尽量的降低SoC的设计时间，在保证SoC的可靠性前提下，降低设计的周期以规避设计过程中的风险。SoC芯片的设计中，主要存在深亚微米设计技术、IP核的设计和重用技术与软硬件协同设计技术三个问题。出现在深亚微米设计技术中主要的问题在于传输线路容易产生延迟并且信号在传输的过程中容易发生遗漏，影响了产品的工作性能。IP核的设计和重用技术主要涉及到了测试与验证的问题，如果这些问题无法得到切实的处理，会对产品的可靠性产生影响。软硬件协同设计中，需要做好软硬件的分区工作，避免不必要的重复，从而增加设计成本。
六、结束语
随着可持续发展战略的不断推进，绿色照明的理念逐渐普及，设计人员对于电子镇流器的应用将会逐渐成熟。照明用电作为我国目前主要的电能消耗源头，做好照明设备电子镇流器芯片通讯与控制的研究，提升电子镇流器的工作性能，将有效的促进我国能源合理利用方面的发展。进入21世纪以来，SoC芯片在众多领域的应用，明显的优化了我国用电结构，对我国的经济发展起到了重要作用。
参考文献：
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引言
EL7558BCDC/DC变换器芯片是Elantec公司生产的内部集成了MOSFETs的低输入电压（4.5～5.5V），高输出电流（8A）的PWM整流器，效率可达94％。输出电压偏差小于1.5％。最高开关频率可达1MHz，可以设置成固定电压输出(3.5V)或者可调电压输出(1.0～3.8V)。EL7558BC具有尽可能减少元器件的高度集成特点，只需少量元器件即可工作，从而大大降低了电路板面积和设计成本，为电源设计提供了一种快速而简易的解决方案。EL7558BC同时具有过热指示及过热截止负载保护功能，用于逻辑/处理器复位及控制供电顺序的电压反馈PWRGD输出信号等。其封装形式为具有良好散热性能的28脚HSOP封装。这些优点使得EL7558BC电源芯片可以广泛应用于高性能的DSPs/FPGAs/ASICs/微处理器，PC主板，便携式电子仪器，手提电脑等许多电子设备中。
1 管脚功能和使用特点
EL7558BC封装形式如图1所示，各管脚功能如下：
脚1（FB1）电压反馈输入端1，当芯片设置为可调电压输出时（VCC2DET为低）有效；
脚2（CREF）参考电压旁路电容输入端，一般用0.1μF瓷片电容与地连接；
脚3（CSLOPE）斜坡补偿电容输入端；
脚4（COSC）内部振荡器电容输入端，电容CSLOPE与COSC比例通常为1:1.5；
脚5（VDD）PWM控制电路电源电压输入端，通常与VIN电压相同；
脚6及脚8（VIN）降压整流器电源电压输入端；
脚7，脚9－12，脚18－19（VSSP）降压整流器返回地，即电源地；
脚13（VCC2DET）接口逻辑输入端，逻辑1时芯片为3.5V固定电压输出，逻辑0时芯片为1.0～3.8V可调电压输出；
脚14（OUTEN）开关整流器输出使能端，逻辑1有效；
脚15（OT）芯片过热指示输出，通常为高，当温度超过135℃时拉低，温度降至100℃以下时恢复变高；
脚16（PWRGD）Powergood输出信号，当输出电压的误差小于预设值的±10％时为高，否则为低；
脚17（TEST）测试脚，通常必须与VSSP连接；
脚20－23（LX）电压输出端，驱动外部的电感；
脚24（VHI）内部高端门驱动端，通过一个0.1μF的旁路电容与LX相连；
脚25（VSS）控制电路返回地，即信号地；
脚26（C2V）连接倍压电路输出，作为内部低端门驱动端；
脚27（CP）电荷泵电容的负边驱动端；
脚28（FB2）电压反馈输入端2，当芯片设置为固定电压输出时（VCC2DET为低）有效，此时输出电压为3.5V。
EL7558BCDC/DC变换器芯片具有软启动功能，而且不需要外部电容器，当芯片加电时就会完成软启动。EL7558BC具有VCC2DET功能，为IntelP54和P55微处理器提供了直接的接口。EL7558BC具有内置的电荷泵倍压电路，用于开启内部MOSFET，C5（见图1）即为电荷泵电容，D2及D3为电荷泵二极管。如果有12V电压输入，则D2及D3均可省略。
图1 EL7558BC DC/DC变换器芯片的封装形式及其典型电路
2 DC/DC变换器的设计
下面以EL7558BCDC/DC变换器芯片为例，对DC/DC变换器的设计过程进行详细说明。其典型设计电路如图1所示。
2.1 选择输出电压
EL7558BCDC/DC变换器芯片可以通过VCC2DET脚设置固定电压（3.5V）输出或者可调电压(1.0～3.8V)输出。当VCC2DET为高时为固定电压输出；当VCC2DET为低时为可调电压输出，此时要想得到不同的电压输出，可以通过反馈电阻R3及R4来调节，可调输出电压范围为1.0V至3.8V。R3及R4阻值与输出电压之间的对应关系可以近似地用式（1）表示，在这种模式下，VCC2DET管脚必须为低。
输出电压Vo=1＋(R3/R4)×1V （1）
2.2 选择开关频率
开关频率对EL7558BC芯片的转换效率以及所需外接电感的大小都有很大的影响。频率越低，效率越高，但是所需电感的值也越大。可以通过调节连接COSC脚的电容C8来设置开关频率，可调频率最高可达1MHz，C8电容值与开关频率之间的对应关系可以近似地用式（2）表示。
开关频率fsw=0.0001/Cs（Hz） （2）
式中：C8单位为法拉F。
通过调节电容C8来改变开关频率时，连接CSLOPE脚的斜坡补偿电容C7也要做相应的调整，电容C7与C8比例通常为1:1.5。
2.3 选择输入滤波元件
EL7558BC芯片的输入端通常需要一个去耦电容和一个大容量输入电容。去耦电容C12主要作用是降低芯片输入端的高频噪声，一般采用1～10μF的瓷片电容，这个电容在布局时必须尽可能地靠近EL7558BC芯片以获得最佳效果。大容量输入电容C9的主要作用是降低输入纹波电压，在某些应用中一个10μF的去耦电容已经足够滤波而无须大容量输入电容。至于是否需要大容量输入电容，首先取决于允许的最大输入纹波电压。通常要使EL7558BC正常工作，输入纹波电压不可超过300mV。可用式（3）计算只用10μF电容时，可能出现的最大输入纹波电压，如果计算得到的值超过允许值，就要用大容量输入电容。
ΔVIN=IOUT(MAX)0.25/(10μF)（3）
式中：ΔVIN为没有大容量电容时的输入纹波电压
的最大峰峰值；
IOUT（MAX）为最大的直流负载电流。
大容量输入电容的值越大越有利于降低纹波电压，而其等效串联电阻（ESR）越大却会增加纹波电压，所以，要选择容量大且ESR低的电容。式（4）给出了大容量输入电容与输入纹波电压的大致关
系。如果纹波电压还是太大，可以采用多个电容并联的方法。另外大容量输入电容的额定电压和电流也要合适。
ΔVIN′=(IOUT（MAX）0.25)/CBULKfSW+IOUT(MAX)ESRMAX（4）
式中：ΔVIN′为有大容量输入电容时的输入纹波电压的最大峰峰值；
IOUT（MAX）为最大的直流负载电流；CBULK为所采用的大容量输入电容即C9；
ESRMAX为大容量输入电容的最大ESR。
2.4 选择输出滤波元件
输出滤波元件的选择是DC/DC变换器设计中最关键的一环，输出滤波元件决定了电源的稳定性。重点是要选择两个元件，一个是输出电感L1，另一个是输出电容C10。影响电源稳定性的最关键参数是输出电容的ESR，电容的数据手册一般都会给出电容的最大ESR，而最小ESR通常为最大ESR的40％～60％。此外，在选择电容的时候，电容ESR的温漂也要适当考虑。
输出电感L1具有存储能量和滤去纹波两大功能，电感的选择主要是由输入、输出电压，以及开关频率决定的。电感的额定电流必须大于最大输出电流（8A），电感值的选取可以由式（5）计算得到。
LOUT=(VIN(MAX)－VOUT)（1/ΔIL）（VOUT/VIN（MAX）（1/fsW) （5）
式中：LOUT为的输出电感，即L1；
VIN（MAX）为最大的输入电压；
VOUT为输出电压；
ΔIL为允许的最大输出电感纹波电流值，这个值通常必须小于0.8A。
电容的选择要从电容直流额定电压，电容的额定纹波电流，电源的最大输出纹波电压，电源的稳定性等四个因素去考虑。电容额定电压必须大于输出电压，一般至少要比输出电压高出10％，以控制纹波和瞬态响应。最大的电容纹波电流（即电容RMS电流）可以用式（6）计算，所选电容的额定纹波电流必须大于式（6）的计算结果。
IC(RMS,MAX)=1/根号12（VIN（MAX）-VOUT）VOUT）/VIN（MAX）LOUTsW (6)
式中：IC（RMS，MAX）为最大的电容RMS电流。
对于电源的最大输出纹波电压，首先，要确定具体应用对输出纹波电压的要求，EL7558BC芯片输出纹波电压必须限制在输出电压的2％以内。接着，利用式（7）计算允许的电容最大ESR，选择最大额定ESR小于式（7）计算值，以确保输出纹波电压符合应用要求。另外，电容ESR的温漂也必须考虑在内。
ESRMAX′=ΔV(MAX)/ΔIL(MAX) （7）
式中：ESRMAX为允许的最大输出电容ESR；
ΔV（MAX）为允许的最大输出纹波电压值；
ΔIL（MAX）为允许的最大输出纹波电流值，这个值通常必须小于0.8A。
可以通过多个电容并联的方法来降低ESR，提高电路的瞬态响应，不过总的ESR必须大于10mΩ，总的电容值必须大于330μF。
2.5 布局布线注意事项
在布局布线时，原则是所有的元器件要尽可能的靠近EL7558BC电源芯片，尤其是去耦电容和旁路电容必须布在相应的管脚附近。EL7558BC器件有两个地（模拟地和电源地），模拟地连接所有噪声敏感信号，而电源地连接有噪声的信号。两个地之间引入噪声将降低芯片的性能，尤其在大电流输出的情况下。但是，模拟地的噪声过大将会影响控制信号，所以，推荐把模拟地和电源地分开，并且两个地在一点（通常在芯片下面或者在输入或输出电容的负边）直接连接以降低两个地之间的噪声。连接反馈脚（脚1和脚28）的走线对噪声最为敏感，要尽可能地短，最好布在两个地线中间。
EL7558BC芯片的散热主要靠VSSP引脚以及芯片底部的散热焊盘。为了达到良好的散热性能，散热焊盘必须完全焊接在PCB上，如果有中间的地层时，必须通过多个过孔把地层与散热焊盘相连以提高散热效果。
3 结语
我们采用以上方法，用两块EL7558BC芯片设计了基于FPGA的MPEG?4解码器芯片设计＊演示开发板的电源（输入4.5～5.5V，输出3.3～1.5V）。其中3.3V输出的设计电路如图1所示，各项指标如下：
1）输出电压校准在输入电压从4.5V到5.5V及负载电流从0到8.0A的范围内变化时，输出电压变化不超过1.0％；
2）负载瞬态响应负载电流在15μs内从0A到8A或从8A到0A突变，输出电压瞬时波动不超过120mV，波动时间不超过25μs；
3）输出电压纹波在输入电压为4.5～5.5V时，输出电压纹波峰峰值低于22mV。
4）输入电压纹波在负载为8A，输入电压为4.5～5.5V时，输入电压纹波峰峰值大约为230mV，
关键词:发光二极管;半导体照明;技术水平;发展方向
中图分类号:TN312+.8 文献标识码:B
Development and Perspective of Semiconductor Lighting Industry
HU Ai-hua
(Xiamen Hualian Electronics Co., Ltd., Xiamen Fujian 361006, China)
Abstract: Under the specification of scope of semiconductor lighting industry, this paper analyses the current status and technical level of semiconductor lighting industry at home and abroad, with the summary of the characters and trend of this industry. Followed by the indication of existing problems in this industry at home, the author has made certain research and explication on its further development.
Keywords: LED(light emitting diode); semiconductor lighting; technology level; development trend
引言
随着半导体照明光源在城市景观、商业大屏幕、交通信号灯、手机及PDA背光源等特殊照明领域的应用,以其饱满光色、节能、抗震、耐潮、长寿命等优势,半导体光源已成为全球最热门、最受瞩目的光源,特别是LED的发光效率正在大幅提高,半导体照明被认为是21世纪最有可能进入普通照明领域的一种新型固态冷光源和最具发展前景的高技术领域之一。中国拥有巨大的照明工业和照明市场,随着国家对LED发展的高度重视和我国LED产业的快速发展,半导体照明应用在我国城市夜景照明领域已开始普及,几乎全国所有大城市的夜景照明都广泛使用LED,特别是我国有关部门已明确提出将以2008年北京奥运会和2010年上海世博会为契机,推动半导体在城市景观照明的应用。据统计,2008年北京奥运会使用LED产品总值接近人民币五亿元,包括景观照明、交通信息显示、室内外全彩显示屏、应急照明灯、开闭幕式表演等,LED非凡的艺术表现效果为本届奥运会开幕式的成功奠定了基础,使半导体照明首次大规模应用于奥运会这样的国际盛会。
新兴半导体照明产业发展迅速,绿色节能的照明光源革命已成为不争的事实,半导体照明应用范围不断扩大,也将进一步推动我国的城市照明领域更广泛地使用半导体LED照明。因此,国内许多省市将发展半导体照明产业作为当地的重点发展产业,目前国内7个半导体照明产业基地的发展,充分证明了中国半导体照明产业面临新的机遇和挑战。制定发展战略,抢抓重大机遇,迎接严峻挑战,快速推进我国半导体照明产业跨越式发展是十分紧迫的任务。
1半导体照明产业范畴
半导体照明产业指的是以半导体发光二极管为光源的照明产品生产制造业,主要包含通用照明、景观装饰照明、大屏幕显示、背光显示、交通信号显示、汽车灯、道路照明等照明产品。随着半导体照明技术的发展,其应用越来越广泛,产业具有巨大的应用市场和发展空间,将产生不可估量的社会和经济效益。
信号指示:电子仪器、设备、家用电器的光信号显示和指示。
大屏幕显示:主要用于金融、证券、交通、机场、邮电等领域的信息、广告、图示、记分牌等显示屏。近年全彩色LED户外显示屏已代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等成为主流,尤其是在全球各大型体育场馆几乎已成为标准配备,尺寸从几十英寸至几千英寸。
背光显示:LED作为背光源已普遍应用于手机、电脑、手持掌上电子产品及汽车、飞机仪表盘等,3.5in以下的背光源主要用于手机、相机、MP3、MP4等便携设备,5～7in背光源主要用于数码相框、电子纸、车载显示器,大尺寸LCD屏的背光主要是用于笔记本电脑和电视机等。
光色照明:主要有室外景观照明和室内装饰照明,包括建筑装饰、室内装饰、景点装饰等,主要用于建筑、街道、商业中心、名胜古迹、桥梁、社区、庭院、草坪、家居、休闲娱乐场所的装饰照明,以及集装饰与广告为一体的商业照明,如护栏灯、投射灯、LED灯带、数码灯管、地埋灯、草坪灯、水底灯及壁灯、吊灯、射灯、平面发光板、格栅灯、变幻灯等。
交通信号显示:主要用于城市交通、高速公路、铁路、机场、航海和江河航运用的信号灯。
汽车灯:主要用于车内的仪表盘、空调、音响等指示灯及车厢内部阅读灯,车外的转向灯、刹车灯、尾灯、侧灯等。
道路照明:已广泛用于路灯、庭院灯、隧道灯等。
功能性照明:主要有便携式照明(手电筒、头灯)、低照度照明(廊灯、门牌灯、应急灯、安全指示灯)、阅读照明(飞机、火车的阅读灯)、显微镜灯、照相机闪光灯、台灯、矿灯、医用手术灯等。
通用照明:半导体照明的顶级目标是进入通用照明领域,代替白炽灯、日光灯,甚至替代节能灯,这需要超高亮度LED超长寿命、极低功耗的显著优势,同时成本考量也是一个关键。
2国内外半导体照明产业发展现状
2.1国外半导体照明产业发展概况
从全球来看,半导体照明产业已形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局。随着市场的快速发展,美国、日本、欧洲各主要厂商纷纷扩产,加快抢占市场份额。根据目前全球LED产业发展情况,预测LED照明将使全球照明用电减少一半,2007年起,澳大利亚、加拿大、美国、欧盟、日本及中国台湾等国家和地区已陆续宣布将逐步淘汰白炽灯,发展LED照明成为全球产业的焦点。
2.1.1国外半导体照明产业概况
(1)主要LED企业
国外(境外)掌握核心技术及产业规模较大的主要企业,如表1所示。
这些企业掌握该行业的核心技术,其外延、芯片的产量占全世界的70%以上,其高性能芯片产量占全世界的90%以上。
(2)LED封装产值
全球LED封装器件2008年的产值约100亿美元,近几年的增长率在10～20%。目前,该产业规模只是很小份额,其所构成的应用产品一般增值3～5倍,与其它产业相比还是很少的,但该产业具有很大的发展潜力。
(3)主要技术水平
Nichia是世界上最早的半导体白光生产厂商,技术水平始终处于国际领先地位。在蓝光芯片的技术路线上,Nichia采用图形化蓝宝石衬底结合ITO透明导电层芯片工艺,产品性能表现优越。2009年1月底,宣布LED在20mA电流驱动下,光效达249 lm/W,功率LED封装白光在350mA电流驱动下,光效达145 lm/W。
Cree和Osram是目前世界上主要采用SiC衬底材料制造GaN基蓝、绿光LED用外延片和芯片的专业公司,两家的技术路径、产品规格和特点基本相同。据2008年的报道显示,Cree公司已经公布其白光LED的实验室水平已经达到161 lm/W的光通量,此光通量为业界研发成果汇报中的最高水平,其102 lm/W的产品也将很快批量生产;Osram宣布了最新的研发成果,大功率LED在350mA电流驱动下,光输出达到了155 lm,效率高达136 lm/W,色温是5,000k。这个记录远远超过目前市场上处于领先地位的Cree Q5 LED,Q5的光效是107 lm@350mA。
LumiLEDs公司的氮化镓LED芯片采用蓝宝石作为外延衬底材料,其最新的薄膜倒装芯片(thin-film flip-chip,TFFC)技术,结合利用了垂直薄膜结构和倒装芯片结构的优点,集成芯片和封装工艺,最大限度降低热阻,提高取光效率。2007年,LumiLEDs研发水平已经突破115 lm/W。2008年的报道:在驱动电流为350mA的情况下,发光效率为140 lm/W,比2007年1月份(115 lm/W)提高了22%。
SemiLEDs(旭明)是继Osram和Cree之后采用激光剥离蓝宝石衬底技术商品化生产薄膜GaN垂直结构LED的厂商。他们推出金属基板垂直电流激发式发光二极管(metal vertical photon light emitting diodes,MvpLED),其芯片封装成白光成品的发光效率目前可以达到100 lm/W。
2.1.2国外半导体照明产业发展特点及趋势
(1)制定发展规划
世界主要发达国家高度重视半导体照明产业的发展,本世纪初,几个主要发达国家和中国台湾均制定了部级的半导体照明发展规划,如日本的“二十一世纪照明研究发展规划”,美国的“国家半导体照明研究计划”,欧共体的“彩虹计划”,韩国的“GaN半导体研究计划”,中国台湾的“次世纪照明光源开发计划”,英国、德国也相继制定了具体发展计划,主要内容是投入巨额资金联合国内主要力量开展半导体照明的研发,制定各阶段发展的技术指标,并推动产业化。美国近期制定了LED新指南,2015年内量子效率达90%,荧光粉激发效率达90%,并对热沉、光谱系统、可靠性进行研究;2025年LED光源达到仿太阳光谱,总发光效率达50%。
(2)垄断核心技术
国外有关LED及半导体照明的专利有一万多项,但其核心技术被日本日亚公司(Nichia)、美国Cree公司和LumiLEDs公司、德国Osram公司四家企业,以及表1中所提到的其他公司所掌握,这些公司几乎垄断了该产业的核心技术。
(3)技术发展迅速
近五年,LED的主要技术指标――发光效率平均每年以30%的速度发展,从2004年的20～30 lm/W发展到目前的100～120 lm/W。从技术层面,研究采用新衬底材料生长GaN外延、非极性或半极性外延,有新结构的芯片、衬底转移、光子晶体等新技术应用。
(4)重视标准制定
有关半导体照明标准除了国际电工委员会IEC和国际照明委员会CIE制定外,许多国家标准化组织和产业联盟也在积极制定之中,如美国国家标准组织、日本照明组织系统、韩国、中国台湾以及北美固态照明系统及科技联盟(ASSISI)等,这极大推动了半导体照明产业的发展。
(5)开拓应用产品
国际上LED产业目前主要应用产品是背光源、汽车用灯及各类信息显示,这三类LED应用占70%以上,照明应用只占5%左右。近期,在功能性照明如景观照明及道路照明有一定发展。
(6)照明集团投入
据全球照明市场研究数据,世界照明市场2008年为1,077亿美元,其中LED照明光源占2%,为18亿美元;2010年为1,204亿美元,其中LED照明光源占16%,为100亿美元。现阶段,世界三大照明集团均投入巨资发展半导体照明技术和产业,并分别具有世界一流的LED企业,即Philips照明公司、LumiLEDs Lighting公司,Osram公司旗下的Osram光电公司、GE公司旗下的Geleore光电公司,这将加速推进LED产业进入普通照明领域的进程。
(7)新三角产业基地
由于中国大陆、中国台湾和韩国在半导体照明产业上近几年发展非常迅速,目前这些地区虽然在技术上还达不到美国、日本和德国的水平,但在产业化方面已达到相当高的水平。据有关统计,这三个国家和地区的GaN基蓝、绿光芯片产量达到世界总量的50～60%,四元系InGaAlP红、橙、黄光芯片产量已超过世界总量的80%以上,在器件封装和LED应用产品方面的总量更大。在全球LED产业中,该地区的影响很大。
2.2国内半导体照明产业发展概况
中国LED产业起步于20世纪70年代,经过30多年的发展,中国LED产业已初步形成了包括LED外延片生产、LED芯片制备、LED器件封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下,形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄7个国家半导体照明工程产业化基地,长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。目前,中国半导体照明产业发展看好,外延芯片企业的发展尤其迅速,封装企业规模继续保持较快增长,照明应用取得较大进展。中国在LED应用产品方面已成为世界最大的生产和出口国,新兴的半导体照明产业正在形成。
2.2.1我国LED产业发展简况
(1)LED产业链基本情况
根据有关统计,2008年我国从事LED产业的企事业单位已有3,000多家,其中从事外延芯片的单位约40多家,后工序封装企业有600家,其它均为LED应用和产业配套的企业。2008年生产LED器件520亿只,增长13%,高亮度芯片360亿只,增长71.4%,其中GaN蓝、绿芯片120亿只,增长85%,整个LED产值(含芯片、器件及应用产品)约700多亿元。在原材料、外延生长、芯片制造、器件封装、应用产品及配套、设备仪器等方面,已形成较完善的产业链。
(2)外延生长、芯片制造
国内从事LED外延芯片的研究开发单位主要有北京大学、清华大学、南昌大学、中科院半导体所、物理所、中电13所、55所、北京工业大学、山东大学、南京大学、华南师范大学、厦门大学、深圳大学、中南理工大学、西安电子科技大学以及新成立的中科院半导体照明研发中心。从事生产的企业主要有厦门三安、大连路美、上海蓝光、上海蓝宝、山东华光、杭州士兰明芯、江西晶能光电、河北同辉、厦门乾照、武汉迪源、廊坊清芯、甘肃新天电、西安中为、扬州华夏集成、广州普光、沈阳方大、江西联创、南昌欣磊、上海大晨、武汉华灿、上海宇体、深圳世纪晶源、深圳奥伦德、东莞福地等,还有外资企业厦门晶宇、宁波灿园、晋江晶兰及厦门明达等,另有在北京、大连、郴州等地筹建的3～5个单位,共计约30个单位。这些企业2008年共生产高亮度芯片360亿只,其中GaN蓝、绿芯片120亿只,分别比上年度增长71.4%和85%,另外,还取得了很多研究成果,并封装成白光,发光效率的产业化水平达70～80 lm/W,预计发光效率2009年产业化将达90～100 lm/W。
(3)器件封装
全面LED封装企业约600家,具有一定规模的封装企业约100家,主要封装企业有厦门华联、佛山国星、江苏稳润、广州鸿利、宁波升谱、江西联创、天津天星、廊坊鑫谷、深圳雷曼、深圳量子、深圳瑞丰、珠海力丰等,还有不少外商投资的封装企业,如亿光、光宝等。从事功率LED封装研发的单位有中电13所和华中理工大学等。2008年封装器件达520亿只,增长13%,封装能力超过600亿只/年,能封装市场上需求的所有外型种类。功率LED封装的发光效率产业化水平为80～90 lm/W,热阻可控制在10℃/W以内,能满足全国LED应用产品的要求。
(4)应用产品
全国LED应用产品企业约2,000家,有原来生产LED及照明灯具的企业加入到应用产品的开发和生产,但更多的是新创办的中小企业,规模偏小。目前应用产品主要用于信息显示、交通信号灯、景观照明及部分背光源,2009年LED重点开展功能性照明的应用产品,如道路照明、隧道照明、地铁、地下停车场等照明,以及部分商业上用的室内照明灯具,如筒灯、射灯等。据有关部门统计,2008年应用产品的产值达540亿元。
2.2.2国内半导体照明产业发展的特点
国内近几年半导体照明产业的发展呈现以下五个特点:
(1)国家及地方政府支持
国家相关主管部门积极主持半导体照明产业的发展,制定“十一五”发展规划时,已明确提出具体目标。今年工信部七号及九号文件将考虑更多的优惠政策,还以863项目、电子发展基金、产业项目等各种形式支持半导体照明产业的发展,有超过20个省、市地方政府以LED工程及各种方式给予很大支持,这将加快发展LED产业的进程。
(2)增资扩产,筹建新企业
很多企业近几年均增加投资扩大生产规模,购置新设备,如近年来购置MOCVD设备50～60台及芯片制造设备几百台套,计划购置新的MOCVD设备100多台,购置后工序自动封装设备几千台套等。另外,近几年新开办的前工序外延、芯片企业有十多家,封装企业有几百家,很多私营资本大量投入,促进了产业化水平。
(3)发展速度快
我国近几年来LED产业发展速度比国际的发展速度快很多,尤其是高亮度LED芯片。2006～2008年增长率分别为100%、75%、71.4%,封装器件增长率,除2008年受国际金融危机影响只有13%外,其它年度均超过20%的增长速度,应用产品的开拓广度和应用范围也是少有的。
(4)抓紧标准制定
国内LED产业从2006年开始,各相关部门抓紧制定LED的相关标准,工信部标准工作组为主制定20多项标准,中国照明电器标委会制定10多项与LED应用有关的标准,以及其它相关部委制定的产品标准,至2008年共有超过50项标准已制定完成,部分标准在报批阶段。另外,我国与国际CIE及IEC组织和其它标准机构积极交流并参于相关标准的制定,国内还制定了很多地方标准,这将对LED的推广应用起到推动作用。
(5)国内市场需求大
由于LED产品具有节能、环保、寿命长等很多优点,符合国家节能减排和低碳经济的发展政策,应用面非常广,据有关研究预测,LED在信息显示、背光源、汽车用灯、交通信号灯等市场的份额将达到千亿只,加上照明领域的LED市场共有几千亿元的市场潜力。
2.2.3LED产业发展中存在的主要问题
我国LED产业发展较快,但技术水平与国际上的差距还比较大,有人估计相差3～5年。国内在半导体照明领域已经形成一定特色,其中户外景观照明发展最快,已有上百家LED路灯企业,并建设了几十条示范道路,但国内在大尺寸LCD背光和汽车前照灯方面仍显落后。产业发展中存在两个主要问题是:
(1)缺乏有自主知识产权的核心技术
核心技术主要是外延生长、芯片结构、功率LED封装,由国际上几个主要企业所垄断,以致我国LED产品缺乏核心技术,在国际上很难有竞争力,还可能引起专利纠纷。当前中国半导体照明产业大而不强,核心竞争力仍有待进一步提升。
(2)企业规模偏小
不管是前工序外延、芯片企业或是下游的器件封装、应用企业,产业规模均偏小,其产品以中、低档为主,缺乏竞争能力。
3半导体照明技术水平和发展方向
3.1外延和芯片
3.1.1技术水平
目前,LED材料制作方式主要是通过MOCVD方式制作(极少数材料通过LPE方式制作,OLED正处于研究之中),从LED芯片制作方式来分,LED分为正装结构和倒装结构(反电极使用)两种。正装结构,即常规的LED,芯片尺寸为6～12mil之间,市场上产品有6mil、7mil、8mil、9mil和12mil,用于不同的应用领域,最高亮度可达200mcd,即30 lm/W。倒装结构LED采用金属全反射垂直结构,最大可能地将LED有源层发出的光提取出来,通常倒装结构芯片用于制作超高亮度LED及功率LED。目前,正装黄红光LED从20～200mcd大批量生产已较为成熟,倒装结构小芯片(14mil)LED亮度可达400～600mcd,光效为60～80 lm/W,功率芯片光效为80 lm/W。GaN基蓝光芯片光效为90 lm/W,GaN基绿光芯片光效为50 lm/W,功率型GaN基蓝光芯片功率效率为250mW/W。
3.1.2LED外延、芯片关键技术发展方向
(1)研究在位横向外延、量子能级调控、激光剥离等技术,开展LED寿命加速试验和失效机理分析,实现位错密度降低一个数量级以上,外延工艺得到优化。
(2)LED新衬底与新材料的研发应用:藉由新衬底、非极性衬底、新型材料、高光效材料的开发,可获得LED内量子效率的大幅度提高。
(3)研究应变量子阱结构、P型接触层激光掺杂等技术,实现有源层的能带弯曲程度降低,并减少量子阱中电子和空穴的空间分离。
(4)大尺寸LED外延片的开发:藉由外延层结构设计与外延成长即时监控,可大幅度改善外延应力产生的曲翘问题,从而实现大面积的外延片生长,并可间接大幅降低芯片成本。
(5)研究可控非平面化、光子晶体和等离子体增强等新技术,进一步提高芯片的发光效率,实现高端照明应用产业化。
(6)薄膜氮化镓芯片:基于激光剥离蓝宝石衬底工艺的薄膜氮化镓芯片工艺已经由学术研究渐渐转向产业化,目前,已有不少国际大厂及行业新星推出薄膜氮化镓芯片,而且业内最高性能表现者,也是以基于薄膜氮化镓芯片工艺技术的产品居多,例如Cree、LumiLEDs、Osram、Nichia、SemiLEDs等。
(7)制备出主波长为250～380nm的紫外LED,利用其高于蓝光的能量特性,可扩大LED应用于医疗、消毒、杀菌等环保领域,进一步更可激发高效白光荧光粉,制备出白光LED,提高光效,节约能源。
(8)产业化指标:2010年,功率型GaN基蓝光芯片功率效率>300mW/W,封装白光成品光效>100 lm/W;2012年,功率型GaN基蓝光芯片功率效率>400mW/W,封装白光成品光效>130 lm/W;2015年,功率型GaN基蓝光芯片功率效率>500mW/W,封装白光成品光效>160 lm/W。
3.2器件封装
3.2.1LED封装关键技术
(1)散热技术
传统的直插式LED封装结构,一般是用导电或非导电胶将芯片装在小尺寸的反射杯中或载片台上,由金丝完成器件的内外连接后用环氧树脂包封而成,其热阻高达250～300℃/W。新的大功率芯片若采用传统式的LED封装形式,将会因为散热不良而导致芯片结温迅速上升和环氧碳化变黄,从而造成器件的加速光衰直至失效,甚至因为迅速的热膨胀所产生的应力造成开路而失效。因此,对于大工作电流的大功率LED芯片,低热阻、散热良好及低应力的新的封装结构是技术关键。采用低电阻率、高导热性能的材料粘结芯片,在芯片下部加铜或铝质热沉,并采用半包封结构,加速散热,甚至设计二次散热装置,来降低器件的热阻。在器件内部,填充透明度高的柔性硅橡胶,在硅橡胶承受的温度范围内,胶体不会因温度骤然变化而导致器件开路,也不会出现变黄现象。零件材料也应充分考虑其导热、散热特性,以获得良好的整体热特性。
(2)大功率LED白光技术
半导体PN结的电致发光机理决定了LED不可能产生具有连续光谱的白光,同时单只LED也不可能产生两种以上的高亮度单色光,只能在封装时采用一些工艺方法合成白光。常见的实现白光的工艺方法有以下三种:① 蓝色芯片上涂敷YAG荧光粉,芯片的蓝色光激发荧光粉发出黄绿光,黄绿光与蓝色光合成白光。该方法制备相对简单,效率高,温度稳定性较好,具有实用性。缺点是布胶量一致性较差、荧光粉易沉淀导致出光面均匀性差、色调一致性不好、色温偏高,显色性不够理想。② RGB三基色芯片发光混色成白光,或者用蓝+黄绿色双芯片补色产生白光。只要散热得法,该方法产生的白光较前一种方法稳定,显色性较好,但驱动较复杂,成本较高,另外还要考虑不同颜色芯片的不同光衰速度。③ 在紫外光芯片上涂敷RGB荧光粉,利用紫光激发荧光粉产生三基色光混色形成白光。但目前的紫外光芯片和RGB荧光粉效率较低,环氧树脂在紫外光照射下易分解老化。
同时功率LED产品要实现产业化还必须解决以下技术问题:① 荧光粉涂布量控制:LED芯片+荧光粉工艺采用的涂胶方法通常是将荧光粉与胶混合后用分配器将其涂到芯片上,在操作过程中,由于载体胶的粘度是动态参数,荧光粉比重大于载体胶而产生沉淀,以及分配器精度等因素的影响,此工艺的荧光粉涂布量均匀性控制有难度,导致了白光颜色的不均匀。② 芯片光电参数配合:半导体工艺的特点决定了同种材料同一晶圆芯片之间都可能存在光学(如波长、光强)参数和电学(如正向电压)参数的差异,RGB三基色芯片更是这样,对于白光色度参数影响很大。③ 根据应用要求产生的光色度参数控制:不同用途的产品对白光LED的色坐标、色温、显色性、光功率(或光强)和光的空间分布等要求不同,上述参数的控制涉及产品结构、工艺方法、材料等多方面因素的配合。在产业化生产中,对上述因素进行控制,得到符合应用要求、一致性好的产品十分重要。④ LED芯片荧光粉直接涂覆技术开发:藉由荧光粉选择,厚度均匀涂覆可进行色温控制,提高封b产品一致性。
(3)测试技术与标准
随着大功率芯片制造技术和白光LED工艺技术的发展,LED产品正逐步进入照明市场,显示或指示用的传统LED产品的参数检测标准及测试方法已不能满足照明应用的需要。国内外的半导体设备仪器生产企业也纷纷推出各自的测试仪器,不同的仪器使用的测试原理、条件、标准存在一定的差异,增加了测试应用、产品性能比较工作的难度和复杂性。同时由于LED用于照明工程仅是近几年的时间,因此国内外还均未形成完善的半导体照明标准体系。随着半导体照明的广泛应用,产品规范与标准问题愈显突出,建立系统、完善的半导体照明标准体系是产业规范化的重要手段,也将促进国家半导体照明产业发展和技术创新,促进LED产品市场的有序发展和壮大。
(4)筛选技术与可靠性保证
由于灯具外观的限制,照明用LED的装配空间密封且受到局限,密封且有限的空间不利于LED散热,这意味着照明LED的使用环境要劣于传统显示、指示用LED产品。另外,照明LED处于大电流驱动下工作,这就对其提出了更高的可靠性要求。在产业化生产中,针对不同的产品用途,制定适当的热老化、温度循环冲击、负载老化工艺筛选试验,剔除早期失效品,保证产品的可靠性很有必要。
(5)静电防护技术
蓝宝石衬底蓝色芯片的正负电极均位于芯片上面,间距很小,对于InGaN/AlGaN/GaN双异质结,InGaN活化薄层仅几十纳米,对静电的承受能力很小,极易被静电击穿,使器件失效。因此,在产业化生产中,静电的防范是否得当,直接影响到产品的成品率和经济效益。静电的防范技术通常有:① 从人体、工作台、地面、空间及产品传输、堆放等实施防范,手段有防静电服装、手套、手环、鞋、垫、盒、离子风扇、检测仪器等;② 芯片上设计静电保护线路;③ LED上装配保护器件。
3.2.2封装工艺的发展方向
随着未来LED芯片技术的发展,芯片效率将大大提高,单一芯片的光输出也会大大提高,现有的LED封装技术及装备将会发生很大的改变,未来LED封装工艺将会变得更简单,自动化程度也会变得更高,综合成本会大幅度下降。LED封装企业将成为本次改变的推动者,向上推动LED芯片企业改变后段制造工艺,横向互动LED封装装备制造企业适应开发新的LED封装设备,向下推动灯具制造企业紧跟LED技术发展的趋势,在高光效、低发热的新器件应用上改变现有的笨重LED灯具,服务于节能社会。灯具制造商兼并收购LED封装企业将成为新的趋势,高功率LED器件的国家和行业标准将会出台,各类LED应用将会得到发展。封装工艺技术发展方向为:
(1)单颗LED的效率提升使得发热大幅减少,单颗高功率LED芯片的面积也会大幅度减小。
(2)发热变少与应用上对单一LED光源的高光通量需求使集成化封装成为主流,集成化封装LED器件的热聚集效应使LED器件的整体导热效率变得极为重要,能够大幅降低热阻的共晶焊接技术将成为LED芯片封装技术的主流。
(3)降低成本的需要使非金丝焊接技术将大规模应用,铝丝焊接、铜丝焊接、直接复合等技术将大量应用。
(4)硅胶成型技术、非球面二次光学透镜技术等出光技术都将成为LED封装技术的基础。
(5)定向定量点胶工艺、图形化涂胶工艺、二次静电喷荧光粉工艺、膜层压法三基色荧光粉涂布工艺、芯片沉积加压法等白光工艺都将应用在LED封装工艺中。
3.3LED应用产品
3.3.1产品主要分类
(1)背光显示:主要用于手机、相机、PDA、MP4、电脑和电视机等产品的背光及显示。
(2)汽车灯:可分为汽车外部使用及内部使用两种。内部包括仪表板、空调、音响等指示灯及内部阅读灯;外部使用则包括刹车灯、尾灯、方向灯、侧灯、车前灯等。
(3)道路照明:包含LED路灯、庭院灯、隧道灯。
(4)室内照明:包含筒灯、射灯、台灯、办公场所及商场照明灯。
3.3.2产品主要技术特点
(1)背光显示:节能、环保、高显色性、响应快、颜色饱和度高。
(2)汽车灯:抗震性好、响应时间短、高效率、低能耗、体积小、重量轻、防眩光性能好。
(3)LED路灯:光效高、寿命长、响应快、高显色性、无污染、无谐波辐射。
(4)室内照明:亮度和色彩可控制、外形小、寿命长、方向性强、节能。
3.3.3未来发展方向
背光显示将朝着大尺寸(22in以上)方向发展,解决高光效、高均匀性、超薄、低成本问题。
未来LED汽车灯具的重点研究方向是开发白光LED前照大灯,以及LED车灯与AFS(自适应性车灯控制系统)结合使用。目前LED车前大灯的热管理是最大难点,要在恶劣、狭小的空间里将大量的热量散发出去,是需要认真研究探讨的问题。
LED路灯要大量代替现行高压纳灯,重点要提高光效、降低热阻、降低成本、增加使用寿命。
室内照明将重点解决成本问题,开发高显色指数和宽光谱的LED光源,满足室内照明对光源质量的高要求。
3.4半导体照明产业发展方向
(1)蓝、绿光芯片的大规模产业化技术。主要是使外延芯片生产工艺技术成熟,产品质量稳定可靠,进一步提高芯片成品率,形成大规模产业化技术。
(2)功率型高亮度蓝、绿光外延片及芯片产业化技术。主要研究内容为调整MOCVD生长条件,调整掺杂溶度和有源层结构,提高内量子效率和外量子效率,解决大尺寸芯片加工产业化技术。
(3)高亮度红黄光外延片及芯片产业化技术。主要研究现有的红黄光外延片及芯片产业化技术,进行技术提升与突破,实现功率型高亮度外延片及芯片的大规模产业化。
(4)LED封装新工艺及新材料开发。围绕应用产品进行LED封装新工艺及新材料开发,主要研究内容是组合模块封装结构、多芯片集成化、白光LED单元、功率型LED封装,以及开发新型封装材料(如玻璃、陶瓷、金属等)来代替易老化的环氧树脂。
(5)三基色芯片大功率LED阵列封装技术。主要研究内容为三基色芯片白光混色技术,三基色芯片优选及长期工作光衰问题,白光大功率(1～5W)三基色阵列取光、散热优化设计,产业化生产工艺技术。
(6)LED照明产品应用开发。主要是LED照明应用开发,即研究白光LED灯具结构、色温、光学系统设计、电路、散热、密封、防水、防震、防电压冲击等,解决白光LED应用于照明市场的问题。
(7)LED应用产品开发及配套系统。主要包括高亮度LED照明系统开发,各种特种照明和通用照明灯具的研究与开发。
4结论
半导体照明为我们展示了美好前景,我们相信半导体照明会在不久的将来绽放更加绚丽的光芒。
参考文献
和手机、液晶行业的情形一样，日本芯片制造商们也走上了集体突围之路。
9月16日，NEC电子与瑞萨科技(RenesasTeehnology)宣布，双方将于明年4月合并，组建全球第三大芯片制造商。iSuppli的数据显示，瑞萨科技与NEC电子合并后将成为全球第三大芯片制造商，仅次于英特尔和三星电子。
上一财年，瑞萨科技、NEC均出现不同程度的亏损。并且，由于NEC电子压缩生产、研发和劳动力成本的幅度不及销售额降幅，因此将连续第五年出现亏损。该公司曾于今年7月表示，在截至6月30日的季度内，共计削减250亿日元生产和研发费用，并计划在本财年内将净亏损额削减89％，至90亿日元。
NEC电子与瑞萨科技合并仅仅是日本芯片生产商寻找合力的一个缩影。9月10日，日本媒体报道，日本几大电子和芯片制造巨头正在开展合作，努力开发出应用于消费电子设备的新型低功率处理器。小组成员包括富士通、东芝、索尼、松下、瑞萨科技、NEC、日立和佳能等。日本经济产业省将提供30至404L日元以支持该项目。
日本芯片生产商在经济震荡时期的抱团取暖，这已不是第一次。不过，类似行为的次数多了就不禁让人怀疑，日本芯片行业是否进人了持续衰退期。
失去的“十年”
20世纪80年代，世界上最大的三个半导体公司都在日本，全球PC所用的日本芯片一度占到全部芯片数量的60％，以致日本有些政治家盲目自大，认为日本到了全面挑战美国的时候，全世界也都在怀疑美国在半导体技术上是否会落后于日本。
但就当时全世界半导体市场而言，日本的半导体工业集中在技术含量低的业务上，如存储器等芯片，而高端的芯片工业，如计算机处理器和通信的数字信号处理器则全部在美国。上世纪80年代，英特尔甚至停掉了内存业务，将这个市场完全让给了日本人。当时，日本半导体公司在全球市场大赚特赚，日本人一片欢呼，认为它们打败了美国人。
好景不长，新旧世纪之交，日本芯片的“体弱多病”逐渐显现，即便是全球经济打了个喷嚏，对日本也不啻为一次寒流。2001年，日本五大芯片制造商业绩滑坡的状况相继浮出水面，在季报亏损的风暴中，日本大型芯片企业几乎无一幸免。专家指出，移动电话、个人电脑等信息技术关联产业出现的世界范围内的结构性衰退，是把日本大公司击落下马的主要原因。
随后，芯片生产商进行了新一轮结构调整、裁员。日本芯片生产商抱团取暖的消息也传出来。据当时《日本经济新闻》报道，包括NEC、三菱电机、东芝和富士通在内的日本11家大型电子企业决定，共同出资设立生产下一代芯片的合资公司，以便在国际市场上与咄咄逼人的美韩等国同行进行竞争。
类似的情况也出现在2005年。此时的日本芯片业不仅增长速度慢于全球水平，其市场份额也不断下滑。用“跳水”来形容日本芯片业绩的下滑也并无不妥。继松下、三洋相继宣布大规模裁减半导体部门员工后，日本第三大半导体生产商NEC电子公司也难逃厄运，股价曾一度创历史新低。
不久，东芝、日立以及瑞萨科技三家日本公司又宣布成立芯片联盟，三家公司共享半导体生产资源。据当时官方文件透露：联盟研究了如何通过合作提高芯片产量，并且更为合理配置旗下的工厂资源。另外，三家公司考虑了建立一家新合资半导体公司的可能性。
应急措施没有帮助日本芯片生产商从困境中走出来。2008年，全球金融风暴对日本芯片公司又是一次严厉的“摧残”，日本人对芯片业务更加小心谨慎。
鉴于半导体长期受到的挑战，日前富士通已表示将减少微芯部门的研发费用，并将次世代28纳米芯片制程外包给台积电。澳大利亚麦格理银行的研究报告称，富士通此举将节省近8.8亿美元的开支。
今年8月，东芝新上任的CEO佐佐木则夫也发表类似的申明，公司的财务预算将更加保守，同时芯片业务将拓展到电脑之外的领域。9月8日，东芝在提交给东京证交所的声明中称，公司正考虑外包一些超出产能的超大规模集成电子电路(LSI)生产业务。
日前，Gartner了最新的全球半导体行业研究报告总算让备受压抑的日本芯片业舒了口气。报告预测，2009年下半年，全球半导体设备支出将增长47.3％，但是鉴于上半年下降的幅度较大，2009年全年半导体市场将同比下降47.9％。预计半导体行业的反弹出现在2010年，届时可实现34.3％的增长。
结合IDC的乐观预期，业内人士认为，日本芯片厂商近期的合纵连横就是抢在经济复苏之前提前布局，意图一举走出长期被动的局面。
而日本当局撑腰，或许让日本芯片制造商联手出征的底气更足。日前，路透社报道，日本新组建的政府或将出台一系列措施，以刺激日本经济复苏。半导体作为日本的支柱产业之一，势必得到当局的财政补贴。
联手开辟新市场
9月10日，《日本经济新闻》报道，富士通、东芝、索尼、瑞萨科技、NEE、日立、佳能等几大巨头同意集中各自的资源，开发一种新型的标准化低功率处理器。日本经济产业省将提供30至40亿日元支持该项目，旨在帮助日本芯片商在美国市场上与英特尔抗衡。
参与这一计划的早稻田大学教授笠原博德介绍说，在项目的初级阶段，各公司独自生产能够兼容节能软件的CPU。在此后的过程中，这些公司将使用来自早稻田大学、日立等研发的处理器原型，该原型可以使用太阳能电池，能耗比普通CPU低30％。该芯片标准有望在2012年推出，届时这些CPU将用于电视、数码相机和其它电子产品，如用于汽车、服务器、机器人等。
日本厂商的新举措符合市场发展趋势。美国《福布斯》近日撰文指出，由于生产标准化的芯片，不仅可以减少各芯片制造商的研发费用，这种节能芯片还延伸至电子消费品、汽车、服务器、机器人等更广泛的领域。
此前，业内人士就指出了日本芯片商的“软肋”：过度庞大的芯片厂商一般拥有过多的员工和产品组合，而许多产品都是“沉睡”产品或者是薄利产品。
日本芯片制造商能否借此走出去仍是未知之数，不过，在拥挤的世界市场，纵然是新领域也不会是一马平川。尽管日本芯片军团开发的这种节能芯片可以避免与X86芯片的直接竞争，但随着英特尔全面布局嵌入设备市场，英特尔与日本芯片商在这一领域的竞争不可避免。
7月14日，英特尔在北京举办了嵌入式策略沟通会。英特尔公司数字企业事业部副总裁、嵌入式与通信事业部总经理道格・戴维斯介绍说，英特尔的芯片架构将超出Pc和服务器领域，面向嵌入式的芯片将为涉及30个领域的近3500家客户提供服务。针对打印成像、工业、车载等应用领域，英特尔可以提供小体积、功耗小于5～75W的英特尔凌动处理器及相关芯片组。
