电子技术展望

能源效率：产品需要高能效和更低能耗

　　近日，联合国气候变化巴黎峰会达成全球气候新协定《巴黎协定》，以遏制温室效应，实现可持续发展，近200个国家在协定上签字，为绿色低碳、节能减排开启了新篇章。据国际能源署《世界能源展望2015》，要把未来25年世界能源需求增长限制在三分之一，而同期经济增长150%，提升能效将是关键所在。 节能高效一直是全球的共同目标，各国政府陆续出台一系列日趋严苛的法规，如过去美国能源之星(Energy Star)标准或欧洲行为准则，规定某些产品的空载待机能耗必须小于500 mW，而美国能源部DOE最新的六级能效标准，已将此要求提高至须低于100 mW，并将输出功率水平提高到250 W以上，而将于2016年实施的欧盟最新版能效标准 (CoC Tier 2) ，要求0.3 W~49 W的低输出功率应用的空载能耗低于75 mW。而消费者在购物时也会将产品是否节能作为重要的考虑因素。因而不论是消费电子、汽车或是工业领域，都要求产品无论在满载、轻载或是空载时都实现更高能效和更低能耗。这涉及到集成度、功率密度、功率损耗、散热性、封装等多方面的技术挑战。

　　安森美半导体的电源产品及技术创新每每领先于全球，如NCP1366初级端稳流控制器，空载能耗不到10 mW，符合美国DOE及欧盟CoC Tier 2;NCP4305 同步整流控制器，用于CCM反激和LLC 转换器，进一步提升电源能效;NCP1399业界首款电流模式LLC控制器采用专用跳周期模式提升轻载能效; GaN(氮化镓) 晶体管的电源转换能效超越硅;新一代场截止型沟槽IGBT降低开关损耗;T6/8 MOSFET技术利用最低导通电阻提供高性能电源转换;及采用领先封装技术的智能功率模块(IPM)和功率集成模块(PIM)。

正在进入移动通信网络的下一个发展阶段

　　我们正在进入移动通信网络的下一个发展阶段，一个我们将看到移动设备连接生活中一切事物的阶段。在这种新的互联生活中，移动的生活方式将改变社会，不仅对我们人与人之间彼此的互动方式产生深远的影响，也将影响人与环境之间的互动。我们会看到紧凑的、连接的传感器和执行器以不同的方式普及到日常消费电子、家用电器以及一般的基础设施上。这就是趋势：物联网——万物相连。

　　有数据表明，到2020年，全球将有500~750亿个传感器设备连接到网络，这个数字是全球人口数量的7~10倍。面对如此巨大的传感器数量，以及更加庞大的传输数据，传统的电力线或电池供电方式将面临安装成本、运营成本、维护成本、使用寿命以及环保方面的问题，在这种情况下，使用能量采集技术可以帮助传感器设备实现易安置、免维护、长寿命以及绿色环保等目的。能量采集技术将往更低功耗、更高效率、更易用的趋势发展。

　　目前的难点在于整个能量采集系统需要专用的、昂贵的低功耗模拟电路芯片;需要非常仔细地去设计能量采集、转换以及存储;需要计算复杂的能量收集负载功耗;需要灵活的低功耗芯片去执行能量收集系统负载的传感、处理以及通信功能。

　　赛普拉斯提供一个基于S6AE101A的完整的、无电池能量采集套件($49)方案，并免费提供Easy DesignSim™在线仿真软件，简化能量采集系统设计以及能量采集系统负载的计算，可以帮助客户快速熟悉能量采集技术并解决能量采集系统的设计难点。(作者：蒋家亮、李冬冬)

工业4.0/机器人：人工智能和人机交互技术将会起到至关重要的作用

　　伴随德国总理默克尔访华，“工业4.0/机器人”的相关话题受到广泛关注。未来，人工智能的研究成果和新一代人机交互技术将参与到制造业的所有关键领域，并对大众社会造成广泛影响。工业3.0时代向工业4.0时代的过渡，实质上是现有的工业自动化向工业智能化、网络化转型，而这其中人工智能和人机交互技术将会起到至关重要的作用。科大讯飞于2014年正式启动了讯飞超脑计划，该计划的目标是研发实现具有深层语言理解、全面知识表示、逻辑推理联想、自主学习进化等高级人工智能的智能系统，并且在教育、客服、人机交互、医疗等领域实现推广应用，推动相关应用系统实现智能程度的本质突破。目前，工业智能化中呈现三个主要功能方向——“自主互联”、“自然交互”及“智能决策”，也是科大讯飞“讯飞超脑”计划已经部分实现同时正在全面深入研究的课题。这种高级人工智能的突破，必将涉及认知智能领域的各个信息服务系统实现本质的飞跃，而人工智能产业也将从代替体力劳动升级到代替大量的脑力劳动工作，某种意义上说，将有望实现人类劳动的更大程度的解放。在刚刚结束的科大讯飞年度发布会上，我们也已向外界展示了科大讯飞在人工智能和人机交互技术等领域的最新研究成果和实力基础。正如所见，在推动工业4.0发展的道路上我们已经踏出了坚实的一步。

　　作为中国最大的智能语音技术提供商，科大讯飞在智能语音技术领域有着长期的研究积累。核心技术代表了世界最高水平，并在语音合成、语音识别、口语评测、自然语言处理等多项技术上拥有国际领先的成果，占有中文语音技术市场70%以上市场份额。随着移动互联网、智能硬件浪潮的到来，科大讯飞整合了各技术领域多年的研究成果，构建了全球首个智能人机交互平台——“讯飞开放平台”：将以语音交互为核心的人工智能技术开放给业界开发者，随着各产品领域的持续丰富和合作伙伴的不断加入，“讯飞开放平台”将不断为产业发展推波助澜。

针对工业IoT应用的主要无线要求

　　目前，大家都在谈工业物联网 (Industrial Internet of Things ―IIoT)以及对于工业传感器之无线连接能力的关联需求。对工业界来说，给机器、泵、流水线和轨道车辆等物件装备传感器的概念并不新鲜。为特定用途而设计的传感器和网络已在工业环境中激增，从炼油厂到生产线均在其列。

　　历史上，这些网络在网络可靠性和安全性方面遇到了一个很高的门槛，完全无法利用消费类技术来应对。特别地，这些传感器实现联网的方法决定了在工业应用特有的严苛环境中是否能够以安全、牢固和具成本效益的方法来部署传感器。

　　由于其工作涉及工业级的可靠和安全无线传感器网络，因此凌力尔特的 Dust Networks 产品组开创了几项如今是主要无线网络标准之组成部分的关键技术，包括WirelessHART (IEC62591) 和新涌现的 6TiSCH IETF 标准。这些无线网络标准专为满足工业应用的需要而特别制定的，下文进行了概要总结。

　　首先要考虑的是可靠性和安全性。与消费类应用不同，成本往往是消费类应用中最重要的系统属性，而工业应用一般是把可靠性和安全性列为榜首。在OnWorld对工业无线传感器网络(WSN) 用户所做的全球性调查中，可靠性和安全性被受访者举出为两个最重要的问题。如果您考虑到一家公司生产商品的盈利能力、质量和效率，以及工人的安全要常常依赖于这些网络时，这就没什么好惊讶的了。可靠性和安全性对于工业无线传感器网络之所以不可或缺，原因即在于此。

　　工业IoT并不是由无线技术专家安装的。大多数情况下，已确立的行业将逐步地在其传统产品以外增添工业IoT产品和服务，而其客户则将在新和老式设备混合使用的环境中进行部署。工业 WSN 中所体现的智能必须给工业IoT产品提供一种易用性，从而使得过渡过程对于现有的现场工作人员而言是无缝的。而且，系统应可供全球部署之用，因为最终用户对于工业IoT的广泛采用常常是遍及全公司，并且要求多地点标准化。

　　传感器可安放在任何地方。对于工业IoT应用而言，传感器或控制点的精准布设是至关紧要。无线技术有望实现无线通信，但是如果您需要插上电源来给无线节点供电，或者每隔几小时或甚至几个月对其进行再充电，那么部署的成本和不切实际的方法就变得让人望而生畏了。(作者：于继栋、Joy Weiss)

联网家庭：无线连接技术是最大的推动力

　　物联网的演变与发展推动了多种不同终端细分市场的快速发展，也带来了巨大机遇。随着消费者对家庭自动化监控的需求持续上升，分析师预测家庭自动化市场到2019年的产值将达164亿美元。在当今的智能家居中，人们可远程操控一系列不同的设备和系统，如照明、取暖、空调、安保系统以及冰箱、洗衣机、烘干机、洗碗机等家用电器。利用家庭无线网络，对上述系统的远程控制可使我们快速了解一切家用设备的运行状况，且在任何地方都能轻松管理家庭能耗，并可对家用电器的功能进行调节。在物联网市场蓬勃发展的早期阶段，许多产品创新都来源于创业公司的奇思妙想，但这些创业公司都会面临人力、资金和产能的限制。为了帮助新生企业茁壮成长，跟上市场需求，智能家居技术还需要众多要素的支持，其中包括充满活力的智能家居生态系统、功能强大的组件、设计出色的软硬件平台，以及最重要的——不同设备之间的互操作性。

　　智能家居家电开发和推广的背后，无线连接技术是最大的推动力，它实现了智能设备与家庭网络的连接，从而能随时随地监控家用电器。在Wi-Fi、智能蓝牙、NFC和电力线通信(PLC)等业经实践证明的技术支持下，高效的设计方案不断降低智能家电的处理功耗需求。反过来，其高效性又能帮助制造商设计、生产并向市场推出低成本产品，大规模地促进消费。(作者：Brian Bedrosian)

汽车电子：新能源汽车会越来越多

　　今后中国新能源汽车会越来越多，针对新能源汽车相关的产品，东芝推出了例如在节能方面非常有功效的马达驱动的电路，还有在电动车混合动力里面广泛使用的光机电器件类似的产品。车载信息化方面，东芝除了既有的车载音箱产品以外，还增加了与互联网、车联网相关的无线互联的蓝牙产品、存储产品。

　　针对环保的要求，东芝提供非常独特的有优势的电机控制技术，东芝的BiCMOS的制成技术已经实现130纳米高性能的制程，可以提供非常高性能的低导通阻抗。安全领域东芝提供独特的专利技术的图像处理技术。如Visconti™ 的ADAS系方面的识别芯片，还有汽车仪表方面提供的是Capricorn™ 系列的车载仪表的解决方案。信息领域，东芝把在消费电子领域里非常强的存储方案提供到车载方面，如东芝特别推出SLC NAND、e•MMC、SD卡和SSD，针对车载的要求。(作者：田中基仁)

本文来源于中国科技期刊《电子产品世界》2016年第1期第8页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。