2020.12.21(一)
認識莫斯菲-坐擁千億商機
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大家早,我是 LEO
■ 什麼是Mosfet(莫斯菲)
Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor-金屬氧化物半導體-場效電晶體(簡稱:金氧半場效-電晶體)縮寫:MOSFET,跟我們的日常生活密不可分,應用範圍很廣,包含筆電、智慧型手機、工業、能源產品、電動車都大量應用,是電子產品必要的關鍵零件之一,簡單說,它就是扮演「電源控制元件」的角色。
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原理:在電晶體中當電子從源極經過電子通道在汲極流出,控制電子能否順利流出的關鍵就是Mosfet,當我們在閘極施加電壓,下方電子通道就會打開,電子就可以順利流出,它的功能就像水龍頭扮演控制水流從進水口到出水口的角色。
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■ 市場商機驚人
IC設計公司會把設計好的Mosfet電路圖交給晶圓代工廠(台積電、聯電、世界先進等)生產,大量新應用不斷增加,特別是高階mosfet應用於電動車等,研調機構預估到2022年mosfet市場規模高達75億美元。車用佔比估計22%,計算與儲存估計19%,工業用估計14%。
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■ 供給吃緊醞釀漲價
因為筆電及平板、WiFi 6設備、伺服器、遊戲機等新訂單持續湧入,車用晶片需求大舉回升,加上IDM廠擴大委外,6吋及8吋晶圓代工產能全面吃緊,交期拉長,投片成本也陸續從第 3 季起漲價約 15~20%,大陸MOSFET廠已經調漲價格10~20%,台灣的業者最快將在明年第 1 季有機會轉嫁客戶,反映成本的提升。
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■ 筆電市場
英特爾及超微的筆電新平台支援PCIe Gen 4及USB 4,同時加入人工智慧(AI)運算功能,單一系統對MOSFET需求及採用量倍增,在訂單排程上已是選擇性接單,高毛利的訂單將優先出貨。
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■ 5G快充商機
2020年5G智慧手機市場規模大約落在2億支左右水準,且進入2021年後將可望翻倍成長至4億支以上,5G手機傳輸速度更快,波長較短,天線變多,耗電變快,USB-PD快充功能成為標準配備,各廠大多以Type-C線材做為快充的充電線材,為支援更高規格的傳輸電壓,MOSFET也必須同步升級。
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因為8吋晶圓產能供給緊缺狀況下,品牌廠與OEM/ODM廠已經對台灣Mosfet供應鏈預定2021年上半年的訂單,且當中包含中國前四大智慧手機品牌及相關行動配件廠,使Mosfet廠順利搭上5G智慧機的快充列車。
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■ 電動車市場
根據拓墣產業研究院的數據,2021 年的電動車預估成長 36.7%,占全球新車銷售量近 4%,從長期的產業趨勢來看,功率元件產業重點發展項目一定是電動車。
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電動車的需求帶動不同電壓供電需求,難度更高,功率更大,更需要耐高溫,高壓,更穩定的特性,這塊市場幾乎都掌握在國際大廠手中,英飛凌(Infineon)就是業界龍頭,市占率約在 20% 左右,無論是 MOSFET、IGBT、GaN、SiC 都有完整的產品線。
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■ 第三代寬能隙材料功率元件
近年來各大廠積極研究新材料採用氮化鎵(GaN)與碳化矽(SiC)的新製程,雖然成本大幅增加, SiC功率元件價格約為矽基元件5倍,但是導入電源轉換器可提升電動車與電網間更高的運作效率、提高系統穩定度、系統及裝置小型化、縮短充電時間、延長電動車續航力等,在車載充電器及快充設備領域非常具有發展潛力。
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SiC較矽基元件具耐高壓、對應更高輸出功率、降低週邊電子元件損壞率、於嚴苛環境下信賴性高等優勢,在快充領域應用有很大發展潛力。同時,SiC元件可縮小快速充電樁的體積,延伸好處是能提升快充站土地利用坪效。
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根據德儀TI的說法,GaN的成本到2021年,成本將會大幅降低至1.37 倍,2024~2026年出現交叉,甚至2027 年 GaN 的成本將會遠遠低於傳統 矽製程Silicon。
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📊 台灣領導廠商
漢磊投控在SiC市場布局最早,旗下晶圓代工廠漢磊科提供4吋及6吋SiC晶圓代工,磊晶廠嘉晶(3016) 提供4吋及6吋SiC磊晶矽晶圓,均已獲客戶認證並進入量產,昇陽半(8028)則是專精SiC晶圓薄化。
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杰力(5299)是國內少數同時具有電源管理 IC 及 Mosfet 設計能力的公司,持續往 GaN 技術投入研發,據傳大中(6435)與杰力(5299)在技術上都已經有所突破。
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富鼎(8261) 有低壓產品之外,中高壓的 MOSFET,有能力直接與國際大廠競爭,今年 SiC 產品已經完成開發,尼克森及富鼎的碳化矽(SiC)二極體已開始出貨,2021年台灣MOSFET廠在GaN及SiC領域就有機會看到營收貢獻。
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♨ 股民當家團隊對於新一代半導體材料Sic、GaN在電動車、與快充領域特別感興趣,試想現在全市場都在講天鈺、通嘉、偉詮電、鈺邦,只是手機快充---相關股票就一直噴漲!
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💡 各位有想過電動機車,電動汽車電流電壓更高,如何才能充的更快,更安全,未來商機更大!一旦時機成熟,形成市場共識,天鈺就只是小菜罷了~~~
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降壓轉換器原理 在 COMPOTECHAsia電子與電腦 - 陸克文化 Facebook 的最讚貼文
#醫療電子 #光學心率OHR #皮膚電導Electrical Conductance
#感測器 #類比前端AFE #加速度計g-sensor #資料轉換器 #降壓Buck #升壓Boost
【光電感測,照護身心健康】
「心率」與「皮膚阻抗」,常被用來作為判斷生命跡象和人體健康的基礎指標。
光學心率 (OHR) 偵測技術的運作邏輯是基於心跳分為心臟收縮與舒張兩個階段,而運送到血管的血液會因心臟收縮與舒張時輸出血量不同,導致血管顏色有些微差異。光學心率監測器將光源打入皮膚內,光源會穿過生物組織中行進,再由接收器接收訊號,利用光感測元件吸收光線能量的原理,經由電光感應元件偵測皮膚下的血管搏動變化進行心跳率計算;吸收最多光線的時期,剛好是心臟收縮的時期。
此外,當皮膚緊張或出汗時,會開始分泌不同的費洛蒙和氣味混合物等物質,且「皮膚電導」(electrical conductance,簡稱「皮電」) 會隨之發生變化;藉由偵測皮膚電導活動技術與穿戴式設備遠端監控,可了解病患生理體徵,並回饋如何改善健康的資訊或協助病患克服、排除可能遭遇到的一切狀況,實現居家照護。另情緒緊張、恐懼或焦慮亦會使汗腺分泌增加、皮膚表面冒汗,導致皮膚導電性升高,「皮電」也被用於探究、判讀心理狀態。
演示視頻:
《ADI——智能健康:生理信號監測》
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降壓轉換器原理 在 COMPOTECHAsia電子與電腦 - 陸克文化 Facebook 的精選貼文
#電源設計 #電池充電 #降壓—升壓型電池充電器
【供應電壓大不同?萬用充電器就能搞定】
電源是電子產品的生命,然由於各種產品的電池組成與額定電壓不盡相同、充電的輸入電壓範圍大,有時會低於或高於輸出電池的負載電壓;為了適於替各種化學電池充電並接受各式電源輸入,電池須同時具備升壓及降壓的能力。凌力爾特 (Linear) LTC4020 降壓—升壓型電池充電器可在 4.5V~55V 的輸入範圍內運作,並產生高達 55V 的輸出電壓;由一個「降壓—升壓型 DC/DC 控制器」和一個「PowerPath」電池充電器組成,專為多種電池化學組成而優化。
LTC4020具有許多特點,包括:PowerPath 即時接通、基於定時器的充電、電池溫度監視、用於高阻抗電源的輸入電壓調節、充電狀態和故障報告,是一款通用的高電壓、高效率降壓—升壓型電源控制晶片。它採用四開關降壓—升壓型轉換器,只需一個電感轉換器的輸出直接連到系統負載,且能同時為電池充電。最大充電電流可藉由採樣電阻進行監測和調節,用戶可自行選擇在充電通路上加一個「場效應管」,以便在需要時將輸出電池與系統負載分開。
LTC4020適用於汽車電池、12V~24V軍工業/醫療用電源或太陽能板,採用三種充電模式,針對不同電池類型最佳化:
—對鋰電池可選擇恆流、恆壓充電模式,既可採用1/10電流,也可定時以終止充電;
—鉛酸電池可用優化的四步三級充電模式;
—帶定時功能的恆流充電。
它採用平均電流型控制,抗干擾能力強,電感平均電流透過輸入部分的兩個採樣電阻進行監測,能在系統負載供電的同時,為電池充電。充電過程中,充電通路場效應管絕大部分時間皆在開通狀態,阻抗很低。將電池和轉換器輸出連接在一起,對於過度放電而電壓很低的電池,LTC4020會自動將充電通路場效應管設置為一個線性穩壓器,以允許降壓—升壓型轉換器輸出;當高於電池電壓時,仍然能夠充電,該功能被稱為「即時開通」。
只要輸入電源具備,轉換器能立即提供高於電池電壓的輸出。在非充電狀態下,LTC4020自動將充電通路場效應管設置為一個理想二極管,如此電池與轉換器輸出是斷開的;然而一旦系統負載電流超過轉換器的最大供電能力,額外功率馬上能由電池通過該理想二極管,高效提供給負載。詳細工作原理如影片連結所示。
延伸閱讀:《Linear:高效率降壓—升壓型電池充電器》
http://www.compotechasia.com/a/CTOV/2015/1103/30397.html…
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#凌力爾特Linear #LTC4020
圖檔取材:pixabay.com
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