智能創(chuàng)新加速震后日本半導(dǎo)體業(yè)恢復(fù)增長

在全球經(jīng)濟(jì)普遍低迷的情況下，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)近來卻復(fù)蘇凌厲，增長大幅領(lǐng)先于其他地區(qū)。從美國半導(dǎo)體協(xié)會(huì)(SIA)7、8月份的全球半導(dǎo)體銷售數(shù)據(jù)中可看到，近幾個(gè)月日本地區(qū)從2011年的地震災(zāi)害中恢復(fù)過來并強(qiáng)勁反彈，三個(gè)月來的平均半導(dǎo)體銷售額增幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐美及其他亞太市場(chǎng)，同時(shí)單月銷售額創(chuàng)造了自2009年9月以來增幅最高的記錄。雖然仍低于往年水平，但是遭受地震創(chuàng)傷的日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是如何快速恢復(fù)增長的呢？從今年亞洲最大級(jí)別的尖端IT電子綜合盛會(huì)日本電子高新科技博覽會(huì)(CEATEC JAPAN 2012)中，可以看出，震后的日本一致地轉(zhuǎn)向了人的關(guān)懷，致力于發(fā)展一系列以人為本的創(chuàng)新智能以及綠色能源技術(shù)。

村田：著眼于未來十年，自源頭從新開始

村田今年的主題是“智能社會(huì)，智能個(gè)人網(wǎng)絡(luò)”，完整地展現(xiàn)整合了村田的傳感、無線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的系統(tǒng)解決方案以及應(yīng)用案例。

智能社會(huì)展區(qū)著重介紹能夠讓人們?cè)凇凹揖印焙汀稗k公”中享受舒適環(huán)保的生活、社會(huì)的產(chǎn)品和技術(shù)。這里展示了村田與英特爾等公司共同進(jìn)行的能夠用于超極本的無線充電概念模型的試做，采用了村田開發(fā)的電場(chǎng)耦合式無線電力傳輸系統(tǒng)，嵌于國譽(yù)家具制造的桌臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)超極本的無線充電。

目前包含筆記本電腦在內(nèi)的便攜式設(shè)備的無線充電，必須要有超過20W的高功率傳輸，而且存在發(fā)熱的問題和模塊不容易小型化等技術(shù)障礙，至今無法實(shí)現(xiàn)。為了解決這些問題，村田通過采用電極部分不發(fā)熱的電場(chǎng)耦合方式和獨(dú)特的電路設(shè)計(jì)技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)模塊小型化，從而完成了超極本用薄型無線充電系統(tǒng)的共同試做。

在智能家居方面，村田的新款智能家庭網(wǎng)關(guān)裝置支持WiFi、ZigBee、藍(lán)牙、EnOCean，以及采用920MHz頻帶的無線系統(tǒng)“Sub-GHz”模塊等傳感器網(wǎng)絡(luò)中使用的多種無線通信技術(shù)。

智能個(gè)人網(wǎng)絡(luò)方面，村田步行測(cè)量系統(tǒng)吸引了很多關(guān)注。 “步行測(cè)量系統(tǒng)”鞋底安裝有壓力傳感器和無線模塊。穿上鞋后，可通過監(jiān)測(cè)人體重心偏移情況，檢測(cè)跑動(dòng)、步行及高爾夫運(yùn)動(dòng)的姿勢(shì)，預(yù)測(cè)康復(fù)效果等。該系統(tǒng)主要用于宣傳村田壓力傳感器和低耗能藍(lán)牙模塊的應(yīng)用案例。壓力傳感器采用了透明壓電薄膜開發(fā)品，壓電電壓常數(shù)高達(dá)180×10－3Vm/N，光線透射率達(dá)98％，透明度高、除伸縮形變外還可檢測(cè)扭轉(zhuǎn)形變等。

村田機(jī)器人“村田頑童”和“村田婉童”想必大家都已不陌生了。這兩個(gè)機(jī)器人通過村田以陀螺傳感器為核心的倒立振擺控制結(jié)束，檢測(cè)機(jī)身的傾斜，實(shí)現(xiàn)了靜止時(shí)也不會(huì)倒的技術(shù)。在此技術(shù)的基礎(chǔ)上，村田與日本幸和制作所合作開 發(fā)了這款電動(dòng)助行車“KeePace”，其核心技術(shù)“輔助控制系統(tǒng)”中，組裝了村田的MEMS陀螺傳感器(陀螺儀)和傾斜傳感器，以及應(yīng)用這些傳感器的倒立振擺控制技術(shù)，通過優(yōu)化的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和控制器升級(jí)實(shí)現(xiàn)小型化，并且大幅提升了支持在坡道的步行和回轉(zhuǎn)功能。村田的陀螺儀能夠檢測(cè)車身的傾斜，通過對(duì)車輪進(jìn)行控制，保持車身平衡，防止摔倒。而且傾斜傳感器還能檢測(cè)坡道的角度，按照角度控制車身的傾斜，減輕使用者承受的負(fù)擔(dān)。

對(duì)于村田來說，材料技術(shù)是根本，也是競(jìng)爭力的源泉。憑借多年累積的材料技術(shù)，村田開發(fā)出了這顆當(dāng)前世界最小尺寸0201(0.25×0.125mm)的獨(dú)石陶瓷電容器。相比現(xiàn)在一部分智能手機(jī)配備的0402尺寸電容器，可實(shí)現(xiàn)減少約75%的體積。該產(chǎn)品預(yù)計(jì)在2013年度提供樣品。此外，村田另一顆片狀電感器也達(dá)到了當(dāng)前世界最小尺寸0201(0.25×0.125mm)，比現(xiàn)在的0402尺寸產(chǎn)品縮小了約75%體積。同樣預(yù)計(jì)在2013年度提供樣品。

TDK：磁石元年，從原點(diǎn)革新電子元件

對(duì)電子社會(huì)的發(fā)展做出極大貢獻(xiàn)、自發(fā)明以來已經(jīng)走過80個(gè)春秋的鐵氧體仍在不斷煥發(fā)新光彩。以鐵氧體磁芯為代表產(chǎn)品的TDK，立足于“電子元件的附件價(jià)值源于材料開發(fā)”，不斷思索各種各樣的新產(chǎn)品與新技術(shù)。TDK廣報(bào)部技術(shù)廣報(bào)擔(dān)當(dāng)罔均對(duì)本刊記者表示，今年是TDK的“磁石元年”，公司將關(guān)注兩個(gè)主要的市場(chǎng)，下一代通信和能源相關(guān)領(lǐng)域，所以本屆CEATEC中TDK展臺(tái)的主題就定義為“為社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)步而貢獻(xiàn)的材料技術(shù)”。

所謂磁石元年，是指將今年作為TDK將統(tǒng)合現(xiàn)有的磁性元件產(chǎn)品以重新展現(xiàn)的一年。做出這一策略的背景在于，長期以來，日本是中國最穩(wěn)定、最大的稀土出口市場(chǎng)。磁性元件的制造離不開一種元素鏑(Dy)——而稀土正是該元素的主要來源。在中國逐漸減少稀土供應(yīng)的形勢(shì)下，相關(guān)日本企業(yè)也必須尋找可以替代或者減少鏑元素使用的生產(chǎn)工藝。以鐵氧體起家的TDK也很早就開始了這一方面的研發(fā)，罔均表示，目前在低溫應(yīng)用如硬盤等產(chǎn)品中將不再采用鏑元素，而高溫應(yīng)用中，例如汽車產(chǎn)品仍然需要使用鏑。

TDK從磁性材料、電極用材料、功能性有機(jī)材料等方面著手進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，將其高性能鐵氧體材料應(yīng)用于供電/受電線圈，開發(fā)出了高效的電動(dòng)汽車無線充電裝置。其基于3D快速充電技術(shù)的概念是在汽車后裝系統(tǒng)，與停車位地下分別埋入充電線圈。磁信號(hào)從地面下預(yù)先埋入的線圈發(fā)出，電動(dòng)汽車上配備的接收線圈回路接收到磁場(chǎng)信號(hào)以后，將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化為電能就可為電動(dòng)汽車充電。

在這一系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，TDK設(shè)想了未來城市交通系統(tǒng)的規(guī)劃藍(lán)圖，在城市道路地面下以間隔方式埋入線圈，當(dāng)配備有接收線圈的電動(dòng)汽車駛過這段路面時(shí)則會(huì)自動(dòng)觸發(fā)充電，這樣一來車輛就可在“隨時(shí)隨地、不經(jīng)意間完成無線充電”。雖然這一遠(yuǎn)景令人期待，但是與目前的充電樁式充電一樣，在成本與普及建設(shè)方面都存在很大的挑戰(zhàn)。

在能源方面，隨著可再生能源的發(fā)展，直流高壓輸電(HVDC)工程逐漸增多，如風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)等。而開關(guān)元件的更新?lián)Q代，從可控硅到現(xiàn)在愈加被大量使用的IGBT，這對(duì)高壓大容量DC-LINK電容器提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。TDK的產(chǎn)品兼具高可靠性、小型輕量等特點(diǎn)。額定電壓高達(dá)1500Vdc～3000Vdc，采用干燥技術(shù)惰性氣體封裝，實(shí)現(xiàn)長壽命、阻燃等特點(diǎn)?？蓾M足HVDC用逆變器及軌道機(jī)車用逆變器等應(yīng)用的需求。

羅姆：以高效、節(jié)能、智能開創(chuàng)新生活、新社會(huì)

為解決全球性的環(huán)境、能源等問題，全世界都在進(jìn)行各方面不懈的努力，從節(jié)能到可再生能源的運(yùn)用，能源綜合解決方案日益增長，推進(jìn)智能社會(huì)的研究也加快腳步。

于是繼08年提出下一個(gè)50年計(jì)劃的四個(gè)新成長動(dòng)力——增效戰(zhàn)略、LED戰(zhàn)略、功率器件戰(zhàn)略以及傳感戰(zhàn)略——之后，為超越節(jié)省有限能源的固有概念，通過實(shí)現(xiàn)高效能源活動(dòng)，去實(shí)現(xiàn)舒適的生活，建設(shè)美好的社會(huì)，羅姆將Power and Smart作為具體的課題，提出了“高效/節(jié)能/智能”這一新概念，運(yùn)用羅姆多年長期積累的功率器件、光器件、傳感器件等先進(jìn)技術(shù)，積極與各國際企業(yè)緊密合作，開創(chuàng)高效、節(jié)能、智能的新生活、新社會(huì)。體現(xiàn)在展會(huì)上，羅姆展示了矚目的解決電力問題關(guān)鍵產(chǎn)品，“新一代功率半導(dǎo)體”SiC的最新產(chǎn)品陣容以及小 型、輕量、環(huán)保、大功率大容量的氫燃料電池、個(gè)人健康器械的傳感器技術(shù)等最新信息。

日本在大地震及其引發(fā)的核電站泄漏事故后，SiC作為“脫離核電的半導(dǎo)體”備受關(guān)注，而羅姆在這一領(lǐng)域的研究成就頗豐。羅姆表示在導(dǎo)入新一代的SiC器件后，將傳統(tǒng)的Si半導(dǎo)體全部替換為SiC后的節(jié)能量，相當(dāng)于3.3座核電站的發(fā)電量。

更值得關(guān)注的是羅姆與Aquafairy聯(lián)合開發(fā)的氫燃料電池。兩家公司利用獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，將氫化鈣固化為片材。羅姆工程師表示，體積不到3立方厘米的片材與水反應(yīng)可生成約為4.5L的氫、5Wh電力。這種氫燃料電池體積小巧且可常溫工作(-5℃～40℃)，可用于智能手機(jī)充電、平板電腦和PC等的電池、戶外和偏遠(yuǎn)地區(qū)的動(dòng)力源、發(fā)生災(zāi)難時(shí)的備用電源等。由于在反應(yīng)時(shí)使用的是水和鈣系燃料，反應(yīng)后的產(chǎn)物僅僅是水(水蒸氣)，沒有二氧化碳等有害氣體，廢棄以后也可作為一般廢棄物處理，與以往的其他電池相比，是一種極為環(huán)保的電池。但是目前的產(chǎn)品仍存在一定缺陷。用于智能手機(jī)充電的氫燃料電池是一次性的，價(jià)格較為高昂。羅姆希望將來可以將成本降到普通干電池的水平。

CIGS是一種太陽能電池材料，其光吸收層的靈敏度是硅的100倍。羅姆將其作為光電轉(zhuǎn)換元件可開發(fā)出高靈敏度、寬頻帶的圖像傳感器。通過優(yōu)化材料組分，改進(jìn)工藝，由光子轉(zhuǎn)換的電荷在器件內(nèi)部放大，使圖像傳感器的靈敏度大幅提升，可應(yīng)用在暗處攝影(門禁夜間監(jiān)控等)、檢測(cè)FA機(jī)器異物、醫(yī)療器械、類似指紋識(shí)別的血管識(shí)別等。

日本的LED照明已經(jīng)相當(dāng)普及，日本相關(guān)企業(yè)不懈的研發(fā)功不可沒。羅姆這款超高演色薄型面發(fā)光LED照明由于配置了極細(xì)的LED BAR，厚度達(dá)到5mm，可像有機(jī)EL照明一樣，可在整個(gè)面板上發(fā)光。另外，羅姆運(yùn)用其熒光體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了Ra98顯色指數(shù)。

京瓷：在最尖端領(lǐng)域不斷創(chuàng)造新價(jià)值

京瓷今年以“環(huán)?！?、“通信信息”、“汽車部件”等領(lǐng)域的技術(shù)、產(chǎn)品和 服務(wù)為中心，展示公司技術(shù)及綜合實(shí)力。京瓷于1975年開始著手研發(fā)太陽能電池，之后在全球首次實(shí)現(xiàn)了多晶硅太陽能電池的量產(chǎn)，1993年又在日本率先將住宅用太陽能發(fā)電系統(tǒng)投放到市場(chǎng)，并一直 努力將其推廣普及。太陽能電池就是京瓷的展出重點(diǎn)之一。京瓷公司公關(guān)部副室長井上優(yōu)表示，此前多數(shù)的太陽能電池都是深藍(lán)色的，光反射較強(qiáng)，效率低。京瓷新開發(fā)的太陽能電池則做成黑色的，大幅降低了光反射率。同時(shí)太陽能電池的尺寸根據(jù)日式建筑重設(shè)計(jì)，增加了太陽能電池與屋頂?shù)囊惑w感，并大大增加了安裝面積。相比傳統(tǒng)尺寸，在同樣面積的屋頂上安裝功率可提升約55%。同時(shí)京瓷已經(jīng)開發(fā)出效率達(dá)到17.8%的太陽能電池芯片，在目前全球多晶硅太陽能領(lǐng)域?qū)儆谧罡咚?，不過還未投放市場(chǎng)。

除了太陽能，京瓷、大阪燃?xì)狻坌啪珯C(jī)株式會(huì)社等公司一起研發(fā)了固體氧化物燃料電池廢熱發(fā)電系統(tǒng)(SOFC系統(tǒng))，此次開發(fā)的新產(chǎn)品“ENE-FARM type S“發(fā)電率高達(dá)46.5%，在家用燃料電池領(lǐng)域創(chuàng)下世界新高。其中和核心部件電池堆由京瓷制造。

阿爾卑斯：讓未來更舒適、更智能化

為了有效利用電力，阿爾卑斯將致力于開發(fā)綠色器件，創(chuàng)造出為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、低碳社會(huì)做出貢獻(xiàn)的電子元器件開發(fā)。其展臺(tái)充分展示了利用該公司獨(dú)有技術(shù)的面向智能手機(jī)、汽車電子、健康管理以及環(huán)保節(jié)能等各領(lǐng)域開發(fā)的最新產(chǎn)品的技術(shù)。其未來車內(nèi)界面新概念——多功能模態(tài)命令器吸引了很多參觀者及國內(nèi)外媒體關(guān)注。

多功能模態(tài)命令器是阿爾卑斯設(shè)想的實(shí)現(xiàn)直觀且操作簡單的，面向車載設(shè)備的下一代輸入器件。通過駕駛艙內(nèi)各種組合靜電式傳感器(觸摸板)和近紅外傳感器，實(shí)現(xiàn)更直觀的操作。不僅可以在器件上直接輸入，而且還可以利用器件的上部空間進(jìn)行手勢(shì)輸入。

通過各種器件之間的聯(lián)動(dòng)，在駕駛艙內(nèi)匯集提高舒適操作的整體解決方案。例如，以近紅外線和駕駛艙內(nèi)圖像等感應(yīng)數(shù)據(jù)為依據(jù)檢測(cè)駕駛員的意圖，并從多個(gè)操作方法中選擇最佳操作方法。

除此之外，在面向智能手機(jī)的展區(qū)，利用“節(jié)能、省空間、防水”，“設(shè)計(jì)和裝飾”，“先進(jìn)功能”的三個(gè)版塊介紹觸摸屏、傳感器以及各種連接器。在面向健康管理的展區(qū)，則可以看到看護(hù)和體感環(huán)境等功能產(chǎn)品，環(huán)保節(jié)能展區(qū)則是以電流傳感器為中心的應(yīng)用方案展示。