《MIT Tech麻省理工科技評論》4/25
* 【美國科學家研發出迄今最白塗料,可使建築物降溫】
近日,美國工程師研制出了迄今為止最白的塗料,給建築物塗上這種塗料或許能給它們降溫,從而減少對空調的需求。據悉,研究人員篩選了 100 多種材料,測試了 10 種不同的配方,最後用高濃度硫酸鋇研制出了這種超白塗料。這種新的最白塗料配方最高能反射 98.1% 的陽光(此前研制出的超白塗料能反射 95.5% 的陽光),同樣能將紅外線熱量從物體表面散射出去。
* 【SpaceX「龍」飛船成功與國際空間站交會對接】
SpaceX「龍」飛船成功與國際空間站交會對接,載有 4 名太空人的SpaceX「龍」飛船在甘迺迪太空中心發射升空。本次載人飛行任務也是 SpaceX 與美國國家太空總署第二次商業載人太空發射任務。
* 【以色列研究人員發現「大腦飢餓」作用機制】
耶路撒冷希伯來大學和魏茨曼科學研究所的研究人員與倫敦大學瑪麗皇后學院的英國同行合作,發現了「大腦飢餓」的作用機制,有望在減肥方面取得突破性進展。該研究指出一種黑皮質素 4 受體(MC4 受體)控制著我們身體的飽腹感,同時也可以由一種藥物觸發。
* 【MIT 物理學家通過研究黑洞自旋以尋找暗物質拖拽黑洞證據】
MIT 的物理學家們研究了黑洞的自旋以尋找暗物質減慢黑洞自轉的跡象。研究小組研究了 45 個黑洞雙星的自旋,並計算了當這些黑洞跟一種被稱為超輕玻色子的假想粒子在一定質量範圍(1.3x10^-13 電子伏到 2.7x10^-13 電子伏)內相互作用其旋轉速度會有多快。結果他們發現,兩個黑洞的旋轉速度太快,以至於無法跟超輕玻色子發生任何相互作用。這個結果表明在這個質量範圍內的超輕玻色子不是暗物質,或者也許真的沒有暗物質這種東西。
* 【透明奈米層或帶來轉化效率超過 26% 的太陽能電池】
來自于利希研究中心的太陽能研究人員領導的一個國際工作組設計了一種用於太陽能電池前端的奈米結構透明材料,這種材料有望幫助硅太陽能電池轉化效率超過 26%。相關研究已經發表在著名科學雜誌《自然能源》上。
* 【俄羅斯改進型鈣鈦礦光電池降低能量損失】
俄羅斯國立研究型技術大學(MISIS)科研人員使用氧化鎳納米粒子和結構開發出一種新型光電池,可為物聯網無線設備、健身跟蹤器、智能手錶和耳機提供能量。相關研究結果發表在國際期刊《太陽能材料及電池 》上。
* 【美日將共同開發 6G 移動通信技術】
美國總統拜登和日本首相菅義偉同意共同投資 45 億美元,開發被稱為 6G 或「超越 5G」的下一代通信技術。兩國領導人在華盛頓會晤後發佈的一份聲明顯示,兩國將投資於安全網絡和先進信息通信技術的研究、開發、測試和部署。其中,美國已承諾為此提供 25 億美元,日本承諾提供 20 億美元。
* 【MIT 研究人員利用奈米炭黑讓水泥具備導電性,或帶來新採暖系統】
MIT混凝土可持續性中心 (CSHub) 和法國國家科學研究中心 (CRNS) 的研究人員,通過將高導電性納米炭材料(碳奈米纖維、奈米管、奈米炭黑和氧化石墨烯)引入到混合物中制備出大量具有導電性能的非均相水泥復合材料樣品。該材料施加低至 5 伏的電壓可以將水泥樣品的溫度提高到 41 攝氏度,這或可以替代傳統的輻射暖系統。
* 【「毅力」號探測器首次在火星成功制氧】
「毅力」號探測器在火星上首次成功從火星大氣中產生了 5.4 克氧氣,這為宇航員未來探索「紅色星球」鋪平了道路。
* 【天文學家用 9 架太空望遠鏡觀測了比鄰星猛烈耀斑】
一個天文學家團隊使用 9 架望遠鏡發現了一個來自太陽最近的比鄰星 (Proxima Centauri) 的極端爆發或耀斑。他們的研究成果已發表在《The Astrophysical Journal Letters》上,它將有助於指導尋找太陽系以外的生命。
* 【哈佛大學科學家受摺紙啓發,開發新一代穩定的充氣結構】
哈佛大學約翰·A·鮑爾森工程與應用科學學院(SEAS)的研究人員受摺紙啓發,開發了雙穩態充氣結構。這些結構部署後鎖定在原地,不需要持續的壓力,可為新一代堅固的大型充氣系統提供更直接的途徑。該研究發表在《自然》雜誌上。
* 【EPFL 的科學家研發出超低損耗的氮化硅集成光子電路】
洛桑聯邦理工學院(EPFL)的科學家們開發出了超低損耗的氮化硅集成電路(IC),集成電路的損耗為 1 dB/m,是非線性集成光子材料的紀錄值。這種類型的超低損耗對於允許使用片上波導合成、處理和檢測光信號的集成光子學來說至關重要。
* 【瑞典隆德大學研究發現關鍵肌肉基因與 2 型糖尿病有關】
瑞典隆德大學的一個研究小組發現,在 2 型糖尿病患者中,一個特定的基因對肌肉乾細胞創造新的成熟肌肉細胞的能力非常重要。該研究結果發表在《自然通訊》上。
* 【英特爾第一財季營收 197 億美元,淨利同比降 41%】
英特爾公佈 2021 財年第一財季財報。報告顯示,英特爾第一財季營收為 197 億美元,與上年同期的 198 億美元相比下降 1%;淨利潤為 34 億美元,與上年同期的 57 億美元相比下降 41%;不按照美國通用會計准則的淨利潤為 57 億美元,與上年同期的 61 億美元相比下降 6%。
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電池並聯電壓計算 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的精選貼文
TrendForce 發布 2020 年 10 大科技趨勢
作者 TechNews | 發布日期 2019 年 10 月 02 日 14:40 |
全球市場研究機構 TrendForce 針對 2020 年科技產業發展,整理 10 大科技趨勢,內容請見下文。
AI、5G、車用三箭頭,帶動半導體產業逆勢成長
2019 年在中美貿易戰影響下,全球半導體產業呈現衰退。展望 2020 年,儘管市場仍存在不確定性,但在 5G、AI、車用等需求挹注下,將帶動半導體產業逐漸脫離谷底。IC 設計業者將導入新一代矽智財、強化 ASIC 與晶片客製化能力,並加速在 7 奈米 EUV 與 5 奈米的應用。在製造方面,7 奈米節點的採用率增加,5 奈米量產及 3 奈米研發的時程更加明朗,先進製程製造的占比將進一步提升。此外,化合物半導體材料如 SiC、GaN 與 GaAs 等,具備耐高電壓、低阻抗與切換速度快等特性,適合用於功率半導體、射頻開關元件等領域,在 5G、電動車等應用備受重視。最後,由於晶片線寬微縮及運算效能提升,使先進封裝技術逐漸朝向 SiP(系統級封裝)方向發展;相較於 SoC(系統單晶片),SiP 的組成結構更靈活且具成本優勢,更能符合 AI、5G 與車用等晶片的發展需求。
DRAM 往 EUV 與下世代 DDR5 / LPDDR5 邁進,NAND 突破 100 層疊堆技術
現有 DRAM 面臨摩爾定律已達物理極限的挑戰,製程已來到 1X / 1Y / 1Znm,進一步微縮不僅無法帶來大量的供給位元成長,反而成本降低的難度提升。DRAM 廠目前在 1Y 與 1Znm 製程將開始將單顆晶片顆粒的容量由現有主流 8Gb 提升至 16Gb,使得高容量模組的滲透率逐漸升高,並且有機會在 1Znm 開始導入 EUV 機台,逐漸取代現有的 double patterning 技術。以 DRAM 的世代轉換來說,DDR5 與 LPDDR5 將在 2020 年問世,進行導入與樣本驗證,相較於現有的 DDR4 / LPDDR4X 來說,將會更省電、速度更快。
NAND Flash 市場將首次挑戰突破 100 層的疊堆技術,並將單一晶片容量從 512Gb 提升至 1Tb 門檻。主要為因應 5G、AI、邊緣運算等持續發展,除了智慧型手機、伺服器/ 資料中心需要更大的儲存容量外,更要求單一儲存裝置的體積進一步微縮。除了 NAND Flash 晶片的進化,智慧型手機上儲存介面也會從現有 UFS 2.1 規格,升級至更快速的 UFS 3.X 版本。在伺服器 / 資料中心方面,SSD 產品也會導入比 PCIe G3 速度與效能快 1 倍的 PCIe G4 介面。兩樣新產品明年將鎖定高階市場。
5G 商用服務範圍擴大,更多硬體終端問世
2020 年全球通訊產業發展重點仍為 5G,不論晶片大廠高通、海思、三星與聯發科等,亦或設備商華為、Ericsson 與 Nokia 等將推出各種 5G 解決方案搶攻市場。在網路架構發展上以獨立(Standalone,SA)5G 技術為主,包括 5G NR 設備和核心網路需求提升。SA 網路強調無線網、核心網和回程鏈路架構,支援網路切片、邊緣計算等,在上行速率、網路時延、連接數量均符合 5G 規範性能。另外,隨著 2020 年上半年 R16 標準逐步完成,各國電信營運商規劃 5G 網路除在人口密集大城市外,也會擴大服務範圍商用,預計將看到更多 5G 終端或無線基地台等產品問世。
全球 5G 手機滲透率有望突破 15%,中國廠商市占逾半
2020 年智慧型手機的外觀設計重點仍圍繞在極致全螢幕,進而拉升螢幕下指紋辨識搭載比例提高、螢幕兩側彎曲角度加大,以及螢幕下鏡頭的開發。此外,記憶體容量規格提高,以及持續優化鏡頭功能,包含多個後鏡頭、高畫素等,也是開發重點。至於 5G 手機的發展,隨著品牌廠積極研發,以及中國政府推動 5G 商轉,明年 5G 手機的滲透率有機會從今年不到 1%,一躍至 15% 以上,而中國品牌的 5G 手機生產總量預計將取得過半市占。然而 5G 通訊基地台的布建進度、電信營運商的資費方案以及 5G 手機終端定價才是決定 5G 手機是否能吸引消費者購機的關鍵。
高刷新率手機面板需求看增,平板成為 Mini LED 與 OLED 新戰場
在手機面板方面,目前 OLED 或 LCD 面板的規格已經能滿足各類消費者的需求,然而伴隨著 5G 布建展開,其高傳輸效率與低延遲的特性,除了改善手機內容的動態表現,也開創手機在 AR 等其他領域的應用,帶動 90Hz 甚或是 120Hz 面板的需求。
另外,以最熱門的電競應用來看,除了既有的高刷新頻率面板,透過 Mini LED 背光增強對比表現的更高階產品,量產的條件也越來越充裕。而在採用 LCD 多年後,市場也傳出 2020 年的 iPad 可能同步推出採用 Mini LED 背光與 OLED 這類增強畫質表現的面板技術,讓平板成為 OLED 與 Mini LED 另一個發展契機。
顯示器產業供過於求,Micro LED 開創新藍海
從 Micro LED 自發光顯示器進展來看,越來越多面板廠商推出玻璃背板的 Micro LED 方案,但由於良率問題,目前模組最大做到 12 吋,更大尺寸的顯示器則是透過玻璃拼接的方式實現。儘管短期內 Micro LED 的成本仍居高不下,但由於 Micro LED 搭配巨量轉移技術可以結合不同的顯示背板,創造出透明、投影、彎曲、柔性等顯示效果,未來將有機會在供過於求的顯示器產業當中,創造出全新的藍海市場。例如,若結合可摺疊顯示螢幕方案,Micro LED 因為材料結構強健,不需要很多保護層,也不需要偏光處理,或許是一個適合切入的領域。
TOF 方案的 3D 感測模組搭載率提升,有利未來 AR 應用發展
相較於結構光,TOF(Time of Flight)技術門檻較低,且供應商較多元,因此 TOF 模組成為手機後置多鏡頭的選項之一。雖然 2020 年 3D 感測並沒有明顯的新應用出現,但預計會有更多品牌廠商願意增加搭載 TOF 模組的機種,帶動 TOF 的 3D 感測模組在智慧型手機的普及度逐步提高。而隨著 iPhone 在內的智慧型手機開始搭載 TOF 模組,透過提供更精準的 3D 感測和影像定位,強化 AR 效果,將提高消費者使用 AR 應用的動機,並吸引更多開發商推出更多 AR 應用程式,進一步提升對 3D 感測模組的需求。
感測能力與演算法成為物聯網加值關鍵
隨著技術與基礎建設日漸完備,2019 年物聯網在各層面多已邁入商業驗證階段,帶來投資效益。2020 年物聯網在各垂直應用領域將向下扎根,已打底的製造、零售業等持續透過技術以優化流程與加值服務,農業、醫療等也將有更廣泛的產業轉型。在技術方面,將著重於提升感測能力,使其能進行五感偵測並對周遭環境做出更多反應,以及 AI 演算法的突破以進行更多深度學習。此外,物聯網裝置連結數的上升造就大量數據,邊緣運算與 AI 於終端設備之整合將是可期未來,進而帶動軟硬體升級商機。
自動駕駛將落實終端應用,探索更多商業模式
2020 年自動駕駛技術的商業化,以商用車、特定行駛路線和區域性特殊應用為 3 個主要的特色,並且多數鎖定在 SAE Level 4 自駕等級。能在 2020 年看到更多量、更多類型的自動駕駛商用案例,其中一項驅動因素來自各類平台化產品,如 NVIDIA Drive 運用 AI 人工智慧技術的自駕車開發平台,以及百度 Apollo 開放平台提供不同自駕場景的解決方案等,都協助車廠及各級開發商加速將自駕技術落實於產品中。然而,自駕技術的開發成本高,車廠或技術開發商需要找出更多自駕技術的可能性,並且必須可獲利、優化成本和改善問題,因此找到能滿足該可能性的商業模式也是 2020 年的重點。
太陽能模組產品標準化已成歷史,終端產品選擇將優先考量發電性價比
太陽能技術發展不斷更新,2018 年及之前的模組皆為標準 60 片或者 72 片版型排列,電池片也都以完整尺寸呈現。而 2019 年電池片的版型改變與模組端的微型技術發展多樣化,包含半片、拼片、疊片(瓦)、多柵線、雙玻、雙面(電池)模組等多樣技術疊加運用,使得最終模組產品的輸出功率相較於 2018 年增加一到兩個檔次(bin)。然而,模組產品的核心競爭力取決於度電成本。要降低度電成本,就要提升電池效率與模組功率,以創造更大發電量並確保產品長期的可靠性。未來市場產品定價的話語權將不再由製造端掌握,而是以市場需求及買方接受度為依歸。
資料來源:https://technews.tw/2019/10/02/trendforce-releases-2020-top-10-technology-trends/
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#物聯網IoT #汽車電子 #電源設計 #電池管理系統BMS #電力計量GAUGE #電池充電狀態SOC #庫侖計數Coulomb count #儲能系統ESS #不斷電系統UPS #阻抗追蹤IT
【電池老化了嗎?有請「阻抗追蹤」來解答!】
電池老化既是必然,又何必費心籌謀?事實上,偵測電池健康度是預防電池老化的第一步,只要偵測夠準確,就能進一步採取保護措施。例如,設備商一旦評估系統無法承受電壓遽降至基礎工作電壓以下,或會主動減少電池負載;然而,此舉若未事先知會使用者,恐導致意外之災而引發民怨。利用電力計量 (GAUGE) 診斷電池健康狀態,告知消費者何時須更換電池;而「阻抗追蹤」(Impedance Tracking, IT) 演算法可估算老化電池內阻增加後的電壓突降,是系統開發的好幫手。
相較於消費電子產品,儲能系統 (ESS) 或大串數系統對於可靠度和安全性有更高要求,電池使用方式亦隨產品功能而異,需要不同 GAUGE 計算;例如,手機需重覆充放電循環,但不斷電系統 (UPS) 卻是一直處於充飽電狀態。GAUGE 演算法可藉「阻抗追蹤」偵測電池放電狀況、計算電池內阻,並將它映射到電池在放電時的電壓差就能瞭解電池的健康程度。特別一提的是,UPS 備援系統計量傳統上需借助人工放電至趨近 0% 水準,才能取得電池參數、據以判斷電池壽命。
所幸,有廠商特地為此開發專屬的「不常放電演算法」(Rarely Discharged Algorithm) 來解決這個困擾,允許系統選擇性放電 1~2%;只要透過小容量的放電就可計算電池內阻,且在檢查電池健康程度之際,仍可一如往常維持備援所需容量,大幅減少人工放電的時間以及放電中 (Learning) 系統遭遇停電的風險。無論是對電池的安全監控保護和管理,都是為了提高電池的續航力及使用壽命,並減少成本;與此同時,還須兼顧電池應用的安全和可靠性。
探索大串數電池模組 IC 製程的耐壓程度,並在寬幅溫度區間力求量測精準度,是各家供應商要求的通用規範、也是演算法的運算基礎;至於如何確保運作可靠性與高效性?正是各家演算法的核心技術所在!另面對時有耳聞的電動車燒毀事故,電池設計的「安全可靠」更是第一要務,而 BMS 更肩負以下重任……。
延伸閱讀:
《電池 GAUGE 與使用因終端應用而異》
http://compotechasia.com/a/____//2018/0309/38295.html
(點擊內文標題即可閱讀全文)
#德州儀器TI #不常放電演算法
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更是我们学习物理电路的基础,不同电路的电流和电压的计算却别很大,或许简单点的问题大部分的学生 ... 為什麼電池並聯電流不增加,串聯後卻增加? - 劇多 · https://www. ... <看更多>