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AMT技术发展现状

AMT技术发展现状
AMT技术发展现状

AMT车辆自动变速技术的发展及国内现状

2002-8-13 15:01:14

1前言

车辆的自动变速技术是车辆改进和完善传动系统的一个重要方向,从1939年带有液力变矩器的全自动传动系统问世以来,自动变速技术得到了长足的进步和发展,特别是近代微电子技术在车辆上的应用,使得自动变速技术在车辆上的应用越来越广泛。

自动变速技术在车辆上的应用主要有三种:AT(Automatic Transmission)传动系统、CVT(Con-tinuously Variable Transmission)传动系统、AMT(Automated Mechanical Transmission)传动系统。AT传动系统是指液力变矩器+行星齿轮变速器组成的自动变速系统,这种变速系统诞生于20世纪30年代,经过60年的发展,其技术已十分成熟,目前占据着自动变速系统的主导地位。AT在美国和日本有着较高的市场占有率,目前国产的自动变速车采用的都是AT传动系统。AT传动系统简化了操纵、提高了舒适性和车辆平均速度以及行驶安全性和通过性,但是,它还存在传动效率低、结构复杂、制造困难、成本高等缺点。无级传动CVT是驾驶简便、提高车辆燃料经济性的理想装置,但传动带的强度和寿命问题,以及传动带与带轮之间的滑磨等问题限制了CVT的传动效率,目前采用CVT产品的车型主要有:Nissan M6Hyper-CVT、Audi Multitronic CVT 等。AMT传动系统是在原有有级固定轴式机械变速传动系统基础上增加自动变速操纵系统ASCS组成的。AMT具有传统齿轮变速器传动效率高、成本低、易于制造等优点,同时也具有操纵方便的自动变速功能。

2AMT的原理

AMT是在传统的固定轴式变速器和干式离合器的基础上,应用微电子驾驶和控制理论,以电子控制器(ECU)为核心,通过电动、液压或气动执行机构对选换档机构、离合器、油门进行操纵,来实现起步和换档的自动操作。AMT的基本控制原理是:ECU根据驾驶员的操纵(油门踏板、制动踏板、转向盘、选档器的操纵)和车辆的运行状态(车速、发动机转速、变速器输入轴转速),综合判断,确定驾驶员的意图以及路面情况,采用相应的控制规律,发出控制指令,借助于相应的执行机构,对车辆的动力传动系统进行联合操纵。

3AMT的发展

AMT的发展大致分为2个阶段:单独控制阶段、整体控制阶段。单独控制指AMT的控制对象只包括选换档机构、离合器、油门机构,其控制的策略只是实现起步,换档时的人工操纵的自动化;整体控制不仅实现人工操纵的自动化,而是对整个传动系统进行控制,以提高传动系统的性能和智能。

AMT的单独控制经历了3个阶段。第一阶段是半自动AMT 的发展与成熟阶段。早在六七十年代欧洲一些手动变速器生产厂家就已开始离合器自动化的研究,通过全机械或液压控制实现离合器的自动化,但这种系统的控制效果不好,没有太多的应用。20世纪70年代中期,AMT的研究方向是半自动辅助换档系统。车辆的换档时刻由驾驶员决定,由电子控制系统完成换档操作的功能。瑞典Scania的CAG系统、德国Damler Benz的EPS系统采用的都是半自动AMT,驾驶员踩离合器确定换档时刻(电子显示器可提示驾驶员何时为最佳换档时刻)电子控制系统接受到换档指令后,控制执行机构实现换档操作。同一时期,白俄罗斯工学院采用2参数换档规律由控制系统完成选档和换档时机的确定及其执行,但在起步时,仍由驾驶员操纵离合器以实现车辆的起步。

第二阶段是全自动AMT的发展。从1981年底,五十铃公司和富士公司开始开发AMT,于1984年秋在世界上最先研制成功电子控制机械式有级全自动变速器NA VI-5装于ASKA轿车投放市场,该车已经能够实现车辆的起步、换档自动控制。同期,日本的Nissan、瑞典的SAAB、美国的Ford、意大利的FIAT、德国的ZF、法国的Ranault都对全自动AMT进行了研究开发,研究的重点是离合器的起步控制、换档操纵规律,各大公司对全自动AMT的研究使全自动AMT进入了实用阶段。

第三阶段是AMT智能化的研究。由于离合器的起步控制和换档操纵规律与外界道路环境情况、人的主观驾驶意图、车辆的运行状态密切相关,一般的控制策略易造成离合器的过快磨损、弯道意外换档等不良现象。故采用模糊控制策略、神经网络控制策略等智能控制方法,以提高AMT传动系统的智能。

AMT的整体控制是在微电子技术在车辆上广泛采用的基础上产生的。目前,电子产品在车辆上的应用已超过30%,电控发动机、电控自动变速、防抱死制动系统(ABS)、防侧滑(ASR)等相继在车辆上使用。因此,将AMT的控制同发动机、ABS、ASR、ACCS(Autonomous Cruise Control System)的控制相结合,实现动力传动系统一体化控制,可提高传动系统的性能,优化控制效果。美国伊顿公司的最新产品Autoshiff涵盖了6、7、10、18档变速器,与Caterpillar电控发动机相匹配,换档操作过程无需分离离合器,通过控制发动机及变速器内的制动装置对发

动机转速进行调节,使换档主从件实现同步,完成换档操作。

由于采用AMT的车辆存在换档期间中断动力的缺点,将AMT与轮边电动机/发电机相结合,形成混合动力传动,换档期间电动机驱动车辆,车辆制动时发电机将机械能转换成电能储存起来,这种混合驱动方式可能是AMT技术发展的趋势。

4国内AMT的现状

国内对AMT技术的研究开展的比较晚,九五期间被列为“九五”科技攻关项目。目前,开展这方面研究的有吉林工业大学、北京理工大学、上海交通大学、深圳市欣源晟实业有限公司、哈尔滨埃姆特汽车电子有限公司、重庆东方欧翔汽车电子有限公司等。国内的研制水平基本上处于AMT单独控制的第二阶段,和国外相比还存在着相当大的差距,但在理论上的研究和国际水平相当。

吉林工业大学对AMT理论进行了广泛的研究,先后提出了2参数最佳换档规律、动态3参数换档规律、最佳同步换档规律、动态闭环换档控制、离合器模糊起步控制等理论,并在轻型车、重型车、轿车等不同的车型上进行了装车实验。北京理工大学对AMT的研究主要在重型车辆上,该校所研制的某装甲车AMT 产品已经进行了3000km定型试验考核,通过了产品设计定型。该产品采用电控液压执行机构,能够完全进行自动换档操作,也可操作换档手柄进行人工换档,该产品还具有保持档功能、自学习功能。原车的操纵机构仍然保留,在电控系统出现故障时,可以进行手动操纵。深圳市欣源晟实业有限公司在轿车上实现了AMT自动换档,其执行机构为普通电机,由3个电机分别实现油门、离合器、选档、换档的操作动作,通过对传动机构的设计,选档和换档的操作只需一个电机就可完成,离合器的驱动机构采用省力装置,减小了驱动电机的功率。

由于国内车辆普遍装备固定轴式机械变速器,故在国内开展AMT技术研究大有前途,对手动机械变速器进行改造,实现车辆的自动换档,能够提升车辆档次。目前国内生产的大部分轿车是从国外引进的,国内对这些轿车都没有独立的知识产权,外国厂商有可能不愿意采用国内的AMT技术来改造其手动传动系统。因此,在国内自主生产的大客车、载货车辆等大型车辆上采用AMT技术,实现车辆的自动换档,具有广阔的前景。

作者:江铃股份公司全顺厂殷红幸北京理工大学董玉梁来源:《世界汽车》2002年第7期

Title : A global market review of automotive transmissions - forecasts to 2012, 3rd edition (download)

Price & Format :GB £2085 Multi-user Licence (pdf) Format

GB £695 Single-user Licence (pdf) Format

Published :Nov 2004

Description :

This 3rd edition is the latest version of our hugely popular

global transmissions forecast report. It represents the latest reporting and

analysis of transmissions technology, suppliers, integrators and OEM

transmission activity globally. We have also updated all JV/alliances, plus

forecasts and manufacturer profiles have been completely overhauled

since the launch of our 2nd edition. You can also expect the same detail

and depth of analysis from our transmissions expert Jeff Daniels (author of

the 2nd edition).

This report is your definitive guide to the world of automotive transmissions. It will

give you an incredible insight into:

?Who is exploring which technologies, with which VMs and technology

partners

?Explanations of IVT, CVT, AMT, dual clutch and innovative future

technologies

Will give you the following data:

?Total vehicle market by region (inc cars, light trucks & LCVs) - to 2012

?Manual transmission market shares and volumes - to 2012

?Total manual transmissions - forecasts to 2012

?Market shares & volumes (CVT) - to 2012

?Market shares & volumes (AMT - including twin clutch) - to 2012

?Market shares & volumes ("Innovative automatics") - to 2012

Will show you what all the major players are doing - by transmission type:

Conventional Automatics: Antonov, Audi, BMW, DaimlerChrysler, Fiat Auto,

Ford, General Motors (GM), Honda, Mitsubishi, Nissan-JATCO, PSA, Renault,

Toyota-Aisin AW, Volkswagen Group & ZF

New Automatics (CVT / IVT): Audi, BMW, Borg-Warner, Robert Bosch,

DaimlerChrysler, Fiat Auto, Ford, General Motors, Honda, Nissan-JATCO, PSA,

Renault, Ricardo, Subaru (Fuji Heavy Industry), Torotrak, Toyota-Aisin AW, Valeo, Volkswagen, Volvo & ZF

New additions for the 3rd edition:

?Manual transmissions: future market prospects

?Conventional automatic transmissions - future market prospects

?Innovative transmissions - future market prospects

?Electric traction effect on the transmission market

Ensure you keep your transmissions knowledge current with this unparalleled report.

About the author

Multiple award-winner Jeff Daniels has been highly praised by his peers and readers on countless occasions. Amongst his accolades is the Pierre Dreyfus Award as UK Motoring Journalist of the Year in 2002. Despite numerous demanding clients, including The Economist Intelligence Unit, the Financial Times, Automotive Engineer, https://www.doczj.com/doc/9315586506.html,, European Automotive Design, Motor Industry Management, he continues to work as a journalist, translator and TV broadcaster.

Extract from the report - Chapter 1 Automotive transmissions -

present and future

Requirement: the need for transmission

By definition, the transmission in a self-propelled vehicle is the system that transfers drive from the power unit output to the driven wheels. The power unit may take several forms, which create different transmission requirements. An electric motor can be brought to rest, and designed to provide substantial torque output from zero speed, which greatly simplifies the transmission requirement. However, the vast majority of vehicles are powered by internal combustion engines, and in this case the transmission has to compensate for the inherent drawbacks of the engine - including its need to remain running when the vehicle is stationary, and its low torque output except within a given speed range, typically 1,200-5,000rpm for a spark-ignition engine and 800-3,500rpm for a diesel. Some kind of clutching arrangement is therefore needed to enable the engine to continue running with the vehicle at standstill, and some form of gearbox is needed with a sufficient spread of input-to-output ratios to enable the engine's speed to be maintained within the useable torque range whatever the vehicle's speed. The clutch and gearbox assembly has itself become widely thought of as the "transmission", neglecting the many complexities that exist

between the gearbox output and the driven wheels.

The greater part of this report sets out to deal with the transmission in this more restricted sense. It must still be borne in mind that significant engineering problems need to be overcome in the design of the final drive and differential unit, which provides a further gearing stage while dividing the input torque between the driven wheels, and in the design of the jointed propeller and/or drive shafts, which carry the drive to the wheels themselves.

Overall solutions

For the first half-century of the practical internal combustion engined road vehicle, there was only one form of transmission. This consisted of a friction clutch, operated by the driver via a pedal, and a gearbox in which various ratios could be selected by the driver, using some form of lever acting on the actual selector mechanism. By 1940 this arrangement had been brought to a level of development, mainly through improved clutch design and the introduction of synchromesh, which enabled vehicles to be driven without requiring any great strength or skill on the part of the driver. That development has continued, to the point where both the main components of a modern "manual" transmission - the clutch and the gearbox - are light and virtually foolproof in operation, with high durability unless they are consistently (accidentally or deliberately) mistreated.

At the same time, from the early days of motoring, there was a desire to free the driver altogether from the task of manipulating the clutch and gearbox. Up to the 1930s many systems were tried, with fairly consistent lack of success. However, in 1940 General Motors began production and installation of the first Hydra-Matic automatic transmission, setting the pattern for most of the automatics in use today, with a fluid flywheel or torque converter taking the place of the manually operated clutch, and a gearbox with epicyclic trains delivering a range of gear ratios through the braking or clutching together of various elements of the trains, selection being entrusted to an automatic system reacting to various input signals, primarily vehicle speed and accelerator pedal position. The computation of shift points, once entrusted to complex hydro-mechanical systems, is now almost invariably electronic. This trend has made possible far more sophisticated operation, eliminating many of the less desirable characteristics of earlier automatic transmissions.

The overall market

Neglecting the relatively small demand for reconditioned units, the size of the new vehicle market determines the size of the transmissions market. Worldwide sales of light-duty vehicles - passenger cars, SUVs, MPVs, light trucks and commercial vehicles up to 3.5 tonnes MGVW - amounted to over 54m in 2003. All these vehicles had basically similar transmission requirements, markedly

different from those for the heavy commercial vehicles mainly used for freight haulage.

It is accepted that the figure will grow, although in present circumstances (as at October 2004) forecasts of growth in the fully developed markets are understandably being revised down. In the rapidly developing markets of Asia, and above all in China, the picture is conversely one of extremely rapid growth. While it remains likely that the NAFTA and EU markets will grow overall by less than 5% in the years to 2012, the same period is likely to see the Asian market (even when Japan is excluded) growing to rival the EU market in size. Forecasts prepared for this report, and shown in Table 1, taking the current political and economic uncertainties into account, suggest a world market for private passenger and light commercial vehicles of 72.3m by 2012, compared with 52.9m in 2000.

Table of contents

Chapter 1 Automotive transmissions - present and future

Requirement: the need for transmission

Overall solutions

The overall market

Technical alternatives

Chapter 2 Manual transmissions

The market for manual transmissions

Clutches

Manual gearboxes

Manual gearbox manufacture and supply

Manual transmissions: future market prospects

Chapter 3 Conventional automatic transmissions

The market for conventional automatics

The main trends

Automatic transmission manufacture and supply

Antonov

Audi

BMW

DaimlerChrysler

Fiat Auto

Ford

General Motors (GM)

Honda

Mitsubishi

Nissan-JATCO

PSA

Renault

Toyota-Aisin AW

Volkswagen Group

ZF

Conventional automatic transmissions - future market prospects

Chapter 4 New types of automatic transmission

The market for new types of automatic transmission

The main trends

CVTs

IVTs

Automated manual transmission (AMT)

New types of transmission: manufacture and supply

Audi

BMW

Borg-Warner

Robert Bosch

DaimlerChrysler

Fiat Auto

Ford

General Motors

Honda

Nissan-JATCO

PSA

Renault

Ricardo

Subaru (Fuji Heavy Industry)

Torotrak

Toyota-Aisin AW

Valeo

Volkswagen

Volvo

ZF

Innovative transmissions - future market prospects

Chapter 5 The long-term prospect

A reducing need?

Hybrid vehicles

Electric vehicles

Electric traction effect on the transmission market

Chapter 6 Downstream of the gearbox

Other transmission components

Control of torque distribution

List of tables

Table 1: Total Vehicle Production by Area (includes cars, light trucks and LCVs)

in units ('000s)

Table 2: Manual transmission market shares and volumes ('000s units)

Table 3: Automatic transmission market shares and volumes ('000s units)

Table 4: Market Shares and Volumes: CVT

Table 5: Market Shares and Volumes: AMT (including twin-clutch)

Table 6: Market Shares and Volumes: All Innovative Automatics

Table Of

Contents :

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汽車電子技術優勢探討

作者\張孟俊、孫鴻航

現今的電子技術已經廣泛應用於汽車的各個領域,改善了汽車的性能,使汽

車在安全、節能、環保及舒適等各方面都有了長足的進步。本文從發動機系

統、底盤系統、車身、電動汽車、智慧型汽車與整車控制系統等多方角度對

當代汽車電子技術的發展和優勢進行分類介紹與綜述。

近年來,汽車電子技術的迅速發展大大改善了汽車的各項性能。專家預測:未來五年內汽車上的電子裝置成本將占汽車整體成本的25%以上。汽車已經由單純的機械產品發展成為高級的機電一體化產品。

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21世紀汽車的三大任務分別是:安全、節能與環保。其中環保與節能主要

表現在引擎與傳動系統的電子控制以及燃料電池、CAN通訊及X-By-Wire為代表的電動汽車、整車控制技術方面,而行駛安全性則主要表現在ABS、TCS、VDC、4WS與TPMS等核心電子控制技術的發展上。除此之外,還有為提高行駛舒適性而開發的電控懸架技術,以及為提高汽車智慧化而開發的自動避撞系統、車載導航系統等電子控制技術。

現代汽車電子技術的發展可以分為以下六大類:

●引擎電子控制

?●底盤系統電子控制

?●車身電子控制

?●電動汽車技術

?●智慧汽車

?●智慧交通(ITS)技術

?●整車控制技術

引擎電子控制

目前,汽油引擎的電子控制技術已經日趨完善,而國內外的柴油引擎電子控制技術則發展迅速,新技術層出不窮。近年來,高壓燃油直噴系統(Common-Rail Systems)和高壓共軌噴射系統的發展使柴油引擎的燃油經濟性和排放性都有了很大的改善。廢氣再迴圈(EGR)技術、氧化催化器和微粒捕捉器也改善了柴油引擎的各項廢氣排放。

引擎管理系統則對噴油和進氣過程進行綜合控制,保證引擎能夠在保持良好動力性的基礎上,達到最佳的燃油經濟性和排放性,同時降低雜訊和振動。引擎管理系統的核心技術是微控制器(Micro Controller Unit;MCU),它為汽車動力傳動系統從機械系統向電子系統轉變提供了更強的計算處理能力。近幾年由於MCU 功能的增強,智慧型感測器、智慧型功率IC的出現,使得電子控制單元(ECU)硬體電路的設計變得非常簡單,工作更為可靠。燃油噴射系統使用的主要感測器,如進氣歧管壓力感測器和曲軸轉速、曲軸位置感測器,隨著半導體製程技術的提高,已將感測元件及其輸出信號的處理電路都整合在一塊晶片上,感測器的輸出信號可以直接送給MCU。除此之外,還增加了過電壓、電源極性反接和抗干擾輸出保護等功能。智慧功率IC,已將線性放大電路,數位電路和功率元件都整合在一塊晶片上,並且還增加了一些特定的功能。例如,噴油器驅動IC是一片四路低端開關智慧功率IC,可分別驅動四個獨立的噴油器,並且還具有負載開路檢測、電感性負載高電壓鉗位元、過熱、過電壓和過電流斷電保護以及自動恢復等功能。元件的輸入端可以直接和MCU引腳相連,還可診斷工作狀態並輸出報告,通過SPI口送給MCU進行處理。使用新元件設計電路板時,可以省去感測器輸入信號的調理電路(conditioning circuit)和用於驅動功率管理的前置放大電路以及監測電路,使電路板設計變得更為簡單。

目前,MCU技術的發展趨勢是低電壓、低功耗、高速度與高整合度。Strategy Analytics的報告指出,2004年汽車電子業總市值(TAM)將達到151億美元。其中用於引擎管理系統上進行快速資料處理的32位元MCU和用於車身電路系統的8/16位元MCU需求將會增加。受這些應用的推動,2010年每輛汽車所需的半導體將從2001年的200美元增加到超過300美元。

底盤系統電子控制

自動變速器

採用自動變速器,在駕駛時不需踩離合器就可以自動換檔,而且引擎不會熄火,從而可以有效的提高駕駛方便性。20世紀80年代以來,隨著電子技術的發展,變速器的自動控制更加完善,在各種使用狀況下均能讓引擎與傳動系統做最佳的搭配。目前使用最為廣泛的自動變速器主要有三種類型:

液力機械式自動變速器(AT)

由變矩器,自動變速器,液壓電子控制系統三部分組成,目前技術成熟,應用廣泛。其電子液壓控制系統由感測器、電控單元、換檔電磁閥、油壓調節電磁閥、油泵和換檔閥等組成。

電控機械式自動變速器(AMT)

由傳統的離合器與手動齒輪變速器採用電控進行自動變速,目前在重型貨車上使用較多。

電控機械式自動變速箱(CVT)

由V型剛帶與可調半徑的帶輪而得到無段自動變速,廣泛採用在兩公升以下的轎車上。CVT的主要優點是:速比變化是無段的,在各種行駛狀況下都能選擇最佳的速比,其動力性、經濟性和排放性與AT相比,大約可以改善5%左右。

電控懸架

目前,汽車的懸架系統一般是彈簧剛度和減振器阻尼(Damping )特性不能改變的被動懸架,它不能根據使用狀況和路面輸入的變化進行控制和調整,故難以滿足汽車平順性和操縱穩定性的更高要求。近年來,隨著電控和隨動液壓技術的發展,彈簧剛度和減振器阻尼特性參數可調電控主動和半主動懸架,在汽車上逐步得到應用和發展。

主動懸架

一般由感測器檢測系統運動的狀態信號,回饋到電控單元ECU ,然後由ECU 發出指令給執行機構主動力發生器,構成閉環控制。通常採用電液伺服液壓缸作為主動力發生器,它由外部油源提供能量。力發生器產生主動控制力作用於振動系統,自動改變彈簧剛度和減振器阻力係數。主動懸架除可控制振動外,還可以控制車的姿態和高度。(圖一)為主動懸架結構示意圖。

半主動懸架

即時閉環控制的半主動懸架:主要

是通過電磁閥控制可調阻尼減震

器,其控制方法和主動懸架類似,

屬於即時閉環控制;車速控制的可

調阻尼懸架:可調阻尼減振器由直

流電機帶動具有不同節流孔的轉

閥而得到舒適(軟)、正常(中)、

運動(硬)三個等級的阻尼;空氣

彈簧半主動懸架:

由剛度控制閥改變主、副氣室的通道面積得到軟、

中、硬不同的剛度,其控制與由車速控制的可調阻尼懸架類似。

操縱穩定性的電子控制系統

提高汽車的操縱穩定性,過去一直侷限於通過改進輪胎、懸架、轉向與傳動系統的性能來實現。隨著電腦、感測器和執行機構的迅速發展,各國研發了各種能顯著改善操縱穩定性和安全性的電子控制系統。如防鎖死煞車系統(Anti-Lock Braking System ;ABS )、牽引力控制系統(Traction Control System ;TCS ,或稱ASR )、四輪轉向系統(4WS )、車輛動力學控制系統(

Vehicle Dynamic

Control;VDC,也稱VSC、ESP)、輪胎壓力檢測系統(Tire Pressure Monitoring System;TPMS)等。

車輛動力學控制系統(Vehicle Dynamic Control;VDC)

VDC是在ABS和TCS的基礎上,增加汽車轉向行駛時橫擺運動的角速度感測器,通過ECU控制各個車輪的驅動力和制動力,確保汽車行駛的橫向穩定性,防止轉向時車輛被推離彎道或從彎道甩出。它綜合了ABS和TCS的功能,用左右兩側車輪制動力之差產生的橫擺力矩來防止出現難以控制的側滑現象。從而使汽車由被動改變性能進入主動進行控制,使駕駛員以正常操作方式即可順利地通過難以駕馭的危險路況。

四輪轉向系統(4WS)

是指使後輪與前輪一起轉向,是一種提高車輛反應性和穩定性的關鍵技術。使後輪與前輪同相位轉向,可以減小車輛轉向時的旋轉運動(橫擺),改善高速行駛的穩定性。使後輪與前輪逆相位轉向,能夠改善車輛中低速行駛的操縱性,提高快速轉向性。

輪胎壓力檢測系統(TPMS)

是在每一個輪胎上安裝高靈敏度的感測器,在行車狀態下即時監視輪胎的各種資料,通過無線方式發射到接收器,並在顯示器上顯示各種資料,任何原因導致的輪胎漏氣與溫度升高(如鐵釘紮入輪胎、氣門蕊漏氣),系統都會自動警示。如此可確保汽車行駛中的安全,並延長輪胎的使用壽命與降低燃油的消耗,是一種真正不同於ABS、安全帶及安全氣囊等現有汽車安全裝備的「事前主動」型安全保護產品。目前,TPMS主要分為兩種類型,一種是Wheel-Speed Based TPMS(WSB TPMS,或間接式TPMS),這種系統是通過汽車ABS系統的輪速感測器來比較車輪之間的轉速差別,以達到監視胎壓的目的。該類型系統的主要缺點是無法對兩個以上的輪胎同時缺氣的狀況和速度超過每小時100公里的情況進行判斷。另一種是Pressure-Sensor Based TPMS(PSB TPMS,或直接式TPMS),這種系統是利用安裝在每一個輪胎裏的壓力感測器來直接測量輪胎的氣壓,並對各輪胎氣壓進行顯示及監視,當輪胎氣壓太低或有滲漏時,系統會自動示警。一般認為PSB TPMS從功能和性能上均優於WSB TPMS。

車身電子控制

汽車車身電子控制技術所涉及的內容很多,如汽車的視野性、方便性、舒適性、娛樂性以及通信功能等。

視野性是指駕駛員在駕駛過程中,不改變操作姿勢時對道路及周圍環境觀察的可見範圍。視野控制技術指的是對汽車照明燈(包括前照燈、鑰匙孔照明燈、車門燈和日光燈)和轉向信號燈的電子控制,以及對電動雨刷、洗滌器和除霜器等的電子控制;方便性除指駕駛員、乘員進出車廂和行李貨物裝卸方便外,還包括對汽車電動門窗、電動門鎖與點火鑰匙鎖、電動後視鏡、電動車頂(天窗)等的控制;車身電控設備主要包括照明系統、自動座椅系統(如存儲式座椅)、自動空調系統、自動雨刷、車窗系統和多媒體系統等。

目前車身電控技術的發展趨勢將進一步滿足使用者個性化的需求;更強調乘座舒適性、安全性和環保性;先進的駕駛和乘座資訊系統,如車輛遙控檢測、智慧型汽車防盜、乘座適應性控制、42V電子系統與環保設計系統等。

電動汽車

隨著傳統引擎汽車的大範圍推廣應用,人們的生活變得日益方便舒適,但同時也引起了一系列的能源與環境問題。混合動力電動汽車以及燃料電池電動汽車,作為解決環境和能源問題的一種切實可行的方案,逐漸得到了世界各大汽車廠商的青睞。這是因為與傳統汽車、純電動汽車技術相比,它們具有以下一些優勢:

?●效率高

?●續駛里程長

?●綠色環保

?●超載能力強

?●低噪音

?●設計方便靈活

隨著Toyota Prius在日本市場的出現和暢銷,混合動力電動汽車以其優良的性能、極高的燃油經濟性和低排放性能引起了汽車界的高度重視。而在燃料電池電動汽車領域,從20世紀90年代初開始,戴姆勒-賓士就先後推出了Necar1至Necar4這一系列的燃料電池電動汽車;美國通用在2003年國際巡迴展北京站中展出的燃料電池原型車“氫動三號”和具備“Hy-by wire”技術的燃料電池概念車已經擁有了更好的動力性和燃油經濟性能。

智慧汽車與智慧交通

智慧汽車是指運行於智慧交通系統中的車輛。智慧交通系統(Intelligent Transportation System;ITS)是指將先進的電子技術、電腦技術、通訊技術及傳感技術等有效的綜合用於“道路-車輛-行人”系統中,並形成整合、高效能的汽車智慧系統。它具有自動控制車速、道路搜尋、自動導航、主動避撞、自動電子收費以及無人駕駛等功能。智慧汽車是今後國內外汽車發展的熱門領域,是未來汽車發展的必經之路。智慧交通系統主要包括以下幾部分內容。

自動避撞系統

利用車輛上的感測器及電腦控制器,即時準確判斷發生碰撞的可能,隨時提醒駕駛人員注意,並在必要時採取緊急措施以避免或減輕碰撞危險。

交通管理系統

為防止由交通事故所引發的二次損失,在儘早發現交通事故、實施相關交通管制的同時,通過車載機或其他資訊提供裝置將交通管制資訊提供給駕駛員。

電子收費系統

解決收費站的堵塞問題,為駕駛員提供更多的便利、減少管理費用,在收費道路的收費站實施無須停車的自動收費。

救援系統

當駕駛員需要緊急服務時(如感覺不適、或發生交通事故),啟用車載設備呼叫救援中心,為駕駛人員提供救援服務。

車載定位、導航系統

將經由路線的堵塞資訊、所需時間、交通管制資訊、停車場的滿空資訊等通過導航系統提供給駕駛員來輔助駕駛汽車。車輛定位及導航系統是ITS環境中駕駛員資訊支援系統的核心設備。其主要功能包括查詢、尋路、導航、行車資訊服務及提供車載娛樂等。

整車控制技術

CAN/LIN通訊

CAN(Controller Area Network)即控制器區域網路,是國際上應用最廣泛的現場匯流排之一。一開始,CAN匯流排被設計作為汽車環境中的微控制器通訊,在車載各電子控制裝置ECU之間交換資訊,形成汽車電子控制網路。比如在引擎管理系統、變速箱控制器、儀錶裝備和電子主幹系統中,均嵌入CAN控制裝置。CAN 匯流排是一種多主方式的串列通訊匯流排,基本設計規範要求有高的位元速率,高抗電磁干擾性,而且能夠檢測出產生的任何錯誤。當信號傳輸距離達到10Km 時,CAN匯流排仍可提供高達5Kbps的資料傳輸速率。由於CAN串列通訊匯流排具有這些特性,它很自然地在汽車、製造業以及航空工業中受到廣泛應用。CAN 匯流排已被廣泛應用到工業自動化控制系統中。從高速的網路到低價位的多路接線都可以使用CAN匯流排。在汽車電子、自動控制、智慧型大樓、電力系統、保全監控等領域中,CAN匯流排都具有不可比擬的優越性。

LIN(Local Interconnect Network)

LIN (Local Interconnect Network )是一種低成本的串列通訊網路,用於實現汽車中的分散式電子系統控制。LIN 的目標是為現有汽車網路(例如CAN 匯流排)提供輔助功能。因此,LIN 匯流排是一種輔助的串列通訊匯流排網路。在不需要CAN 匯流排的頻寬和多功能的場合,比如智慧感測器和制動裝置之間的通訊,使用LIN 匯流排可大大節省成本。LIN 技術規範中,除定義了基本協定和物理層外,還定義了開發工具和應用軟體介面。LIN 通訊是基於SCI (UART )資料格式,採用單主控制器/多從設備的模式,僅使用一根12V 信號匯流排,和一個無固定時間基準的節點同步時鐘線。

X-By-Wire 技術在汽車上的應用

X-By-Wire 系統主要由三部分組

成:控制系統,執行系統以及通訊

系統。控制系統的功能是根據駕駛

員的想法和車輛行駛狀況,給予系

統控制器預備執行的設定值。執行

系統的功能是在控制系統的控制

下,執行具體的動作(如轉向、煞

車等)。通訊系統的功能是執行控

制系統和執行系統內部及它們之

間的資訊傳輸。

目前,通用在Autonomy 上已使用Steer-By-Wire 和Brake-By-Wire 兩種系統。預計到2010年,40%的歐洲汽車將全部採用X-By-Wire 技術。隨著X-By-Wire 的發展,Brake-By-Wire 、Thrust-By-Wire 、Steer-By-Wire 以及Shift-By-Wire 等By-Wire 系統將成為X-By-Wire 系統中的各個子系統,它們之間會有一些資料要共用,將有一個更大的通訊系統來實現它們之間的通訊,從而使整個汽車成為一個完全的X-By-Wire 系統。

結語

電子技術已經廣泛應用於汽車的各個領域,大大地改善了汽車的綜合性能,使汽車在安全、節能、環保與舒適等各方面都有了更大的進步。目前,汽車電控技術發展的最新動向包括:智慧型控制方法的導入(自適應控制、模糊控制、神經網路控制、魯棒控制與最佳控制等);控制系統開發方式的革新(車載CAN 網路的採用、現代開發工具dSPACE 的運用、層次化系統結構和X-By-Wire 控制方式開發等);控制系統單元技術的發展(半導體、多重通訊FDI 與故障診斷支援、 ECU 軟體發展系統等)。並從而形成了汽車電子技術中資訊處理部分的集中化,

控制

處理部分的分散化(危險分散、功能分散)等分層控制概念的發展趨勢。(作者任職於中國清華大學汽車工程系)

<參考文獻:

[1]清華大學汽車工程系,‘汽車電子學光碟’. 2001

[2]舒華、姚國平,‘汽車電子控制技術’,人民交通出版社,2002

[3]吳誥,‘汽車電子控制技術和車內局域網’,電子工業出版社, 2003>

延伸閱讀

車輛在舒適性、安全性與性能方面都已逐漸接近極限的情況下,新

世紀之車輛將帶來何種功能、觀念與應用上的突破,是汽車業界熱

烈討論的議題之一;其中與電子領域關係最密切的,莫過於在車室

空間內的資訊應用產品發展。相關介紹請見「車用電腦蓄勢待發」一

文。

汽車駕駛配備完整「車載開放式多媒體資訊服務平台」用戶端,行

駛在以資訊服務伺服端提供完整訊息的環境下,能夠取得的交通資

訊將不再只是單純的路況報導。你可在「車載開放式多媒體資訊服務

平台」一文中得到進一步的介紹。

以燃料電池為動力的車中,同時採用了在制動與駕駛操縱方面用電

子系統取代機械結構的X-by-Wire技術,該車尚屬首款。在「通用

汽車發表了結合燃料電池與X-by-Wire技術的概念車─AUTOnomy」一

文為你做了相關的評析。

光刻技术

职大09微电子 光刻技术 摘要:光刻(photoetching)是通过一系列生产步骤将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺,在此之后,晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。被除去的部分可能形状是薄膜内的孔或是残留的岛状部分。 关键词:光刻胶;曝光;烘焙;显影;前景 Abstract: photoetching lithography (is) through a series of steps will produce wafer surface film of certain parts of the process, remove after this, wafer surface will stay with the film structure. The part can be eliminated within the aperture shape is thin film or residual island. Keywords: the photoresist, Exposure; Bake; Enhancement; prospects

目录 第一章绪论 (2) 第二章光刻技术的原理 (3) 第三章光刻技术的工艺过程 (4) 1基本光刻工艺流程—从表面准备到曝光 (4) 1.1光刻十步法 (4) 1.2基本的光刻胶化学物理属性 (4) 1.2.1组成 (4) 1.2.2光刻胶的表现要素 (4) 1.2.3正胶和负胶的比较 (5) 1.2.4光刻胶的物理属性 (5) 1.3光刻工艺剖析 (5) 1.3.1表面准备 (5) 1.3.2涂光刻胶 (5) 1.3.3软烘焙 (6) 1.3.4对准和曝光(A&E) (6) 2基本光刻工艺流程—从曝光到最终检验 (6) 2.1显影 (6) 2.1.1负光刻胶显影 (6) 2.1.2正光刻胶显影 (7) 2.1.3湿法显影 (7) 2.1.4干法(或等离子)显影 (7) 2.2硬烘焙 (7) 2.3显影检验(develop inspect DI) (7) 2.3.1检验方法 (8) 2.3.2显影检验拒收的原因 (8) 2.4刻蚀 (8) 2.4.1湿法刻蚀 (8) 2.4.2干法刻蚀(dry etching) (9) 2.5光刻胶的去除 (10) 2.6最终目检 (10) 第四章光刻技术的发展与现状 (11) 1 .EUV 光刻技术 (11) 2 .PREVAIL 光刻技术 (12) 3.纳米压印光刻技术 (12) 4.展望 (14) 参考文献15

电子封装技术发展现状及趋势

电子封装技术发展现状及趋势 摘要 电子封装技术是系统封装技术的重要内容,是系统封装技术的重要技术基础。它要求在最小影响电子芯片电气性能的同时对这些芯片提供保护、供电、冷却、并提供外部世界的电气与机械联系等。本文将从发展现状和未来发展趋势两个方面对当前电子封装技术加以阐述,使大家对封装技术的重要性及其意义有大致的了解。 引言 集成电路芯片一旦设计出来就包含了设计者所设计的一切功能,而不合适的封装会使其性能下降,除此之外,经过良好封装的集成电路芯片有许多好处,比如可对集成电路芯片加以保护、容易进行性能测试、容易传输、容易检修等。因此对各类集成电路芯片来说封装是必不可少的。现今集成电路晶圆的特征线宽进入微纳电子时代,芯片特征尺寸不断缩小,必然会促使集成电路的功能向着更高更强的方向发展,这就使得电子封装的设计和制造技术不断向前发展。近年来,封装技术已成为半导体行业关注的焦点之一,各种封装方法层出不穷,实现了更高层次的封装集成。本文正是要从封装角度来介绍当前电子技术发展现状及趋势。

正文 近年来,我国的封装产业在不断地发展。一方面,境外半导体制造商以及封装代工业纷纷将其封装产能转移至中国,拉动了封装产业规模的迅速扩大;另一方面,国内芯片制造规模的不断扩大,也极大地推动封装产业的高速成长。但虽然如此,IC的产业规模与市场规模之比始终未超过20%,依旧是主要依靠进口来满足国内需求。因此,只有掌握先进的技术,不断扩大产业规模,将国内IC产业国际化、品牌化,才能使我国的IC产业逐渐走到世界前列。 新型封装材料与技术推动封装发展,其重点直接放在削减生产供应链的成本方面,创新性封装设计和制作技术的研发倍受关注,WLP 设计与TSV技术以及多芯片和芯片堆叠领域的新技术、关键技术产业化开发呈井喷式增长态势,推动高密度封测产业以前所未有的速度向着更长远的目标发展。 大体上说,电子封装表现出以下几种发展趋势:(1)电子封装将由有封装向少封装和无封装方向发展;(2)芯片直接贴装(DAC)技术,特别是其中的倒装焊(FCB)技术将成为电子封装的主流形式;(3)三维(3D)封装技术将成为实现电子整机系统功能的有效途径;(4)无源元件将逐步走向集成化;(5)系统级封装(SOP或SIP)将成为新世纪重点发展的微电子封装技术。一种典型的SOP——单级集成模块(SLIM)正被大力研发;(6)圆片级封装(WLP)技术将高速发展;(7)微电子机械系统(MEMS)和微光机电系统(MOEMS)正方兴未艾,它们都是微电子技术的拓展与延伸,是集成电子技术与精密

集成电路的现状与发展趋势

集成电路的现状与发展趋势 1、国内外技术现状及发展趋势 目前,以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业,成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。1999年全球集成电路的销售额为1250亿美元,而以集成电路为核心的电子信息产业的世界贸易总额约占世界GNP的3%,现代经济发展的数据表明,每l~2元的集成电路产值,带动了10元左右电子工业产值的形成,进而带动了100元GDP的增长。目前,发达国家国民经济总产值增长部分的65%与集成电路相关;美国国防预算中的电子含量已占据了半壁江山(2001年为43.6%)。预计未来10年内,世界集成电路销售额将以年平均15%的速度增长,2010年将达到6000~8000亿美元。作为当今世界经济竞争的焦点,拥有自主版权的集成电路已曰益成为经济发展的命脉、社会进步的基础、国际竞争的筹码和国家安全的保障。 集成电路的集成度和产品性能每18个月增加一倍。据专家预测,今后20年左右,集成电路技术及其产品仍将遵循这一规律发展。集成电路最重要的生产过程包括:开发EDA(电子设计自动化)工具,利用EDA进行集成电路设计,根据设计结果在硅圆片上加工芯片(主要流程为薄膜制造、曝光和刻蚀),对加工完毕的芯片进行测试,为芯片进行封装,最后经应用开发将其装备到整机系统上与最终消费者见面。 20世纪80年代中期我国集成电路的加工水平为5微米,其后,经历了3、1、0.8、0.5、0.35微米的发展,目前达到了0.18 微米的水平,而当前国际水平为0.09微米(90纳米),我国与之相差约为2-3代。 (1)设计工具与设计方法。随着集成电路复杂程度的不断提高,单个芯片容纳器件的数量急剧增加,其设计工具也由最初的手工绘制转为计算机辅助设计(CAD),相应的设计工具根据市场需求迅速发展,出现了专门的EDA工具供应商。目前,EDA主要市场份额为美国的Cadence、Synopsys和Mentor等少数企业所垄断。中国华大集成电路设计中心是国内唯一一家EDA开发和产品供应商。 由于整机系统不断向轻、薄、小的方向发展,集成电路结构也由简单功能转向具备更多和更为复杂的功能,如彩电由5片机到3片机直到现在的单片机,手机用集成电路也经历了由多片到单片的变化。目前,SoC作为系统级集成电路,能在单一硅芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等功能,将数字电路、存储器、MPU、MCU、DSP等集成在一块芯片上实现一个完整系统的功能。它的制造主要涉及深亚微米技术,特殊电路的工艺兼容技术,设计方法的研究,嵌入式IP核设计技术,测试策略和可测性技术,软硬件协同设计技术和安全保密技术。SoC以IP复用为基础,把已有优化的子系统甚至系统级模块纳入到新的系统设计之中,实现了集成电路设计能力的第4次飞跃。

光刻技术及其应用的状况和未来发展

光刻技术及其应用的状况和未来发展 光刻技术及其应用的状况和未来发展1 引言 光刻技术作为半导体及其相关产业发展和进步的关键技术之一,一方面在过去的几十年中发挥了重大作用;另一方面,随着光刻技术在应用中技术问题的增多、用户对应用本身需求的提高和光刻技术进步滞后于其他技术的进步凸显等等,寻找解决技术障碍的新方案、寻找COO更加低的技术和找到下一俩代可行的技术路径,去支持产业的进步也显得非常紧迫,备受人们的关注。就像ITRS对未来技术路径的修订一样,上世纪基本上3~5年修正一次,而进入本世纪后,基本上每年都有修正和新的版本出现,这充分说明了光刻技术的重要性和对产业进步的影响。如图1所示,是基于2005年ITRS对未来几种可能光刻技术方案的预测。也正是基于这一点,新一轮技术和市场的竞争正在如火如荼的展开,大量的研发和开发资金投入到了这场竞赛中。因此,正确把握光刻技术发展的主流十分重要,不仅可以节省时间和金钱,同时可以缩短和用户使用之间的周期、缩短开发投入的回报时间,因为光刻技术开发的投入比较庞大。 2 光刻技术的纷争及其应用状况 众说周知,电子产业发展的主流和不可阻挡的趋势是"轻、薄、短、小",这给光刻技术提出的技术方向是不断提高其分辨率,即提高可以完成转印图形或者加工图形的最小间距或者宽度,以满足产业发展的需求;另一方面,光刻工艺在整个工艺过程中的多次性使得光刻技术的稳定性、可靠性和工艺成品率对产品的质量、良率和成本有着重要的影响,这也要求光刻技术在满足技术需求的前提下,具有较低的COO和COC。因此,光刻技术的纷争主要是厂家可以提供给用户什么样分辨率和产能的设备及其相关的技术。 以Photons为光源的光刻技术 2.1 以Photons为光源的光刻技术 在光刻技术的研究和开发中,以光子为基础的光刻技术种类很多,但产业化前景较好的主要是紫外(UV)光刻技术、深紫外(DUV)光刻技术、极紫外(EUV)光刻技术和X射线(X-ray)光刻技术。不但取得了很大成就,而且是目前产业中使用最多的技术,特别是前两种技术,在半导体工业的进步中,起到了重要作用。 紫外光刻技术是以高压和超高压汞(Hg)或者汞-氙(Hg-Xe)弧灯在近紫外(350~450nm)的3条光强很强的光谱(g、h、i线)线,特别是波长为365nm的i线为光源,配合使用像离轴照明技术(OAI)、移相掩模技术(PSM)、光学接近矫正技术(OPC)等等,可为0.35~0.25μm的大生产提供成熟的技术支持和设备保障,在目前任何一家FAB中,此类设备和技术会占整个光刻技术至少50%的份额;同时,还覆盖了低端和特殊领域对光刻技术的要求。光学系统的结构方面,有全反射式(Catoptrics)投影光学系统、折反射式(Catadioptrics)系统和折射式(Dioptrics)系统等,如图2所示。主要供应商是众所周知的ASML、NIKON、CANON、ULTRATECH 和SUSS MICROTECH等等。系统的类型方面,ASML以提供前工程的l:4步进扫描系统为主,分辨率覆盖0.5~0.25μm:NIKON以提供前工程的1:5步进重复系统和LCD的1:1步进重复系统为主,分辨率覆盖0.8~0.35μm和2~0.8μm;CANON以提供前工程的1:4步进重复系统和LCD的1:1步进重复系统为主,分辨率也覆盖0.8~0.35μm和1~0.8μm;ULTRATECH以提供低端前工程的1:5步进重复系统和特殊用途(先进封装/MEMS/,薄膜磁头等等)的1:1步进重复系统为主;而SUSS MICTOTECH以提供低端前工程的l:1接触/接近式系统和特殊用途(先进封装/MEMS/HDI等等)的1:1接触/接近式系为主。另外,在这个领域的系统供应商还有USHlO、TAMARACK和EV Group等。 深紫外技术

现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述上课讲义

现代电力电子技术的发展、现状与未来展 望综述

课程报告 现代电力电子技术的发展、现状与 未来展望综述 学院:电气工程学院 姓名: ********* 学号: 14********* 专业: ***************** 指导教师: *******老师 0 引言

电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术,它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。随着经济技术水平的不断提高,电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面,现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用,它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。毫无疑问,电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展[1] 电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支,电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用,电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。 1.1半控型器件(第一代电力电子器件) 上世纪50年代,美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR),标志着电力电子技术的诞生。此后,晶闸管得到了迅速发展,器件容量越来越大,性能得到不断提高,并产生了各种晶闸管派生器件,如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是,晶闸管作为半控型器件,只能通过门极控制器开通,不能控制其关断,要关断器件必须通过强迫换相电路,从而使整个装置体积增加,复杂程度提高,效率降低。另外,晶闸管为双极型器件,有少子存储效应,所以工作频率低,一般低于400 Hz。由于以上这些原因,使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件(第二代电力电气器件) 随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展,从上世纪70年代后期开始,以门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极晶体管(BJT)和电力场效应晶体管(Power-MOSFET)为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是,通过对门极(基极、栅极)的控制既可使其开通又可使其关断。此外,这些器件的开关速度普遍高于晶闸管,可用于开关频率较高的电路。这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新,把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。 1.3电力电子器件的新发展 为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题,RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管(IGBT),并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合,它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身,性能十分优越,使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。与IGBT 相对应,MOS 控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管(IGCT)都是MOSFET和GTO的复合,它们都综合

智能视频技术的现状及发展趋势探析

智能视频技术的现状及发展趋势探析 智能视频技术(IVT,Intelligent Video Technology),属于计算机视觉(CV,Com puter Vision)与人工智能(AI,Artificial Intelligent)领域研究的一个分支,融合了图像处理技术、计算机视觉技术、计算机图形学、人工智能、图像分析等多项技术,其发展目标在于在监视场景与事件描述之间建立一种映射关系。同大部分计算机系统一样,智能视频系统可以被分为构成智能视频监控的硬件,以及智能视频软件两个部分。 硬件设备主要包括:采集视频数据的摄像机、支撑摄像机以及整个系统运行的电力系统、用于存放拍摄到的视频数据的存储设备、承载智能视频分析软件的高性能计算机、能够高速传输视频以及分析结果等数据的网络接口。 智能视频软件是指通过硬件提供的输入信息,自动地提取并理解视频源的关键信息。智能视频软件具有其独特性,即专用性、多样性等。而不同的商业环境和用户对监控的功能需求大相径庭,对于不同的应用系统软件实现的算法也完全不同,甚至智能视频软件的实现平台也是可选的:既可以在X86的服务器上实施,也可以在基于DSP的嵌入式系统上实施。这一特点,也正是智能视频行业探讨的热点所在。 智能视频的发展现状 智能视频软件市场是一个成长非常快速的市场,根据IMS的市场研究分析,在未来3 年内有关视频技术的软件市场会成长到8亿美元的份额。注意,仅仅是在软件部分就有这么大的一个份额。 在视频智能分析软件的市场需求急剧增长的刺激下,国外提供视频智能分析软件产品的厂商已经有许多:Verint、Vidient、Westec、Interactive、Visual Defence、Nextiva、V istascape、NiceVision、ioimage、TASC、MATE、Ov、Dallmeier、Ivbox、Viseowave等,他们都能提供视频智能分析产品,大部分厂商提供的视频智能分析产品,都基于ObjectVid eo公司的图像分析技术,采用Object Video OnBoard平台来设计并创建自己品牌的OEM产品,这是大部分视频智能分析产品商以最小的投资成本及最快的时间来赢得市场的好办法。 在解决方案的提供上,国外也有许多成功的案例,比如旧金山国际机场采用了由Vidie nt公司提供的智能视频分析系统Smart Catch。Smart Catch与机场现有的闭路电视(CCTV)系统协同检测异常或可疑行为(如图1)。当智能视频分析软件识别出一个异常情况时,就立即将视频片段通过呼机、手提电脑、移动电话或其它通讯设备发送给响应者前来进行现场调查。 国内的众多企业也开始了对智能视频分析软件的尝试。比如上海世平伟业公司开发的I vbox智能视频分析系统,上海皓维推出的智能视频分析预警系统等等。

激光光刻技术的研究与发展

第41卷第5期红外与激光工程2012年5月Vol.41No.5Infrared and Laser Engineering May.2012 激光光刻技术的研究与发展 邓常猛1,2,耿永友1,吴谊群1,3 (1.中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院强激光材料重点实验室,上海201800; 2.中国科学院研究生院,北京100049; 3.功能无机材料化学省部共建教育部重点实验室(黑龙江大学),黑龙江哈尔滨150080) 摘要:光刻技术作为制备半导体器件的关键技术之一将制约着半导体行业的发展和半导体器件的性能。随着半导体工业的发展,集成电路的特征尺寸越来越小,光刻技术将面临新的挑战。分析了激光光刻技术,包括投影式光刻和激光无掩膜光刻技术的研究现状,着重介绍了极紫外光刻(EUVL)作为下一代光刻技术的发展前景和技术难点、激光无掩膜光刻技术的发展,特别是激光近场扫描光刻、激光干涉光刻、激光非线性光刻等新技术的最新进展及其在高分辨率纳米加工领域的应用前景。 关键词:投影式光刻;无掩膜光刻;发展趋势 中图分类号:TN305.7文献标志码:A文章编号:1007-2276(2012)05-1223-09 Research development of laser lithography technology Deng Changmeng1,2,Geng Yongyou1,Wu Yiqun1,3 (1.Key Laboratory of Material Science and Technology for High Power Lasers,Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai201800,China;2.Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China;3.Key Laboratory of Functional Inorganic Material Chemistry(Heilongjiang University), Ministry of Education,Harbin150080,China) Abstract:Lithography technology,as one of the key technologies in the manufacture of semiconductor devices,has played an important role in the development of semiconductor industry.As the critical dimension of integrated circuit is decreased to smaller and smaller,lithography technology will face new challenges.In this review,the progress and status on laser lithography were presented,including projection lithography and laser maskless lithography.The foreground and technology challenges of extreme ultraviolet lithography(EUVL),which was considered to be the next generation lithography,were analyzed.The progress and application prospect in high-resolution nano lithography patterning of laser maskless lithography,especially of near-field scanning optical microscopy,laser interference and nonlinearity lithography etc,were discussed. Key words:projection lithography;maskless lithography;development trend 收稿日期:2011-09-05;修订日期:2011-10-03 基金项目:国家自然科学基金(60977004,50872139) 作者简介:邓常猛(1985-),男,博士生,主要从事光刻技术和光刻材料方面的研究。Email:chmdeng@https://www.doczj.com/doc/9315586506.html, 导师简介:吴谊群(1957-),女,研究员,博士生导师,主要从事高密度光存储和光电子学功能材料方面的研究。Email:yqwu@https://www.doczj.com/doc/9315586506.html,

电子技术行业发展论文

依据国内外市场调研分析职校电子技术行业的发展与现状 孙静晶张鹏汪鲁才 孙静晶(1986-)女河南新乡人,助教,本科,电子技术教育,鹤壁汽车工程职业学院电子系教师,458030;Sun Jingjing (1986 -) female Henan xinxiang, assistant professor, bachelor, electronic technology education,Hebi automotive engineering vocational college teachers of department of electronics,458030 张鹏(1989-)男,河北张家口人,研究生,汽车维修专业,鹤壁汽车工程职业学院汽车工程系主任,458030;Zhang peng (1989 -) male, hebei zhangjiakou, graduate, professional car maintenance, hebi automotive engineering vocational college of the engineering department,458030; 汪鲁才(1969-),男,湖北麻城人,教授,研究生导师,博士,主要研究方向为图像处理与模式识别,410081;Lu-cai wang (1969 -), male, macheng hubei, professor, postgraduate tutor, Dr, main research interests include image processing and pattern recognition,410081 摘要 当今世界上发展最快和应用最广的是电子行业,从日常生活到现 代精密航空航天工业到处都可以看到有关电子的产品或身影。例如电 子计算机、通讯机、雷达、仪器及电子专用设备,计算机,录音机、 录像机等,电子元器件产品显像管、集成电路、各种高频磁性材料、 半导体材料及高频绝缘材料等。所有这些都存在于生活中的各方面。 电子信息产业是目前我国最大的、最重要的产业之一,提供了众多的 就业岗位。文章依据调研和分析了最近 5年国内外电子信息产业现 状,然后以湖南长沙为例,重点分析了该地区电子信息行业的现状和 存在的问题。 关键词电子行业现状电子产品 一、近五年国外电子信息产业发展趋势 21 世纪以来,全球电子信息产业处于一个飞速发展时期。近五年年

电子封装的现状及发展趋势

电子封装的现状及发展趋势 现代电子信息技术飞速发展,电子产品向小型化、便携化、多功能化方向发展.电子封装材料和技术使电子器件最终成为有功能的产品.现已研发出多种新型封装材料、技术和工艺.电子封装正在与电子设计和制造一起,共同推动着信息化社会的发展 一.电子封装材料现状 近年来,封装材料的发展一直呈现快速增长的态势.电子封装材料用于承载电子元器件及其连接线路,并具有良好的电绝缘性.封装对芯片具有机械支撑和环境保护作用,对器件和电路的热性能和可靠性起着重要作用.理想的电子封装材料必须满足以下基本要求: 1)高热导率,低介电常数、低介电损耗,有较好的高频、高功率性能; 2)热膨胀系数(CTE)与Si或GaAs芯片匹配,避免芯片的热应力损坏;3)有足够的强度、刚度,对芯片起到支撑和保护的作用;4)成本尽可能低,满足大规模商业化应用的要求;5)密度尽可能小(主要指航空航天和移动通信设备),并具有电磁屏蔽和射频屏蔽的特性。电子封装材料主要包括基板、布线、框架、层间介质和密封材料. 1.1基板 高电阻率、高热导率和低介电常数是集成电路对封装用基片的最基本要求,同时还应与硅片具有良好的热匹配、易成型、高表面平整度、易金属化、易加工、低成本并具有一定的机械性能电子封装基片材料的种类很多,包括:陶瓷、环氧玻璃、金刚石、金属及金属基复合材料等.

1.1.1陶瓷 陶瓷是电子封装中常用的一种基片材料,具有较高的绝缘性能和优异的高频特性,同时线膨胀系数与电子元器件非常相近,化学性能非常稳定且热导率高随着美国、日本等发达国家相继研究并推出叠片多层陶瓷基片,陶瓷基片成为当今世界上广泛应用的几种高技术陶瓷之一目前已投人使用的高导热陶瓷基片材料有A12q,AIN,SIC和B或)等. 1.1.2环氧玻璃 环氧玻璃是进行引脚和塑料封装成本最低的一种,常用于单层、双层或多层印刷板,是一种由环氧树脂和玻璃纤维(基础材料)组成的复合材料.此种材料的力学性能良好,但导热性较差,电性能和线膨胀系数匹配一般.由于其价格低廉,因而在表面安装(SMT)中得到了广泛应用. 1.1.3金刚石 天然金刚石具有作为半导体器件封装所必需的优良的性能,如高热导率(200W八m·K),25oC)、低介电常数(5.5)、高电阻率(1016n·em)和击穿场强(1000kV/mm).从20世纪60年代起,在微电子界利用金刚石作为半导体器件封装基片,并将金刚石作为散热材料,应用于微波雪崩二极管、GeIMPATT(碰撞雪崩及渡越时间二极管)和激光器,提高了它们的输出功率.但是,受天然金刚石或高温高压下合成金刚石昂贵的价格和尺寸的限制,这种技术无法大规模推广. 1.1.4金属基复合材料

光刻技术及其应用的现状及展望

光刻技术及其应用的现状与展望

1 引言 光刻技术作为半导体及其相关产业发展和进步的关键技术之一,一方面在过去的几十年中发挥了重大作用;另一方面,随着光刻技术在应用术问题的增多、用户对应用本身需求的提高和光刻技术进步滞后于其他技术的进步凸显等等,寻找解决技术障碍的新方案、寻找COO更加低的技术和找到下一俩代可行的技术路径,去支持产业的进步也显得非常紧迫,备受人们的关注。就像ITRS对未来技术路径的修订一样,上世纪基本上3~5年修正一次,而进入本世纪后,基本上每年都有修正和新的版本出现,这充分说明了光刻技术的重要性和对产业进步的影响。2005年ITRS对未来几种可能光刻技术方案进行预测。也正是基于这一点,新一轮技术和市场的竞争正在如火如荼的展开,大量的研发和开发资金投入到了这场竞赛中。因此,正确把握光刻技术发展的主流十分重要,不仅可以节省时间和金钱,同时可以缩短和用户使用之间的周期、缩短开发投入的回报时间,因为光刻技术开发的投入比较庞大。 2 光刻技术的现状及其应用状况

众说周知,电子产业发展的主流和不可阻挡的趋势是“轻、薄、短、小”,这给光刻技术提出的技术方向是不断提高其分辨率,即提高可以完成转印图形或者加工图形的最小间距或者宽度,以满足产业发展的需求;另一方面,光刻工艺在整个工艺过程中的多次性使得光刻技术的稳定性、可靠性和工艺成品率对产品的质量、良率和成本有着重要的影响,这也要求光刻技术在满足技术需求的前提下,具有较低的COO和COC。因此,光刻技术的纷争主要是厂家可以提供给用户什么样分辨率和产能的设备及其相关的技术。 2.1 以Photons为光源的光刻技术 在光刻技术的研究和开发中,以光子为基础的光刻技术种类很多,但产业化前景较好的主要是紫外(UV)光刻技术、深紫外(DUV)光刻技术、极紫外(EUV)光刻技术和X射线(X-ray)光刻技术。不但取得了很大成就,而且是目前产业中使用最多的技术,特别是前两种技术,在半导体工业的进步中,起到了重要作用。 紫外光刻技术是以高压和超高压汞(Hg)或者汞-氙(Hg-Xe)弧灯在近紫外(350~450nm)的3条光强很强的光谱(g、h、i线)线,特别是波长为365nm的i线为光源,配合使用像离轴照明技术(OAI)、移相掩模技术(PSM)、光学接近矫正技术(OPC)等等,可为0.35~0.25μm的大生产提供成熟的技术支持和设备保障,在目前任何一家FAB中,此类设备和技术会占整个光刻技术至少50%的份额;同时,还覆盖了低端和特殊领域对光刻技术的要求。光学系统的结构方面,有全反射式(Catoptrics)投影光学系统、折反射式(Catadioptrics)系统和折射式(Dioptrics)系统等。主要供应商是众所周知的ASML、NIKON、CANON、ULTRATECH和SUSS MICROTECH等等。系统的类型方面,ASML以提供前工

(完整版)微电子技术发展现状与趋势

本文由jschen63贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 微电子技术的发展 主要内容 微电子技术概述;微电子发展历史及特点;微电子前沿技术;微电子技术在军事中的应用。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 2 2010-11-26 北京理工大学微电子所 3 工艺流程图 厚膜、深刻蚀、次数少多次重复 去除 刻刻蚀 牺牲层,释放结构 多 工艺 工工艺 2010-11-26 工 5 微电子技术概述 微电子技术是随着集成电路,尤其是超大规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,微电子技术是微电子学中的各项工艺技术的总和;微电子学是一门发展极为迅速的学科,高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向;衡量微电子技术进步的标志要在三个方面:一是缩小芯片中器件结构的尺寸,即缩小加工线条的宽度;二是增加芯片中所包含的元器件的数量,即扩大集成规模;三是开拓有针对性的设计应用。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 6 微电子技术的发展历史 1947年晶体管的发明;到1958年前后已研究成功以这种组件为基础的混合组件; 1962年生产出晶体管——晶体管逻辑电路和发射极耦合逻辑电路;由于MOS电路在高度集成和功耗方面的优点,70 年代,微电子技术进入了MOS电路时代;随着集成密度日益提高,集成电路正向集成系统发展,电路的设计也日益复杂、费时和昂贵。实际上如果没有计算机的辅助,较复杂的大规模集成电路的设计是不可能的。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 7 微电子技术的发展特点 超高速:从1958年TI研制出第一个集成电路触发器算起,到2003年Intel推出的奔腾4处理器(包含5500 万个晶体管)和512Mb DRAM(包含超过5亿个晶体管),集成电路年平均增长率达到45%;辐射面广:集成电路的快速发展,极大的影响了社会的方方面面,因此微电子产业被列为支柱产业。

国内外虚拟现实技术发展现状和发展趋势

浅析:国内外虚拟现实技术发展现状和发展趋势 国外虚拟现实技术及产品有Google Earth, Microsoft Map Live, Intel Shockwave3D, Cult3D, ViewPoint, Quest3D,Virtools,WEBMAX等…… 一. 国内外虚拟现实几种主流技术的介绍 VRML技术 虚拟现实技术与多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。自1962年,美国青年(Morton Heilig),发明了实感全景仿真机开始。虚拟现实技术越来越受到大众的关注。以三个I,即Immersion沉浸感,Interaction交互性,Imagination思维构想性,作为虚拟现实技术最本质的特点,并融合了其它先进技术。在国际互联网发展迅猛的今天,具有广泛的应用前景。重大的发展过程如下: VRML开始于20世纪90年代初期。1994年3月在日内瓦召开的第一届WWW大会上,首次正式提出了VRML这个名字。1994年10月在芝加哥召开的第二届WWW大会上公布了规范的VRML1.0标准。VRML1.0可以创建静态的3D景物,但没有声音和动画,你可以在它们之间移动,但不允许用户使用交互功能来浏览三维世界。它只有一个可以探索的静态世界。 1996年8月在新奥尔良召开的优秀3D图形技术会议-Siggraph'96上公布通过了规范的VRML2.0标准。它在VRML1.0的基础上进行了很大的补充和完善。它是以SGI公司的动态境界Moving Worlds提案为基础的。比VRML1.0增加了近30个节点,增强了静态世界,使3D场景更加逼真,并增加了交互性、动画功能、编程功能、原形定义功能。 1997年12月VRML作为国际标准正式发布,1998年1月正式获得国际标准化组织ISO 批准(国际标准号ISO/IEC14772-1:1997)。简称VRML97。VRML97只是在VRML2.0基础进行上进行了少量的修正。但它这意味着VRML已经成为虚拟现实行业的国际标准。 1999年底,VRML的又一种编码方案X3D草案发布。X3D整合正在发展的XML、JA V A、流技术等先进技术,包括了更强大、更高效的3D计算能力、渲染质量和传输速度。以及对数据流强有力的控制,多种多样的交互形式。 2000年6月世界web3D协会发布了VRML2000国际标准(草案),2000年9月又发布了VRML2000国际标准(草案修订版)。预计将在2002年,正式发表X3D标准。及相关3D浏览器。由此,虚拟现实技术进入了一个崭新的发展时代。 Wed3D协会其组织包括各种97家会员公司。主要公司如下:Sun、Sony、Hp、Oracle 、Philips 、3Dlabs 、ATI 、3Dfx 、Autodesk /Discreet、ELSA、Division、MultiGen、Elsa、NASA、Nvidia、France Telecom等等。 其中以Blaxxun和ParallelGraphics公司为代表,它们都有各自的VR浏览器插件。并各自开发基于VRML标准的扩展节点功能。使3D的效果,交互性能更加完美。支持MPEG,Mov、Avi等视频文件,Rm等流媒体文件,Wav、Midi、Mp3、Aiff等多种音频文件,Flash 动画文件,多种材质效果,支持Nurbs曲线,粒子效果,雾化效果。支持多人的交互环境,VR眼镜等硬件设备。在娱乐、电子商务等领域都有成功的应用。并各自为适应X3D的发展,以X3D为核心,有Blaxxun3D等相关产品。在虚拟场景,尤其是大场景的应用方面,以VRML标准为核心的技术具有独特的优势。相关网址如下:https://www.doczj.com/doc/9315586506.html, , https://www.doczj.com/doc/9315586506.html, 应用的画面:慕尼黑机场(电子商务)

集成电路封装的发展现状及趋势

集成电路封装的发展现 状及趋势 公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

序号:39 集成电路封装的发展现状及趋势 姓名:张荣辰 学号: 班级:电科本1303 科目:微电子学概论 二〇一五年 12 月13 日

集成电路封装的发展现状及趋势 摘要: 随着全球集成电路行业的不断发展,集成度越来越高,芯片的尺寸不断缩小,集成电路封装技术也在不断地向前发展,封装产业也在不断更新换代。 我国集成电路行业起步较晚,国家大力促进科学技术和人才培养,重点扶持科学技术改革和创新,集成电路行业发展迅猛。而集成电路芯片的封装作为集成电路制造的重要环节,集成电路芯片封装业同样发展迅猛。得益于我国的地缘和成本优势,依靠广大市场潜力和人才发展,集成电路封装在我国拥有得天独厚的发展条件,已成为我国集成电路行业重要的组成部分,我国优先发展的就是集成电路封装。近年来国外半导体公司也向中国转移封装测试产能,我国的集成电路封装发展具有巨大的潜力。下面就集成电路封装的发展现状及未来的发展趋势进行论述。 关键词:集成电路封装、封装产业发展现状、集成电路封装发展趋势。 一、引言 晶体管的问世和集成电路芯片的出现,改写了电子工程的历史。这些半导体元器件的性能高,并且多功能、多规格。但是这些元器件也有细小易碎的缺点。为了充分发挥半导体元器件的功能,需要对其进行密封、扩大,以实现与外电路可靠的电气连接并得到有效的机械、绝缘等

方面的保护,防止外力或环境因素导致的破坏。“封装”的概念正事在此基础上出现的。 二、集成电路封装的概述 集成电路芯片封装(Packaging,PKG)是指利用膜技术及微细加工技术,将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连线,引出接线端并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体立体结构的工艺。此概念称为狭义的封装。 集成电路封装的目的,在于保护芯片不受或少受外界环境的影响,并为之提供一个良好的工作条件,以使集成电路具有稳定、正常的功能。封装为芯片提供了一种保护,人们平时所看到的电子设备如计算机、家用电器、通信设备等中的集成电路芯片都是封装好的,没有封装的集成电路芯片一般是不能直接使用的。 集成电路封装的种类按照外形、尺寸、结构分类可分为引脚插入型、贴片型和高级封装。 引脚插入型有DIP、SIP、S-DIP、SK-DIP、PGA DIP:双列直插式封装;引脚在芯片两侧排列,引脚节距,有利于散热,电气性好。 SIP:单列直插式封装;引脚在芯片单侧排列,引脚节距等特征与DIP基本相同。

软光刻技术的研究现状

大连理工大学研究生试卷 系别:机械工程学院 课程名称:微制造与微机械电子系统 学号: 姓名: 考试时间:2015年1 月15日

PDMS软光刻技术的研究现状 摘要:软光刻技术作为一种新型的微图形复制技术,和传统的光刻技术相比,软光刻技术更加灵活,而且 有许多技术方面的优势。软光刻技术已经广泛应用于光学、生物技术、微电子、传感器以及微全分析系统 的加工诸领域,并且取得了一定的进展。本文,从软光刻技术的原理、分类、国内外以及我们实验室的应 用上来说明软光刻技术的研究现状,是一种很有发展的重要光刻技术。 关键词:软光刻技术研究现状应用 Research Status of PDMS Soft Lithography Abstract:Soft lithography technology as a new type of micro-replication technology graphics, and compared to conventional lithographic techniques, soft lithography technology is more flexible and has many technical advantages. Soft lithography technology has been widely used in optical processing areas such as biotechnology, microelectronics, sensors and micro total analysis system, and has made some progress. In this paper, the principle soft lithography techniques, classification, abroad and in our lab up on the status of the application of soft lithography, photolithography technique is a very important development. Keywords:Soft lithography technologyResearch StatusApplication 1. 软光刻技术概况 20世纪90年代末,一种新的微图形复制技术脱颖而出。该技术用弹性模(大多为PDMS 材料制作)替代传统光刻技术中使用的硬模来产生微结构或者微模具,被称作软光刻技术[1]。软光刻技术作为一种新型的微图形复制技术,和传统的光刻技术相比,软光刻技术更加灵活,而且有许多技术方面的优势,主要有:能制造复杂的多层结构或者三维结构,甚至能在不规则曲面上来制作模具,而且不受材料和化学表面的限制;能突破光刻技术100nm 的限制,实现更为精细的微加工等。此外,它所需设备比较简单,进而在制作成本上也比以前的光刻技术更经济使用。在普通的实验室环境下就能应用,因此软光刻是一种便宜、方便、适于实验室使用的技术。 目前,软光刻技术已经广泛应用于光学、生物技术、微电子、传感器以及微全分析系统的加工诸领域,并且取得了一定的进展。 1.1 软光刻技术的分类 软光刻的核心技术是制作弹性模印章(elastomeric stamp)。通过光刻蚀和模塑的方法,可以快速、高效的获得这种印章。PDMS,即聚二甲基硅氧烷,是软光刻中最常用的弹性模印章制作材料,在设计过程中应该注意防止在PDMS弹性模上产生缺陷,此外,由于PDMS 材料的弹性,过大的深宽比也会导致弹性模结构的倒塌。软光刻的关键技术包括:毛细管成模(micromolding in capillaries,MIMIC)、再铸模(replica molding,REM)、微接触印刷(microcontact printing,uCP)、溶剂辅助成模(solventassistedmicromolding,SAMIM)、

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