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SEMI台湾暨东南亚区总裁曹世纶表示:“太阳光电设备业者向来需要精确的全球销售和订单数据,以掌握主要商业发展趋势、市占率和各区域市场动态,来做为拟定经营策略的重要参考。然而,过去在太阳光电产业并没有这样的数据数据。有鉴于此,SEMI PV Group和VDMA合作,每季搜集和提供太阳光电设备的订单出货数据,从区域市场、供应链各环节,以及设备种类等面向,提供详细的市场研究报告。”
该报告显示,2010年太阳光电设备的与订单与出货皆呈现增长态势,2010年第四季的设备销售量更达到2010年第一季的2倍之多,而第四季新接到的订单更远超过2010年全年的设备销售量。曹世纶进一步指出:“尽管因今年初至今全球太阳能市场变化大,但2010年第四季BB值1.13,显示产业仍持续扩张。其中,亚洲是最大的太阳光电设备采购市场,投资金额占全球近80%。”
2011年全球半导体产业将增长5.1%营收将达3,150亿美元
国际研究暨顾问机构Gartner表示,2011年全球半导体营收预计将达3,150亿美元,较2010年的2,990亿美元增长5.1%。Gartner第一季时原本预测半导体产业今年的营收年增率可达6.2%。
日本的震灾及海啸引发对硅晶圆、电池、石英晶体振荡器,封装和其他特殊零组件供应秩序的疑虑。然而,因日本情势而出现的供给受限并未重创电子产业。
Gartner首席分析师Peter Middleton表示,“日本的天灾确实对半导体市场和供应链造成冲击,但至少未如震灾发生之初所预期的严重。在3月份最后半个月的时间里,厂商努力确保供应无虞,以因应天灾造成的不确定性和可能面临的供应短缺,恐将导致重复下单的情况延续至第二季。我们认为,厂商对第二季市况和生产十分保守,我们预期大多数厂商将可超过原本估计。”
Middleton进一步表示,“虽然冲击程度较原先预期的为轻,但我们预期2011年第三季仍会有些残余效应,因为供应链秩序尚未恢复,可能影响部分生产及产生意想不到的情况。但是,一旦第三季的情势确立,供应链上的厂商确信所有问题获得解决和生产恢复正常,我们预期使2011年底与2012年初半导体市场增长力道衰弱的库存问题将因而消减。”
Gartner预测,2011年全球特殊应用标准产品(ASSP)的营收规模将达797亿美元,并于2015年增长至994亿美元。受益于苹果在特定应用集成电路(ASIC)投资和热销移动装置上的控制柄,特定应用标准产品市场将持续增长至2015年。这段时期在车用电子应用的带动下,非光学传感器将整体市场推升至高点,但高增长主要来自汽车应用之外传感器使用的增加,特别是智能型手机、平板装置和游戏机。
分析师表示,因智能型手机和平板媒体带动半导体快速的增长,直到2013年,半导体产业三分之二的营收增长将来自于智能型手机及平板装置。
龚立群在讲话中指出,中原经济区吸引了全国乃至世界的高度关注,为加快河南发展提供了重要机遇,对科技创新提出了新挑战,为广大科技工作者提供了广阔舞台。论坛对全省科技界深入了解世界科技发展趋势,推动科技创新与进步,为建设中原经济区提供科技支撑,具有重要意义。
梁留科在主持论坛开幕式时指出,本届论坛是河南省科协举办的一次重要国际性高层论坛,也是推进科技创新、服务中原经济区建设的具体体现。论坛旨在把目前国内外尖端的高新技术进展领域引领到河南,发挥高新技术引导产业转型的重要作用。这次论坛集中介绍了“小分子药物、电话和数字通信、光电子器件、微波通信”等领域目前国际上最新研究进展和最新成果,以激发更多科技工作者创新活力,提升创新能力,促进产学研用紧密结合,助推产业转型升级,为中原经济区建设贡献力量。
克里斯托弗・阿达米(Christoph Adami):金融市场的进化博弈论
阿达米是将进化博弈理论成功应用于宏观金融市场分析研究的先行者,美国太空总署“杰出贡献奖”获得者,美国著名科学家,美国密歇根州立大学微生物学和分子遗传学教授、物理学和天文学教授。阿达米教授介绍了博弈论的起源与应用历程,介绍了进化稳定策略、纳什均衡、固定点和相画像等进化博弈论的主要概念,并用简单的例子作了解释,展示了博弈论在市场经济泡沫形成现象的应用。
诺伯特・格诺特(Norbert Grote):远程数据通信应用光子学部件近期取得的成就和发展趋势
诺伯特•格诺特是德国远程数据通信应用光子学领域著名科学家,德国亚琛技术大学物理学和光电学博士,德国研究机构“弗劳恩霍夫协会”成员。格诺特认为,全球通信网络中的IP数据交通一直高速持续增长,预计在未来五年内会翻两番。为了应对这种变化,这种光学系统所需的光子学部件的需求量持续增加,以达到更高的传输能力。
格诺特介绍了远程数据通信应用光子学部件的主要发展趋势,包括:更高速度,更低能耗,更高性能,更少痕迹,更低成本。他说,使用先进的调制格式,包括光相位调制(如QPSK格式),已经成为一项能提供总数据传输率100Gb/s以上的关键技术,结合高频谱效率和鲁棒性对抗光纤损伤。25Gb/s和40Gb/s的设备使用传统的调幅,对单路和多路的多通道传输是有高回报的,可能达到甚至超过100Gb/s的数据速率。
李同宁(Lisa):光电子器件技术的发展和挑战
李同宁是美国著名科学家,美国InPhenix公司首席运营官和高级工程副总裁,主要负责经营公司并开发新的光电设备、医疗、光纤传感、国防、电信和工业应用等。
李同宁在报告中说,现代社会是信息社会,信息共享将世界溶为一体。光能将信息传播得最快,因为光可以以每秒30万公里的速度在空气中传播。古人用烽火台的光传递信息,电的发明又使用电灯取代了油灯,激光的发明,则使光学这门古老的学科进入了复兴时期,扩大了光学技术的应用范围,大大提高了光学技术在国民经济中的地位。光电子器件技术成为光纤通信、光纤传感、医用光学、生物光学、军事光学等先进技术领域的核心器件。而半导体电子器件技术则以它的体积小、易集成、功耗低、性能好、成本低成为激光群中一颗璀璨的明星。
他在报告中介绍了InPhenix公司研制开发的最新的半导体大功率宽带宽超辐射发光二极管和半导体光放大器及其最新的应用领域,同时追溯了半导体光电子器件的发展历程及其面临的挑战。
刘澎:小分子抗病毒药物――8个核苷的故事及其启示
刘澎是小分子药物专家、核苷类靶向药物研究领域专家、留美医学博士,2000年河南省杰出青年基金获得者。刘澎在报告中对小分子药物和抗病毒药物作了简要介绍,之后向与会者详细讲解了8个核苷类抗病毒药物的“故事”:ACV及其衍生物,DHPA及其衍生物,BVDU及其衍生物,FMAU及其衍生物,AZT及其类似物,3TC、FTC及L-核苷,ABC、ETV及碳环核苷,2’-甲基核糖核苷衍生物。
姚萌:微波通信在乳腺癌检测领域的应用
姚萌是微波通信领域著名科学家,华东师范大学信息科学与技术学院通信工程系教授,美国密歇根州立大学灯塔中心、遗传算法应用与研究实验室访问教授。姚萌向与会者介绍了微波通信技术在乳腺癌检测领域的最新应用情况。
到2018年微投市场将达到32%的年复合增长率
全球微型投影机市场2015至2019年行业报告显示,到2018年微投市场将达到32%的年复合增长率,嵌入式微型投影机正在成为现实,这是电子设备新技术的一个重要平台。嵌入式微型投影机预计将占据主导地位,因为它占用更少的空间,并且有更低的价格,因此对设备的需求不断增长。
手机行业拥有众多的终端用户,并有望推动市场增长。智能手机已经在全球手机市场取得了50%的普及率,微型投影机的集成智能手机将推动全球微型投影机市场的增长。此外,微型投影机在其他设备,如数码摄像机、数码相框、数码相机、笔记本电脑、移动电视、便携式媒体播放器和便携式游戏设备也将推动市场的增长。
2015年TFT LCD营收预计下降3%,滑落至1,158亿美元
市调机构IHS指出,2015年薄膜电晶体液晶显示器(TFT LCD)总体出货量将萎缩,冲击全球平面显示器(FPD)产业收入下降2%。相较于2014年TFT LCD营收的1,314亿美元,2015年TFT LCD出货收入则跌落至1,290亿美元。今年TFT LCD收入紧缩,再加上PC面板价格下降,导致整体FPD产业营收降低。
继去年一波出货量增长后,全球TFT LCD荧幕今年营收预计会下降3%,2014年产值有1,200亿美元,而2015年可能会滑落至1,158亿美元。电浆、阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)及电泳显示器(EPD)这些技术早已过时且没有其他新应用,也面临营收降低的窘境,而OLED预计是2015年中唯一出货量有所增长的显示技术。
然而,IHS预计2016年时TFT LCD市场会再有一波涨幅,其营收到2016年时预计会较2015同期上涨1%,将达到1,174亿美元。
2020年物联网安全市场将达到290亿美元
根据新的市场预测,全球物联网市场在未来几年预计将呈现指数级增长,2015年为68.9亿美元,预计到2020年将增长到289亿美元。
研究咨询公司MarketsandMarkets发表的报告显示,从2015到2020年,全球物联网市场的复合年增长率(CAGR)将增加33.2%。在当前情况下,基于市场规模和技术进步,北美有望成为最大的市场。
全球半导体激光器市场有望在2020年超过76.9亿美元
根据透明市场研究公司一份市场报告,全球半导体激光市场有望在2020年前超过76.9亿美元,2014年-2020年的年度复合增长率将达到7.1%。2013年该市场价值48亿美元。
根据该报告,绿光、蓝光和紫光激光器等新兴技术有望随着激光器输出功率和亮度的持续提高,而获得稳定的市场份额。
高功率二极管激光器在半导体激光器市场中将获得最快的增长,在预测周期内的年度复合增长率有望达到8.6%。
2015年AMOLED面板将增长36%,达到118亿美元
市调机构IHS指出,主动式矩阵发光二极体(AMOLED)面板受惠于大尺寸电视、行动和穿戴式设备的强劲需求,出货量可望逆势成长,预估2015年产值将达到118亿美元,较2014年大幅增长36%,被动式有机发光二极体(PMOLED)则预计在2015年会比去年同期上涨22%。
1,500m2 3D弧形屏幕破世界纪录
8月19日上午,珠海长隆海洋王国5D城堡影院3D弧形屏幕获得两项吉尼斯世界纪录――“最大的永久性投影屏”、“最大的3D立体投影”,屏幕180度横向铺开,长88m、高18m,总面积超过1,500m2,是普通四维影院的四倍,由此打破吉尼斯世界纪录。
2015年H1 IWB整体趋势上涨
报告指出,在整个2015的上半年中,IWB的整体市场出货量高达33.5万套,同比增长13.2%,销售额达44.1亿元,同比增长12.9%。其中第2季度IWB整体出货量为17.8万台,同比增长5.3%;销售额达21.5亿,同比增长6.5%。不管是上半年还是Q2季度,IWB整体均呈上涨的趋势,这主要得益于国家对信息化教育推进程度的加快。
交互智能平板替影白板趋势愈加明显
在2015Q2季度,交互智能平板的出货量达到90,000万台,同比增长34.0%,市场份额更是高达50.4%,首次超过投影白板,继续保持增长的走势。反观投影白板,Q2季度出货量为88,000万台,虽然比Q1季度的87,000万台有所回升,但同比下降13.6%,仍然无法避免市场萎缩及负增长的现象。这种现象让交互智能平板逐渐替影白板的趋势愈发明显,而这个趋势形成的最大原因就是交互平板自身功能变得多样化。对于2015年上半年而言,交互平板阵营强势的趋势已定,目前份额已达47.8%,同比提升14.1个百分点,预计在下半年交互平板份额将超过投影白板市场份额。
2015年LED显示屏市场发展呈现新趋势
我国的LED显示屏在经历了10多年的高速发展尤其是近几年的投资“井喷”后,行业出现较为严重的结构性过剩现象,即中低档同质化产品过剩。而市场需求的疲软和行业产能过剩使得LED显示屏行业的发展呈现出新的发展趋势。总的来说,LED显示屏市场的产品价格继续探底,在未来很长一段时间将陷入持久的价格战;技术投入增加,新品不断推出,技术附加值成为产品的主要竞争力;厂家优胜劣汰,出现“大鱼”吃“小鱼”的现象;经销商与厂家联系紧密,携手共进。
日造出延迟仅有三毫秒的高速投影机
日前,一个由日本东京大学和东京电子器件公司的科学家组成的研究小组制造出了一种速度可达每秒1,000帧、延迟只有3毫秒(0.003秒)的高速投影机。该投影机被命名为DynaFlash,实际上是一个新型投影映射系统,能跟踪物体的高速运动。其最突出的特点是高帧速率和低延迟。它能够根据物体的位置对投射在其上的影像进行实时快速调整,滞后只有3毫秒。
这种高帧速率的性能是通过一种名为数字微镜头(DMD)的设备实现的。此外,整套系统还包括一组高亮度LED和一个特殊的数字光学处理器(DLP)。与普通的投影机不同,DynaFlash不仅仅投射光线,而且会对物体表面进行测量,获取表面突起的高度、角度等信息。投影仪中的数字光学处理器会根据这些数据,对投射的图像进行实时修正,这一切都会在3毫秒内完成。
[关键词]半导体器件 封装技术
“半导体器件封装技术”是一种将芯片用绝缘的塑料、陶瓷、金属材料外壳打包的技术。以大功率晶体三极管为例,实际看到的体积和外观并不是真正的三极管内核的大小和面貌,而是三极管芯片经过封装后的产品。封装技术对于芯片来说是必须的,也是非常重要的。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面,封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB(印制电路板)的设计和制造,因此它是至关重要。
封装也可以说是指安装半导体芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁――芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此,对于大功率器件产品而言,封装技术是非常关键的一环。
半导体器件有许多封装形式,按封装的外形、尺寸、结构分类可分为引脚插入型、表面贴装型和高级封装三类。从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP,技术指标一代比一代先进。总体说来,半导体封装经历了三次重大革新:第一次是在上世纪80年代从引脚插入式封装到表面贴片封装,它极大地提高了印刷电路板上的组装密度;第二次是在上世纪90年代球型矩阵封装的出现,满足了市场对高引脚的需求,改善了半导体器件的性能;芯片级封装、系统封装等是现在第三次革新的产物,其目的就是将封装面积减到最小。高级封装实现封装面积最小化。
一、封装材料
封装的基材有陶瓷、金属和塑料三种。从数量上看,塑料封装占绝大部分,半导体塑料封装用的材料是环氧塑封料,七十年代起源于美国,后发扬光大于日本,现在我国是快速掘起的世界环氧塑封料制造大国。塑料封装多是用绝缘的环氧塑封料包装起来,能起着密封和提高芯片电热性能的作用。
二、封装类型
1.金属封装。由于该种封装尺寸严格、精度高、金属零件便于大量生产,故其价格低、性能优良、封装工艺容易灵活,被广泛应用于晶体管和混合集成电路如振荡器、放大器、交直流转换器、滤波器、继电器等产品上。
2.陶瓷封装。陶瓷封装的许多用途具有不可替代的功能,特别是集成电路组件工作频率的提高,信号传送速度的加快和芯片功耗的增加,需要选择低电阻率的布线导体材料及低介电常数、高导电率的绝缘材料等。
3.金属-陶瓷封装。它是以传统多层陶瓷工艺为基础,以金属和陶瓷材料为框架而发展起来的。最大特征是高频特性好、噪音低而被用于微波功率器件。
4.塑料封装。塑料封装由于其成本低廉、工艺简单,并适于大批量生产,因而具有极强的生命力,自诞生起发展得越来越快,在封装中所占的份额越来越大。目前我国环氧塑料封料年产9万吨以上。
三、封装时主要考虑的因素
1.芯片面积与封装面积之比为提高封装效率,尽量接近1:1。
2.引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能。
3.基于散热的要求,封装越薄越好。作为设备或整机的重要组成部分,器件的性能直接影响整机的整体性能。而器件制造工艺的最后一步也是最关键一步就是它的封装技术,采用不同封装技术的器件,在性能上存在较大差距。只有高品质的封装技术才能生产出完美的产品。
四、主要封装技术
半导体器件的封装形式分为插入安装式(DIP)和表面安装式(SMD)两大类。插入安装式包括金属外壳封装、玻璃封装、陶瓷封装、塑料封装和树脂封装等,使用较多的是塑料封装和金属外壳封装。表面安装式包括塑料封装和树脂封装等,使用较多的是塑料封装。
1.DIP技术
(Dual In-line Package),也叫直插式封装技术,指采用直插形式封装的器件芯片,绝大多数器件采用这种封装形式,其引脚数一般为三条。可以直接插在有相同焊孔数的电路板上进行焊接。
DIP封装具有以下特点:
(1)适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。
(2)芯片面积与封装面积之间的比值较大,体积也较大。
典型的DIP封装晶体管形式有TO-92、TO-126、TO-220、TO-251、TO-263等,主要作用是信号放大和电源稳压。
2.SMD技术
SMD封装也叫表面安装技术,用这种形式封装的芯片必须采用SMD(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在电路板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与电路板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。
SMD封装具有以下特点:
(1)适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。
(2)适合高频使用。
(3)操作方便,可靠性高。
(4)芯片面积与封装面积之间的比值较小。
五、封装的作用
封装(Package)对于芯片来说是必须的,也是至关重要的。封装也可以说是指安装半导体器件芯片用的外壳,它不仅起着保护芯片和增强导热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁和规格通用功能的作用。封装的主要作用有:
(1)物理保护。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降,保护芯片表面以及连接引线等,使相当柔嫩的芯片在电气或热物理等方面免受外力损害及外部环境的影响;同时通过封装使芯片的热膨胀系数与框架或基板的热膨胀系数相匹配,这样就能缓解由于热等外部环境的变化而产生的应力以及由于芯片发热而产生的应力,从而可防止芯片损坏失效。另一方面,封装后的芯片也更便于安装和运输。
(2)电气连接。封装的尺寸调整(间距变换)功能可由芯片的极细引线间距,调整到实装基板的尺寸间距,从而便于实装操作。例如从以亚微米(目前已达到0.1 3μm以下)为特征尺寸的芯片,到以10μm为单位的芯片焊点,再到以100μm为单位的外部引脚,都是通过封装来实现的。封装在这里起着由小到大、由难到易、由复杂到简单的作用,从而可使操作费用及材料费用降低,而且能提高工作效率和可靠性,特别是通过实现布线长度和阻抗配比尽可能地降低连接电阻,寄生电容和电感来保证正确的信号波形和传输速度。
(3)标准规格化。规格通用功能是指封装的尺寸、形状、引脚数量、间距、长度等有标准规格,既便于加工,又便于与印刷电路板相配合,相关的生产线及生产设备都具有通用性。这对于封装用户、电路板厂家、半导体厂家都很方便。
六、半导体器件封装技术发展
半导体器件有许多封装形式,按封装的外形、尺寸、结构分类可分为引脚插入型、表面贴装型和高级封装三类。从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP,技术指标一代比一代先进。总体说来半导体技术经历了三次重大革新:第一次是在20世纪80年代从引脚插入式封装到表面贴片封装,它极大地提高了印刷电路板上的组装密度;第二次是在20世纪90年代球型矩阵封装的出现,满足了市场对高引脚的需求,改善了半导体器件的性能;芯片级封装、系统封装等是现在第三次革新的产物,其目的就是将封装面积减到最小。
所谓封装是指安装半导体器件用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁―芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此,封装对CPU和其他LSI集成电路都起着重要的作用。新一代CPU的出现常常伴随着新的封装形式的使 用。 芯片的封装技术已经历了好几代的变迁,从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,技术指标一代比一代先进,包括芯片面积与封装面积之比越来越 接近于1,适用频率越来越高,耐温性能越来越好,引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便等等。
七、塑封器件封装工艺简介
划片―粘片―压焊―包封―打印―电镀―切筋―测试―包装―入库
八、国内封装技术存在的问题与不足
1.封装技术人才严重短缺、急需封装技术人员的培训。
2.先进的封装设备、封装材料及其产业链滞后,配套不上且质量不稳定。
3.封装技术研发能力不足,生产工艺程序设计不周,可操作性差,执行能力弱。
4.封装设备维护保养能力差,缺少有经验的维修工程师,且可靠性实验设备不齐全,失效分析能力不足。
5.国内封装企业普遍还处于规模小,技术低,从事低端产品生产的居多,可持续发展能力低,缺乏向高档发展的技术和资金。
九、建议和对策
1.依靠技术创新占领高端市场,目前国内器件呈现两极化的发展趋势,即低端产品市场竞争激烈,高端市场增长迅速,产品供不应求。我们应积极进行技术研发,及时向市场推出新产品,占领高端市场。
2.依靠高等院校,科技攻关和自然基金以及产业化项目培养人才,封装目前已经成为一个支柱性的行业。封装是一个典型的交叉学科,要提高封装技术水平应从基础做起,培养各个层次的人才,掌握核心技术。
3.利用外来技术带动产业升级,目前跨国半导体企业纷纷加大在我国投资,扩大在国内的生产规模,这些国际企业制造水平处于世界领先水平,这对于提高国内器件行业整体技术水平,培养国内工程技术人员,进而带动国内器件产业升级都有积极作用。
十、结束语
我国半导体器件封装事业担负着振兴国内半导体行业的重任,面临艰巨的挑战和各种困难,半导体器件封装技术目前还存在不少问题和困难,我们还是要坚持在科学发展中寻找解决困难的途径,以积极的姿态、创新的工作,共同迎接中国半导体事业的美好明天。
参考文献:
■今日电子:数字电源是电源管理领域的热点,请您评价一下该技术在2007年的表现,展望一下在2008年的发展前景。
英飞凌科技香港有限公司汽车、工业及多元化电子市场事业部电源业务区域市场经理Billy Ng:数字产品正在努力提升自身的性能,在将来需要更高的可控性和复杂性的系统中,数字电源产品相对模拟产品将会更具优势。目前数字电源主要应用于AC/DC领域,主要应用产品包括服务器、基站、路由器等产品。虽然现阶段数字电源产品的应用十分有限,但将来可能成为电源管理产品发展的一种趋势。
国际整流器公司Executive Sales Director,China/Korea,David Poon;数字电源是电源管理领域之前灯,现在主要市场领域包括服务器、数据及电信市场。据iSuppli估计,数字电源管理市场会从2007年的14900万美元增加至2011年之82300美元。这是一个很高增长的市场,会带动整体半导体市场发展。
凌力尔特公司电源产品部产品市场经理Tony Armstrong,牢记这一点很重要,即采用数字PWM控制方法的稳压器,其主要部分仍然是模拟的!不管是数字方法还是模拟方法,它们都需要一个电压基准、偏置电路、一个振荡器、FET驱动器、功率FET、保护电路,等等。两者的不同之处是,在数字方法中,模拟误差放大器被一个ADC和一个数字处理器(负责产生用于驱动功率级的PWM信号)所取代。这种复杂性的增加导致必需使用一种细线宽半导体工艺,该工艺造价相对昂贵,而且通常并没有专为实现全部所需模拟电路的最佳性能而优化。此外,这些电路常常需要消耗巨大的电流,会降低效率,并具有带宽和/或分辨率方面的局限性。因此,如今的数字解决方案的性能――解决方案外形尺寸、成本、坚固性、易用性、调节准确度(包括针对负载电流阶跃的瞬态响应)等――是无法与先进的模拟解决方案相提并论的。
由于上述原因,在2007年,数字电源的使用和推广普及是很有限的。尽管如此,数字方法确实信守了“在未来改善电源系统性能”的承诺。例如,非线性、自适应,甚至预测环路均可以改善稳压器的瞬态响应、缩减占板面积和总体成本。但我们认为,要想兑现这一承诺,仍然需要在技术上取得突破。因此,2008年的数字电源销售收入将不会在2007年的基础上取得显著的增长。
美国国家半导体亚太区电源管理产品市场总监黄汉基:美国国家半导体认为市场上有三类数字电源管理芯片。第一类的稳压器内建模拟控制回路,可以透过新加设的数字介面提供设定功能。第二类的稳压器内建数字控制回路,可以透过新加设的数字介面提供更高的设定及配置能力。第三类是负责管理系统电源的数字电源管理芯片,这类系统的负载都内建智能型的数字电路,而且可与内建模拟或数字控制回路或混合信号控制回路的稳压器连接一起。
美国国家半导体推出的多款电源管理芯片如LM3907、LP3919及PowerWise能源管理单元LP555X系列都属于第一及第二类。它们主要瞄准便携式电子产品及移动电话市场,因为能源效益是这类电子产品的成败关键。至于第3类产品,美国国家半导体目前正与各大基建设备开发商加紧合作,努力开发最切合客户需要的产品。
数字电源和模拟电源将来会在不同的应用场合发挥各自的优势。数字电源经过市场验证其可靠性,设计的方便性之后,会在对系统监控和智能控制要求较高的领域得到广泛应用。而模拟电源以其简单、高效、高可靠性以及广泛的应用群体和成熟的技术支持,将在中低复杂性的系统中继续增长。
安森美半导体亚太区电源管理部市场推广经理蒋家亮:毋庸置言,在电源管NIC市场中,数字电源产品的关注度不断上升,应用领域逐步增多。而且,数字电源为系统和板上IC功能性提供了一定的灵活性。举例来说,有的公司提供一种在IC内部含有可编程能力的设计,然后这种设计可用于不同的应用组合。另一种应用是提供全套的系统和常规维护(housekeeping)解决方案,用于极高功率的电源转换。所以大多数数字电源仍然只适合于细分的利基应用,因为相应的应用解决方案成本仍然很高。对于某些低功率应用而言,由于数字方面本身可能包含存储器、处理器、时钟等,如果方案要求实现复杂的功能,那么对存储器容量和处理速度的要求就更高,这就导致数字解决方案本身的成本更高。因此,这些都会在一定程度上影响数字电源的推广与发展。
精工技术有限公司ICTechnical support&Product Planning Section Manager Masakazu Mori;我们对于数字电源有一定的兴趣,不过因为没有此种产品的生产及开发计划,所以不做评论。一般而言,关于DC/DC变换器,今后会使用数字控制技术,“数字电源”将更普及。
德州仪器半导体技术(上海)有限公司高性能模拟产品业务开发经理张洪为:2007年数字电源仍旧是耕耘的一年。有人断言:当ARM7的硅成本还在0.505以上时,数字电源不可能取得市场主流地位。诚哉斯言。然而,面对大功率市场、高可靠性市场、数字可控、数字诊断等要求,数字电源已经取得了相当大的优势。TI凭借C2000系列32位DSP和UCD系列通用数字电源控制器系列,牢牢把握住了面向高灵活性的应用以及面向快速,简易的应用。TI愿意和广大客户一起,积极开发更多具有性能价格比优势的数字电源产品。
■今日电子:请谈谈贵公司在电源管理领域有哪些优势,2008年的产品规划是什么?
Billy Ng:英飞凌科技公司电源管理部门专注于研究开发各类电源管理应用的半导体器件解决方案,满足了电源应用中的要求,推出一系列拥有极高的性价比产品,例如CoolMOS、OptiMOS、CoolSET、SiC肖特基二极管及电源管理IC等。英飞凌的高效功率转换管理和节能技术可以给客户更紧凑更环保的能源解决方案。这种优势不仅仅体现在我们产品本身,更因为我们可以帮助客户在更小的封装上实现更大的功率,使高效的开关转换产生最小的热量,使整个系统中其他元件和散热装置可以变得更小。通过这样的优化,英飞凌为客户带来更多的绿色能源解决方案。
David Poon:国际整流器公司是全球功率半导体和管理方案领导厂商。我们的模拟及混合信号集成电路、先进电路器件、集成功率系统和器件广泛应用于驱动高性能运算设备及降低电机的能耗(电机乃全球最大之耗能设备),
是众多国际知名厂商开发下一代计算机、节能电器、照明设备、汽车、卫星系统及宇航系统的电源管理基准。
在包括消费类,电信及网络设备在内的电源转换的应用中,国际整流器公司的多款产品提供了全面优化解决方案,达到良好的功率密度。将全功能脉宽调制(PWM)控制集成电路、沟道MOSFET和无源组件整合在一起,可使设计师们无须再为选择组件或电路板布局而烦恼。例如,我们最近推出的SupIRBuck系列是多功能宽输入、单路输出同步降压式稳压器,就适用于高密度、高性能数据中心及消费应用。
目前,在电动机中,很少利用功率管理技术。如果使用变速运动控制的话,在特定应用系统中可以节省达60%的电力。复杂的功率管理问题,需要用系统的方法来解决,把数字、模拟和功率级的电路整合在一起。专家们必须把硅半导体,封装和软件各方面的技术结合,构成综合性的设计平台,以提供电源管理的解决方案。国际整流器公司的iMotion平台包含了数字控制器,模拟驱动器,信号处理芯片以及功率半导体器件和功率模块封装,它是针对具体的电动机控制应用系统而设计的,使设计人员可以利用这个方案迅速地建立一个低成本的设计平台,提高性能。
照明是另外一个节省能源的领域。使用电子整流器的荧光灯,LED或HID灯代替白炽灯灯,可以大幅提高能效。国际整流器公司在多种节能照明应用中都有技术领先的解决方案。
我们不断努力,了解客户所需,以能携手打造不断日新月异的市场新方向!
Tony Armstrong:在凌力尔特公司所专注的高性能模拟产品市场区段中,与竞争对手产品的重叠相对较小。在这些市场上,大多数产品都是专有的,没有可以直接替代的产品。因此,我们不断取得成功的关键在于:保持我们对高性能模拟IC的独特专注性;不断地雇请、培训和留住该业务领域中的最佳人才。继续使我们的资深技术研发人员与全球客户保持直接沟通,通过率先推出关键的使能技术和产品来保持自身的性能领先优势,始终按照既定规章并有选择性地部署我们的开发资源;对我们主要市场所发生的变化保持关注并快速灵活地做出响应。
更准确地说,我们2008年的计划是继续遵循已经使用了20年以上并令我们屡创佳绩的商业模式,这就是:对高性能模拟IC给予独特的关注。推出别具一格的PMIC(以完善我们门类宽泛的单元式部件产品)并提升自身的生产能力(以把令人兴奋的新产品快速推向市场)是我们在前进道路上所采取的两项重大举措。速度和灵活性正日益成为赢得成功的关键决定性因素。
黄汉基:美国国家半导体一直是电源管理领域的领导者。发表于2007年10月的IMS Research最新研究报告显示:2006年美国国家半导体是全球电源管理IC市场中的最大供应商,占10.5%的份额。我们的优势主要集中在:全面顾及系统的整体需要,并确保同一设计适用于多种不同产品,使每一产品都有独特个性,对便携式产品的设计尤其有湛深的认识;拥有功率器件及电路设计方面的专门知识及创新技术,30年开发电源管理IC的经验,拥有的专利多达2700项,先进的工艺及封装技术,世界级的供应链管理技术、生产能力及物流管理技术。
长远来说,美国国家半导体将继续采取进取的策略,大胆开发新产品,以及进一步打响PowerWise品牌的知名度。
美国国家半导体正在研究将PowerWise自适应电压调节技术的应用领域进一步扩大,让采用数字电路的系统都可充分利用这种技术的优点。由于高亮度发光二极管越来越多地用于一般性照明系统、便携式电子产品背光灯及汽车灯光系统,美国国家半导体会特别因应这个发展趋势,陆续推出更多具有最高对比度以及能准确控制电流的发光二极管驱动器产品。美国国家半导体电源管理产品的另一特色是容易使用。我们将会在2008年推出一系列控制器Simple Controller以及另一系列全新的Simple Switcher开关稳压器。此外,美国国家半导体的功率放大器电源供应系统(SuPA)不断有新型号面世,以便GSM、TD-SCDMA及双模式的移动电话都可利用这种先进的电源管理技术。
蒋家亮:安森美半导体的优势在于拥有极佳的产品定义、现场应用支持、完整的市场细分区隔解决方案,使我们能够帮助客户缩短设计周期;此外,我们还拥有高素质的主动型专职员工,为客户提供第一时间的支持。安森美半导体的电源管理解决方案非常适合于计算、显示、适配器、消费电子和汽车电源解决方案等应用。
2008年,安森美半导体的新产品和解决方案主要用于适配器和显示器电源等应用,它们将拥有更高的功能性,在待机电源上实现更高的标准,使显示器电源方案更具性价比,和DC/DC转换方案更高效。
此外,针对奥运带来的热门应用和产品,安森美半导体将开发集成的电源管理解决方案产品和分立功率器件以及滤波器解决方案,帮助信号在不同器件之间平滑传递。并且,安森美半导体将持续倡导“1W计划”,不断开发出帮助实现待机能耗低于1W的解决方案和技术。我们也持续从提高电源工作效率、降低待机能耗和功率因数校正这三个方面入手,推动绿色节能。
Masakazu Mori:敝社产品的特点:1)使用Laser Trimming技术高精密化,在保护IC上,可以实现±0.5%的电压检出;2)低电流消耗,电压探测器可以在0.35μA下工作;3)低电压工作,DC/DC(s-882Z和S-8337)可由0.5V升压至2.5V,而电流为200mA;4)小型/超薄SNT封装。由敝社开发的超薄(最大0.5mm),小型SNT封装,丰富了产品的构成。
2008年度,在车载电子方面,会高耐压/高可靠度的IC,超低电压输出的LDO,1W高功耗小型封装等一系列产品。
张洪为:首先,TI作为领先的无线解决方案提供商和最大的DSP供应商,最大的优势就是了解客户的应用。有时候,我们甚至比我们的客户自己还要了解其应用。针对不同情况,发挥TI 50年的半导体经验,定义出最适合某一应用的产品是TI电源产品成功的公开秘密。其次,TI在开发高性能DSP过程中实现的一些技术可以在电源产品中得到应用,使得TI的产品能以低成本实现复杂的逻辑功能,整个产品的静态电流超低。第三,TI开发一系列特色工艺如高压CMOS工艺、低压大电流铜互连工艺、先封装后调整的E-trim工艺等,让各种创造型的思想找到实现平台,第四,TI的高性能模拟产品全流程自制,确保了一贯的高品质。
关键词:OLED;发展现状;趋势展望;显示;照明
中图分类号:TN312+.8文献标识码:B
The Development Status & Trend of Global OLED Industry
ZHANG Jun-jie, YANG Zhu
(State Key Laboratory of Optical Communication Technologies and Networks
Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications, Wuhan Hubei 430074, China)
Abstract:The development of display technology and OLED industry chain were briefly introduced. The status, market prospects and technological development of the OLED display and lighting industries were described in detail. Moreover, the current problems of China's OLED industry and OLED's future development trend were summarized and predicted. Finally the suggestions for the development of china's OLED industry were proposed.
Keywords:OLED; development status; development trend; display; lighting
引 言
OLED具有全固态、主动发光、高对比度、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作范围宽、易于实现柔性显示和3D显示等诸多优点,将成为未来20年最具“钱景”的新型显示技术。同时,由于OLED具有可大面积成膜、功耗低以及其它优良特性,因此还是一种理想的平面光源,在未来的节能环保型照明领域也具有广泛的应用前景。
1OLED概述
1.1 显示技术发展
进入21世纪,人们需要性能更好、更能符合未来生活需求的新一代平板显示器,以迎接所谓的“4C”,即计算机(computer)、通信(communication)、消费电子(consumer electronics)、汽车电子(car electronics)以及“3G”时代。尤其未来的趋势是要在轻巧的柔性体上输送大量的信息和影像,而现今的平板显示器显然已不符合需求[1]。
显示技术在经历了CRT、LCD、PDP技术之后,正向大面积、超薄、低成本、柔性等方面发展。OLED因自身多项优点,符合未来平板显示技术的发展方向。显示技术发展历程如图1所示。因此,有专家称二十一世纪最有“钱景”的产业,就是拥有“梦幻显示器”之称的“OLED”。
1.2 OLED产业链构成
根据OLED的技术原理和制备工艺,通常把OLED产业链划分为四个主要部分:设备供应、材料供应、驱动模块开发与供应、面板和器件供应以及下游用户,如图2所示。
全球OLED主要设备生产厂商有Tokki、ULVAC、Aixtron、Litrex、OTB、MicroFab、Doo San、Seiko Epson、Sunic等,表1所示为量产级和研发/试生产级OLED蒸镀设备供应商情况。目前国内只有少数厂家进行OLED生产设备的研发,广东省和东莞市财政共出资3亿元支持东莞宏威数码机械有限公司和广东有机发光显示(OLED)产业技术研究院,形成产、学、研一体的开展OLED关键材料、设备技术项目攻关机构和建设“OLED显示屏示范生产线”,国内第一条自主开发的OLED 370mm × 470mm量产生产线有望在宏威落成。
iSuppli指出,日本的设备供应商利用自己在半导体和LCD制造方面的实力,在OLED制造设备市场取得了早期领先地位。Tokki Corp.和Ulvac Inc.在销售生产级(production-scale)OLED沉积设备的供应商排名中名列前茅。
OLED发光材料通常分为三类:小分子材料、高分子材料和稀土类发光材料。
目前,小分子发光材料以日系厂商为主要供应者(源自美国柯达分子OLED技术,包括出光兴产、新日铁化学、东洋油墨、Toray等,共约占80%的市场份额);欧美厂商则以高分子(PLED)材料的开发居多,主要有Covion(已被美商Merck收购)、英国CDT、美国杜邦及日本住友化学。如表2所示。
我国在有机发光材料的合成方面,已经掌握了部分关键技术并已开始小批量生产,为国内企业进入OLED产业提供了重要基础与保障。如清华大学、吉林大学、华南理工大学、南京邮电大学以及西安瑞联、吉林奥来德等。
2OLED显示产业分析
2.1 显示产业现状
依据OLED发光材料的不同,全球OLED面板制造商可以分为两个阵营:小分子OLED,以柯达为代表,还有索尼、三洋、TDK、eMagin、先锋、三星、LG、铼宝、悠景、宏景、NEC等公司;高分子OLED则包括爱普生、DuPont、东芝等公司。
由于小分子材料发展比较快,全球量产的OLED显示面板主要是以小分子材料为主。随着AM-OLED技术的发展,2007年韩国三星SDI投入5亿美元用于在2007年建立起四代线玻璃基板尺寸(730mm×920mm)的AMOLED量产线,与此同时,LG电子也宣布了四代线的AMOLED量产计划。2009年下半年,LG了15in EL9500 OLED TV,售价约2,500美元/台,并将于2010年5月在欧洲市场销售。全球OLED量产线建设情况如表3所示。
中国大陆参与OLED面板研发和制造的科研机构和企业约有20多家,包括清华大学、华南理工大学、吉林大学、上海大学、东南大学、南京邮电大学、合肥工业大学、长春光机所、中科院化学所、北京维信诺、昆山维信诺、信利半导体、广东宏威数码、上海广电电子集团、京东方等。全球主要OLED厂商动态如表4所示。
再过一段时间,皇家飞利浦电子公司(以下简称“飞利浦”)将不再以IT巨头的身份驰骋于国际商场。根据最新发展战略,这家荷兰公司正在将自己的主导业务推向医疗保健和时尚生活领域。
2006年8月7日,飞利浦宣布将减持LG・Philips液晶制造业务(该公司系飞利浦与韩国LG公司合资,以下简称LPL)中2.9%的股权。此前,飞利浦拥有该合资公司32.9%的股权。据悉,这笔交易最晚将在明年7月前完成。2005年12月,飞利浦已从LPL中减持了5%的股权。
这是荷兰人远离IT业务的最新一步。此前,飞利浦总裁兼CEO柯慈雷已经剥离了旗下显示器业务(出售给台湾冠捷电子)和大部分半导体制造业务(作价64亿欧元出售给美荷两国金融机构构成的国际财团联合体)。
其实,自柯慈雷2001年上任飞利浦CEO后,就拉开了公司转型的序幕――疯狂收购了诸多企业的医疗设备业务。那么,他为什么毫不犹豫地将IT业务一一抛售?为什么又要不遗余力地进军医疗设备业务?如此大张旗鼓的业务买卖,能否把飞利浦推向又一个辉煌的时代?
柯慈雷奏响转型序曲
1985~1999年间,在历史上最大的技术浪潮中,飞利浦精彩的新产品和新概念不断涌现,期间培养起来的技术实力不但确立了他们在业界的技术强势地位,而且使其开始成为一家全球性的大公司。但是,技术驱动型的成长方式后来却成为飞利浦继续发展的一大桎梏。
2000年后,飞利浦发展举步维艰,不断亏损。此时,柯慈雷临危受命,担任总裁。新上任的柯慈雷首要任务就是把飞利浦由一个技术驱动型公司转变成一个市场驱动型公司,因此他进行了大刀阔斧的改革,拉开了飞利浦转型的序幕。
国外媒体开始并不看好柯慈雷的改革之举,他们对此戏谑地说“自上世纪70年代以来,飞利浦转型故事的版本就像它生产的电动剃须刀品种一样多,但结果都不尽如人意”。虽然说法稍有夸张,但也道出飞利浦屡次转型不成的境况。
飞利浦漫长的产品线和主业模糊的品牌形象都是摆在柯慈雷面前的事实,因此转型成了扭亏为盈的唯一出路。
2001年,飞利浦开始实施名为“迈向一个飞利浦”的计划,旨在简化公司的组织结构和流程并提高效率。同时,飞利浦将众多生产部门精编为五个,分别为医疗系统、家庭小电器、消费电子、照明及半导体。2003年,飞利浦又把对医疗保健、时尚生活和核心技术三大领域提供解决方案作为公司发展的重点方向。到2004年9月,飞利浦引入了新的品牌承诺“sense and simplicity”(精于心,简于形),作为强化其市场营销、塑造品牌形象及向市场驱动型企业转变的又一重要推力。
一连串的动作为飞利浦的转型做好了铺垫,也使其在2003年下半年扭亏为盈,2005年全球运营利润达到17 .7亿欧元,比2004年增长10%。业内分析人士指出,柯慈雷时代是飞利浦有史以来变革最大的时代,同时也为公司战略转型打开了局面。
不当业绩波动型公司
行业观察家认为,只顾技术不顾市场变化而赢得辉煌的时代已经过去,现代型企业既需要技术不断革新,也需要随着市场变化的脉络不断变革,只有这样才不会被市场转型的巨浪所淹没。所以,飞利浦战略转型刻不容缓,甚至一些目前还在盈利的业务也被柯慈雷纳入剥离的清单。
8月4日,飞利浦宣布出售大部分半导体业务(仅保留该业务19.9%的股份)就一直处于赢利状态,2004年、2005年的税前利润分别达到5.58亿欧元和4.57亿欧元,但并未达到董事会要求的利润率再提高5个百分点、年收入达到50亿欧元的条件。
据悉,全球芯片市场波动较大。2001年全球芯片业遭遇寒流,跌入了近20年来最深的低谷,此后的几年一直在谷底徘徊,直到2005年才有短暂的复苏迹象。但业内人士预测,该市场将继续落入波动期。市场研究公司Gartner也认为,随着全球芯片市场增长速度的减缓,未来十年将有1/3以上的芯片厂商“出局”。 所以,飞利浦出售半导体部门恰逢其时。
出售半导体部门时柯慈雷公开表示,飞利浦将远离元器件和半导体等周期性行业所产生的收入波动,从而完成向更稳健、更能产生经济效益的业务转变。所以在过去的几年中,飞利浦不断剥离IT业务。出售完显示器业务后,2005年将移动显示系统业务出售给台湾统宝,2006年伊始又将光头业务出售给华进。
飞利浦出售LPL中的液晶制造业务股权则是由于其业绩不佳、市场低迷所致。据韩国市场调研机构Investment&Securities分析报告指出,今年第二季度LPL液晶面板的平均售价下降了16%至18%。对此,柯慈雷无奈地表示,由于日渐饱和、增速放缓和价格竞争激烈的电子市场使市场需求未达到预期。
电子行业的波动性导致全球电子名牌厂商在不断调整业务定位,从而摆脱由电子市场成本竞争激烈、技术更新过快以及价格下降迅猛的经营风险。
业内人士分析,整个电子产业发展波动较大,特别是上游芯片产业,一些不能承受市场风云变幻的公司逐渐退下来,最终只留下能承受得起较大市场波动的企业,而这些企业将一定是在某一领域具有绝对垄断势力的企业,如英特尔、东芝等。
近年来,大型跨国企业纷纷从“费力不讨好”的行业中全身而退。如IBM卖掉PC业务、西门子接连卖掉手机及通信部门等。对利浦而言,其追求的目标很明显,那就是尽量避免市场风险,转向稳定且利润丰厚的行业,避免因某些业务的市场波动影响其市值。
Jupiter Research分析师指出,飞利浦等公司的的转型标志着一个时代的来临――国际IT巨头从垂直整合到集中优势资源,专注核心业务,已经成为竞争日趋剧烈的IT业的发展趋势,国际巨头纷纷分拆,是对做大做强的传统观念的颠覆。
业界普遍认为,在出售半导体、液晶制造和显示器等业务或部门后,飞利浦就可能彻底告别业绩周期性波动时代。
逐鹿医疗保健设备市场
飞利浦一边在剥离IT业务,另一方面加紧了向医疗保健市场进军的步伐。
在2002年到2003年间,飞利浦进行了约50亿欧元的系列并购,并购对象包括ATL超声、ADAC实验室、安捷伦科技医疗解决方案集团等。其直接的收获就是飞利浦医疗系统在全球医疗成像、监控、信息和服务市场上占据了领导地位,经营规模和范围跃上了新台阶。飞利浦2003年财务报告显示,其医疗系统部门表现抢眼,营业利润同比增长了14%。飞利浦医疗高级副总裁鲍思奇表示:“六年前飞利浦才涉足医疗保健业务,但我们有着很强的后发优势,这足以让飞利浦在这个行业上领军头衔。”
而在过去的12个月中,飞利浦在医疗市场就先后进行了8次总投资额为35亿欧元的收购,并由此带来了将近10亿欧元的新增收入,吸纳了超过5000名的新员工加入集团内部。
荷兰公司的收购战略起到了立竿见影的效果。目前,飞利浦已成为与GE、西门子并列的国际三大医疗系统制造商之一。去年飞利浦在医疗系统的业务收入达76亿美元,占到集团总销售额的五分之一。飞利浦医疗系统的销售额在总销售收入中的比例已经从1998年的6%增长到2005年的20%。
现在,业界相信飞利浦对医疗系统业务充满了兴趣,但这种激情是否会一直燃烧下去,业内人士也表示质疑。Jupiter Research分析师指出:“医疗行业的潜力只存在于发展中国家,而且越来越多的公司将会在这个行业展开新一轮角逐。”
同时,飞利浦在医疗系统咄咄逼人的猛进,其竞争对手也不甘示弱。2005年西门子经过高层调整之后,也宣布开始将业务重点向医疗系统转移。2005财年,西门子医疗系统取得了9.76亿欧元的利润,成为西门子12个业务部门中排名第二的支柱产业。尤其在中国市场上,GE和西门子对飞利浦也构成了潜在的威胁,2005年这两个公司的医疗系统业务增长都胜利浦。
行业观察家普遍认为,飞利浦公司对自身品牌的重要性有着十分清楚的认识,正是基于这种认识,飞利浦才设定了将公司转变成以“医疗保健、时尚生活和核心技术”为中心的远景目标。在这种情况下,对一个强大的母品牌实施全面而完备的管理,同时,在不同的国家生产多样化的产品,而始终传递同样的品牌价值,这是最重要的。
现任PXI系统联盟(PXISA)技术委员会主席的Mark Wetze]先生代表PXISA致欢迎词,在欢迎词中,Wetzel先生为观众带来PXI在全球的应用情况,并结合PXI技术诞生十余年来的发展历程和技术优势,基于详实的市场统计数据展望了PxI技术的发展前景,为到场观众描述了PxI技术的美好未来,并具体分析了PXI Express,Peer tp Peer通讯和PxI上的多控制器计算功能等应用将带给PXI技术更为强大的功能和应对更广泛的应用需求。
本次PXI TAC的主题演讲是由NI中国技术市场工程师徐赞带来的题为“2009测试测量行业发展趋势”的演讲,根据市场应用的需求,未来测试市场面临五个趋势:软件定义的仪器系统成为主流,多核,并行测试带来机遇和挑战,基于FPGA的自定义仪器将更为流行,无线标准测试的爆炸性增长,协议感知(Protocol-Aware)ATE将影响半导体的测试。现场NI公司的展台也正是围绕着这五大主题及其相关应用所展开(关于这部分演讲内容参见《电子产品世界》2009年6月刊第18页文章)。
为了更好地展示PXI在环保应用领域的应用,大会特邀了清华大学汽车工程系的卢青春教授为观众带来PXI在快速原型及硬件在环仿真应用中的前沿研究成果,应用同样的平台从测试领域跨越到控制和设计领域。卢教授特别从热点的混合动力汽车设计测试应用入手,客观的分析了PXI技术与专用汽车测试软件在实际应用中的各自优势与不足。
在现场应用展示区内,NI联手泛华测控、聚星仪器、凌华科技、Aeroflex、 Pickering、vPc、Mac-paneI和海泰电子八家国内外知名的PXI供应商和集成商。共同搭建了二十余个展台,通过现场产品展示和技术咨询等方式,与到会观众分享PXI技术的最新行业应用及发展趋势,展示了PXI技术在不同应用领域的价值。
关键词:新材料产业 专利分析 北京 对策建议
新材料产业作为战略性新兴产业,以新兴技术为基础是其重要特征,而技术创新能力是产业竞争优势的一个关键要素。专利作为技术创新能力的具体成果,反映了企业在该领域的技术创新实力,使企业在该领域科技竞争实力的具体表现。因此,专利可以作为衡量企业或地区新材料产业发展状况的重要依据。
一、数据来源与获取
以SCI科学引文数据库作为数据源,对1992―2009年出版的文献进行检索,以“(Advanced materials)OR(New functional*materials)OR(Advanced composite* materials)OR(Smart* Materials)”作为主题词,并排除与新材料产业无关的学科,共检索到相关文献15492篇。利用Bibexcel软件进行关键词分析合并,并根据关键词词频进行排序,从而得到新材料产业领域的关键词,然后根据所获得的关键词构造新材料产业的专利检索表达式。考虑到本文主要分析北京新材料产业专利的相关现状,故采用国家知识产权局专利数据库作为数据源,检索跨度为1992―2009年。
二、基于专利的SWOT分析
检索发现与新材料产业直接相关的专利申请中发明专利申请有15619项,其中北京地区专利数位1289项。运用PATENREX软件以及通过国家知识产权局检索平台进行专利分析,这些专利申请呈现出以近十几年来我国申请人的申请以发明专利为主、追求实际应用价值等特点,映射出我国近年来在新材料产业的发展速度加快,质量提升,产业化逐步形成竞争力等实际情况。
我国新材料产业的专利申请趋势情况如图1所示,1992年至2002年期间专利申请增长势头平稳,近几年申请量则急剧增长。北京地区的专利申请趋势,与我国新材料产业专利申请势头是基本一致的。
(一)优势分析
新材料产业专利申请分布情况为:日本专利2434项,美国专利1519项,我国台湾有689项居于第三位。北京以618项名列第四,与我国(除台湾以外的)其它省市相比,发展新材料产业的最显著优势正是科研技术实力雄厚。北京新材料科研领域的科技创新能力一直排名全国第一,仅中央在京的材料科研单位约占全国总数的40%,相比上海和深圳,北京园区在企业数、从业人员、总收入、产值等方面比重上处于绝对优势。
我国新材料产业排名前十的IPC专利技术构成分布情况:H01L领域有专利4131项,H01F领域有469项,H01S领域有239项,H02K领域有194项,G11B领域有191项,C23C领域有171项,G02F领域有152项,G01N领域有144项,G02B领域有143项,C04B领域有139项。可见,新材料产业研究热点集中于H01L(半导体器件;其他类目未包含的电固体器件)、H01F(磁体;电感;变压器;磁性材料的选择)、H01S(利用受激发射的器件)以及C04B(建筑材料;陶瓷;耐火材料;天然石的处理)等领域。
而北京的专利技术分类构成情况:H01L的申请数量最多,有177项;其次为H01F为39项;H01S为36项;C22C为23项;G01N为21项;C23C为18项;B01J和H01M均为17项;G02B和C04B为13项。北京地区的研究热点与我国的研究热点基本一致,如北京航空航天大学与北京科技大学等主力科研单位在H01L(半导体器件;其他类目未包含的电固体器件)以及H01F(磁体;电感;变压器;磁性材料的选择)领域的研究成绩显著。随着首都经济的不断发展,各行各业的发展对新材料都提出了新的需求,特别是北京的电子信息、生物新医药、环保、节能等产业都是新材料应用的支撑领域,为北京发展新材料产业提供了广阔的市场。此外,依托北京战略资源,充分利用环渤海地区的生产资源,实现战略资源和生产资源在同一企业的集中配置,拓展了新材料产业的发展空间,带动了新材料产业不断优化,尤其是航空航天、交通运输、电子电气、建筑建材、医疗器械、国防军工等行业的发展对材料的性能和品种提出了更高的需求。
(二)劣势分析
企业自主研发能力不足。专利检索分析得出北京主要专利申请人的排名情况(见表1):中国科学院半导体研究所居于首位,清华大学次之,中国科学院微电子研究所居于第三位,北京大学第四位,中国科学院物理研究所第五位,北京工业大学第六位,中国科学院化学研究所第七位,北京科技大学第八位,北京航空航天大学第九位,北京化工大学第十位,国家纳米科学中心第十一位,有研稀土新材料股份有限公司第十二位,中国科学院声学研究所第十三位,中国人民63971部队第十四位。经统计,排在前14名的研发申请人,科研机构有7个,高等院校有6个,只有1家企业单位。说明北京新材料产业现阶段的科研主力为科研机构以及高校,而企业的研发能力十分薄弱。
专利申请起步晚,申请人研发能力弱。根据专利数据得到北京主要申请人的研发能力详情,排名前十的专利申请人研发能力仍不乐观,例如,专利活动年期超过十年的仅占一半,专利平均年龄超过5年的仅有3个,这与国际水准是存在很大差距的。
科技成果转化成效不明显。虽然北京具有科研优势,但是也存在着明显的禀赋缺陷。具体而言,在产业组织和制度层面,北京高新技术产业在知识链、技术链和产业链间尚存在脱节,产学研合作机制不完善。科研成果转化是限制北京新材料产业发展的关键环节。长期以来以新材料规模化制造为发展方向,却忽略了新材料技术产学研合作、企业自主研发、中试孵化和产业化初期等环节,大量优势科研资源难以转化为北京新材料产业的竞争优势。
(三)机会分析
根据我国新材料产业发明专利申请量排名前十的主IPC分类号的“专利数”、“复合技术专利数”以及“关联技术数”等指标为研究对象,得到技术关联度指数,如表2所示。
由此看出,H01F、H01S等技术领域不但关联专利数多、范围广且关联度较高,表明这些技术对新材料产业其他子技术领域具有较强的知识溢出效应,表现为在新材料产业技术领域中的重要性。与此形成对比的是,虽然H01L拥有较大的申请量,但是与其他技术领域关联性很小,没有形成良好的知识共享机制,既缺乏对其他相关技术的创新推动,也缺少对其他技术的知识吸取,技术创新专业化倾向明显,创新成果涉及的技术范围较窄,北京可以借此考虑下一步的技术研发方向由此入手。同时,如C23C、C08L、B01J等技术领域虽然目前专利申请量较小,但与其他技术存在高度关联性,发展前景广阔,为此北京可以根据自身特点进行专业化研发,充分利用市场方面以及政策方面的机会,整合自身能力形成特色优势。
随着社会科技的进步和新兴产业快速发展,对新材料需求的种类和数量大大增加,以新材料为支撑的新兴产业的快速发展,对新材料的种类和数量需求也将进一步扩大。据统计,磁体材料每年以15%的增长率发展,预计到2015年,仅中国市场就需要永磁铁氧体50万吨,软磁铁氧体20万吨,钕铁硼磁体5万吨。由此可见,新材料产业的市场需求是非常可观的。并且“十二五”期间,国家将实施新材料重大工程项目,将打造10个销售收入超过150亿元的新材料综合龙头企业,建成若干年产值超过300亿元的新材料产业基地和产业集群。新材料作为发展战略新兴产业的原料,再加上市场和政策的强有力支撑,“十二五”期间必将获得良好的发展机遇。
(四)威胁分析
如前所述,北京与国内其他省市相较,在H01L、H01F等热点领域具备一定优势,但是在市场无国界的时代背景下,仍然受到来自其他国家和地区的很大威胁。经专利统计分析显示,北京与主要竞争对手的技术差距还是很大的,仅在H01L领域美国有专利792项、日本有专利1146项,而北京仅有177项;H01F领域,日本有专利178项,而北京仅为39项,由此可见一斑。日本、美国等国外新材料企业无论在基础研究、应用研究、技术商品化、生产制造等各方面都居世界领先地位,并且拥有的专利数量惊人,专利布局很严密,这就在很大程度上限制了北京乃至我国的产业技术研发与进步。
三、对策建议
(一)增强核心技术研发力度
由上述专利分析结果,可以判断出北京地区的研发热点与我国的研究热点是保持高度一致的,如北京航空航天大学与北京科技大学等主力科研单位在H01L以及H01F等领域的研究成绩显著。结合《北京市基础与新材料产业年度发展报告(2010年)》来看,近年来,北京市新材料产业在单晶硅和化合物半导体材料及稀土永磁材料方面成绩不俗,加之上面的专利分析,这一态势与国际主要竞争对手的发展趋势一致,可见今后应该加大投入力度予以追赶。
(二)完善专利保护机制,促进共性技术研发
虽然北京地区的研究热点与新材料产业的研究热点基本一致,但是研发广度有待进一步拓展,比如,北京在H01L领域专利项数为177项,而上海在该领域则包含224项专利。并且,对照全国视角下的技术构成情况,北京在G11B及G02F领域与新材料产业的整体研究趋势还是有一些参差的,鉴于外部趋势走向,北京新材料产业接下来可以着手研究存在差距的技术领域,发挥首都科技的人才优势,根据北京新材料产业的布局,选择重点领域与中央在京研究单位成立集前沿研究、技术开发与工业试验,积极引导研究单位利用现有技术、人才优势开展北京新材料产业的共性技术研发。
(三)加速科研成果转化
北京现阶段的科研主力仍为科研机构以及高校,企业研发能力不足。前文的专利申请人分布情况就可说明这一问题,排在前14名的研发申请人,仅有1家企业单位。因此应着重打造以研发为主导的新材料产业,形成以研发、测试和孵化服务为中心的新材料科研服务产业;建立并完善直接面向科研院所、企业和市场需求提供服务的北京新材料产业发展促进中心,在重点新材料领域形成成果孵化与转化中心,鼓励与支持有条件的高校、研究院所、企业和其它社会力量,以新的机制,建立面向市场的新材料成果转化与孵化中心,最终形成北京新材料高技术企业孵化平台。
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