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万物互联时代 Molex如何“连接”未来?

关键词:物联网 5G技术 可穿戴设备

时间:2019-12-30 15:02:00      来源:中电网

一直以来,Molex在连接市场表现非常出色,Molex将创新与技术结合到一起,为全球客户提供电子解决方案。Molex在全球超过40个国家建立业务,为多个领域提供全套解决方案和服务,包括数据通信,消费类电子,医疗,工业,汽车及商用车等。近期,中电网采访了Molex中国销售总监Clark Chou,共同探讨了Molex在可穿戴市场以及5G时代、物联网时代的表现以及所能带来的机遇。

——访Molex中国销售总监Clark Chou

一直以来,Molex在连接市场表现非常出色,Molex将创新与技术结合到一起,为全球客户提供电子解决方案。Molex在全球超过40个国家建立业务,为多个领域提供全套解决方案和服务,包括数据通信,消费类电子,医疗,工业,汽车及商用车等。近期,中电网采访了Molex中国销售总监Clark Chou,共同探讨了Molex在可穿戴市场以及5G时代、物联网时代的表现以及所能带来的机遇。

Molex中国销售总监Clark Chou

在可穿戴市场,尤其是智能手机,充电间隔越长,消费者就越喜欢。Molex做出了哪些努力,延长手机充电的间隔时间?Clark称,Molex为手机提供包括电源在内的、一系列范围广泛的互连解决方案。它们的设计可以实现极高的可靠性与电源的完整性,这种组合显著降低了偶然发生或者意外发生电池耗竭的可能性,从而延长两次充电之间的待机时间。这类连接器还可以为可穿戴设备之类紧密封装的应用提供一种紧凑的微型化解决方案。

微型化还可以为电池提供更多的空间,从而方便使用待机时间更长的电池,并且为实施了更加复杂的电路的设计提供支持。比如说,对于在耳塞之类的真无线立体声 (TWS) 产品中的使用来说,Molex提供 0.35 毫米螺距、0.6 毫米插入高度的 SlimStack 板对板电源连接器,以及 Easy-On 超细螺距 FPC 连接器。这些产品可以促成实现微型化,从而增强电池的续航时间。

此外,Molex抗腐蚀的 Pogo 和 Puck-Pin 充电解决方案确保电池在像人体汗液一样潮湿的环境中,也可良好保持充电能力。

另一种微型化技术就是Molex的 MID/LDS 技术,该技术将模块化的成型方式与激光技术结合到一起,通过激光直接成型工艺来确定电子设备的设计。例如,MID/LDS 可用于定义可穿戴设备中的天线。LDS 解决方案还允许在周围的塑料结构中进行信号的路由以及天线的设计,进一步的节省空间,从而延长电池寿命,同时实现更好的连接能力,以便接收无线立体声音频。

为Qi技术提供良好支持

无线充电技术对于可穿戴设备来说是使用最为广泛的一种充电技术。Molex为感应式无线充电、也称为 Qi 技术,提供良好的支持。感应式充电 – 比如说,也就是电动牙刷与其基座之间的无线能量传输 – 可以将输入电压转换为恒定的输出电压,其工作原理与标准的组合电路元件发挥功能的方式相同。

主要的区别则在供电设备 (PSU) 方面。PSU 中使用的线圈绕组在无线充电功能中独立安装而成。通过发射机模块中的线圈,可以在 105 KHz 和 205 KHz 之间一个精确定义的频率下产生磁场;接收机设备中的线圈可以接收频率相同的电功率,然后生成为设备电池充电的电压。

通过采用Molex的无线充电功能,移动设备无需任何电缆或者外观难看的底座即可平稳迅速的进行充电。将移动设备置于充电托盘上即可,该托盘含有一个多线圈系统,以便在每次使用时都可确保最佳的充电效果。

在汽车中应用这一方法来为移动设备充电,就可以避免掉一些会与标准充电方式产生干扰的潜在问题,比如说适配器丢失或者电缆影响到注意力等等。

Molex多项解决方案轻松解决可穿戴设备常见难题

Clark表示,与其他电路互连技术相比,FPC 以及相关的电缆和连接器可以为医疗领域可穿戴设备的设计人员提供显著的优势。基于 FPC 的产品可以做到尺寸更小、重量更轻,而且更具柔性,举例说来,这些对于可穿戴的医疗器械来说,都是关键性的设计标准。在可穿戴设备类别下,设备的空间受到极大的约束,这是很常见的情况,因而基于 FPC 的设计还可以同时保持信号和电源的完整性,避免发生散热问题。

Molex同时提供柔性铜电路和柔性银电路选项。对于其中的热管理具有至关重要作用的高功率应用,或者信号完整性由于速度高达 10 Gbps 而受到极大重视的应用,柔性铜电路或者同时采用柔性材料与印刷电路板材料(刚柔混合)制成的电路极其有效。在导线宽度达到十微米数量级的条件下,最多可以设置八个导电层。柔性铜电路使用的基板中,通常含有一层以化学方式蚀刻而成的铜膜,从而产生相应的电路与铜垫。

对于并不需要这样的性能、以及对于成本极其敏感的其他应用来说,设计人员则可以考虑环境友好型的柔性银电路方案。与柔性铜电路所不同的是,柔性银电路采用了一种增材制造工艺,其中使用了银墨以在聚酯基板(其他有潜力的基板则包括纸张、织物以及 LDPE 热塑性材料)上印刷或者遮蔽出电路,从而产生具有同等效果的 4 至 6 层的超薄柔性印刷电路板。Molex可以印刷出薄至 0.127 毫米(0.005 英寸)的电路。微控制器、传感器及其他组件可以使用Molex工程师设计的独一无二的技术来粘结到柔性基板上,同时实现极高的可靠性,使灵活性不受丝毫影响,同时达到顶级的能效。

另一种降低发生热问题的可能性的微型化技术就是Molex的 MID/LDS 技术,在问题 1 的答复中已经提到过,这种技术将模块化的成型方式与激光技术结合到了一起,可通过激光直接成型工艺来界定电子设备。

工业用智能眼镜或将成为未来五年可穿戴市场趋势

Clark认为,对于专业应用来说,我们预计在医用可穿戴设备方面将实现主要的增长,而医疗电子现在已经是一个高增长的细分市场,在这个市场上正在进行着重大的开发工作。同时具备短程无线连接功能的医用可穿戴设备可以促成远程诊断和“远程医疗”的发展趋势,使包括迅速老化的人群在内的众多病患可以待在家中,不会由于临床护理和住院治疗而导致成本上升。

助听器也已经具有了一个相当大的用户基数,但是,在Molex我们认为,得益于我们的防水连接器和防水电缆,我们将会实现增强的设计。这些都会有助于在任何气候下实现并保持可靠的外部连接。

此外,通过在上述概述的Molex MID/LDS 解决方案,使用 LDS 来定义的天线可以为助听器改善蓝牙连接能力。并且,使用具有无线充电功能的磁性充电底座,还可以极大的增强用户体验。

对于众多用户来说,由于可以整合活动监测和活动跟踪功能,智能手表也成为了健康的同义词。当这种健身追踪功能与就智能手机的活动来提醒用户的能力结合到一起后,再加上支付以及对智能家庭中形形色色功能的控制,比如说住宅安防系统的开关,在对价格较为敏感的情况下,这些功能就构成了极具吸引力的产品,而且市场分析一直都预计这些产品在今后五年内将持续增长。根据预计,这类设备也将开始整合进触觉技术,从而可以通过振动等等功能来提醒用户,就像包含进摄像头一样,这就可能会实现一项受到大众欢迎的功能。

至今为止,智能眼镜在社会上的接受程度并不高,但是我们预计在工业应用方面,智能眼镜将会实现增长,比如说,维修技术人员在使用眼镜后,可以通过无线以及目视的方式来查看测试说明,或许还会采用视频的形式。我们认为在这方面存在着巨大的增长潜力,而且对于短程的无线解决方案来说,还有着众多的潜在应用。

我们认为,除非在微型化和电池设计等方面做出革命性的突破,否则这就将是今后五年内可穿戴设备市场的大致趋势。Clark称。

集中精力 发力智能消费品和移动市场

在面对2019年市场以及出货情况不佳,很多企业似乎都面临着库存的压力,而对于Molex来说,当前并没有遇到过量库存的问题。即使电子和半导体产业中一些细分市场的发展放缓,对互连解决方案的需求也将始终保持在较高的水平。毕竟,每台电子设备都需要一定形式的连接。

供需关系是难以预测的。举例来说,智能手机和平板电脑之类超移动设备的销售最近已经放慢,但是在Molex,并不存在存货过剩的风险。尽管智能手机已经放缓,其中电子元件的密度、芯片数量以及内部各种设备的发展只增不减 – 因此一直良好保持着对于Molex解决方案的需求。

在特定的细分市场上,我们关注的是互连车辆,在这方面我们最近提供了一种 10G 以太网解决方案。有越来越多需要网络通信解决方案的应用现在正在整合到车辆当中,ADAS(高级驾驶辅助)就是一个很恰当的例子,其中雷达、激光雷达以及车载摄像头可能都会发挥一定的作用。在数据通信/电信领域,我们的目标是满足对高速通信的需求,这一市场部门现在需要的是达到 100G、甚至是 400G 数据速率的解决方案。物联网是一个范围极广的类别,但是我们尤其正在集中精力,为智能消费品和移动这两个细分市场提供解决方案。

我们在进入这些市场并且拓展业务的过程中,怀着极大的乐观精神,这是因为,技术正在十分迅速的发展着,并且我们对自身的产品开发能力充满信心,在这方面我们可以获得各个区域中心的大力支持,从而良好应对挑战。

微型化带来的挑战是可穿戴设备设计上的主要挑战,可以作为其中的一个例子。当您将多种无线电功能及其天线、以及或许是十几个或者更多个传感器封装到手机中时,可能就会在保持电磁兼容性和信号完整性上遇到潜在的问题,但是,通过与客户的合作,我们可以及时提供成本效益极高的解决方案。

Molex谈5G市场

相对于 LTE 4G 来说,业界预计将从带宽更高的 5G 上获得更多的效益,但是基础设施的扩建可能需要至少两到三年的时间,而且大规模多输入多输出天线和波束指向之类的技术也可能需要时间来加以完善,5G 调制解调器的设计也是如此。尽管如此,在今后十年间或者更长的时间内,5G 蜂窝网络在准备就绪后将对我们重点关注的市场产生巨大的影响。

5G 的建设则是另外一个范例,展示了在电信和数据通信行业数十年来从事创新以及所积累丰富经验的基础之上,Molex将如何来开发颠覆性的技术,并且引领连接标准的发展,从而推动行业向前迈进。

我们全套的连接解决方案产品组合中包含了光缆、铜缆和射频连接、FPGA 解决方案,以及信号完整性工程,如此一来,我们所实现的能力可以为 5G 以及其他技术的发展铺平道路。

一个潜在的问题就是,现有连接器的形状系数正在功率和空间方面对现代移动通信技术构成制约,而网络的设计人员则日益需要紧凑型的连接器。

无线和 5G 网络基础设施还需要可以实现最佳的电气性能以及稳健的环保功能的同轴跳线,从而耐受各种因素的影响。Molex的 2.2-5 射频跨接电缆在工厂内预制而成,插入后可以提供 IP68 NEMA 等级的防护效果,保护连接器系统免受灰尘和水分侵入的影响。作为解决方案,Molex提供的定制组件集成了 2.2-5 连接器,采用一系列配对选项来实现设计上的灵活性,安装简便,并且具有最优的电气性能。IP68 等级的 2.2-5 系统采用了空气电介质接口,在 5G 网络上以及在空间和信号容量具有关键性的任何应用当中都可实现出色的带宽以及较低的插入损耗。

物联网时代赋予新机遇

物联网的目标是在人类活动的几乎任何方面都促成生产效率的提高,尽管在形成了 IIoT、也就是工业物联网之后,特别强调了这一点。

现代的工业机械和工厂日益要求各种自主、安全而又可靠的设备能够通过开放协议,在形形色色不同的网络上以实时的方式实现相互之间的通信。Molex的 IAS 4.0 可以更快的整合起原有的以及开放的网络工业通信功能。这一解决方案的核心可以根据行业标准,在从微控制器和各种 OEM 平台一直到多核工业个人计算机的范围内,实现对一系列多种系统的编程。这种高度可扩展的解决方案通过开放协议,可以在功能上确保高度的安全性,具有多种标准,同时可实时提供安全的多边通信功能,而且可在传感器上、在复杂的设备上、在边缘或者在云端运行。

Molex的工业自动化解决方案 4.0 (IAS4.0) 提供了一种开放架构的平台,通过无缝连接来实现安全可靠的数据交换,是实现智能制造的另一条途径。

随着工业 4.0 向更加开放的解决方案和平台的不断迈进,灵活性、效率、操作安全以及可靠的网络通信都已成为了核心的要素。半导体上的重大进步已经为时间敏感网络、采用人工智能 (AI) 的先进传感器以及机器学习 (ML) 之类的技术铺平了道路。这些众多的进步,在与消费者方面对信息模型的关注结合到一起后,已经为实现机器间 (M2M) 的互操作性开辟了新的机会,可以实现从单台传感器到机器、到生产线和装配线、到云端的实时数据传输。

工业上的 OEM 在开发内置传感器及智能功能的机械设备方面已经取得重大进步,可以实现分散控制功能,以远程方式安全的访问生产线以及整个工厂内的控制功能。创新性的机器人以及复杂机械的生产商将会较早的采用各种新技术。在中国,开发工作已在稳步进行中,正在激励着机械设备上的创新,并且会有助于在全球范围内推动采用各种新技术。

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