金津村田制作所通往100%使用可再生能源工厂之路

Release time:2023-02-23
author:Ameya360
source:网络
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  对许多企业来说,气候变化对策已成为非常重要的课题,在制造业中,很难在包括工厂在内的全公司范围内统一思想,也很难根据每个工厂的不同情况进行项目推进和合作,这些问题已经非常明显。

  在“村田推进的气候变化对策—整个集团的举措”中,我们介绍了整个村田集团的气候变化对策,但这次我们将聚焦集团首个实现“100%使用可再生能源的工厂”——金津村田制作所实施的举措,请参与该项目的金津村田制作所的清水、酒井及新事业推进部的向井为我们介绍该项目的成功原因和成功要点。

  本次访谈内容包括:

  从“自主分散式精神”发展为“贯穿全公司”的项目

  充满首次挑战的项目和实现目标带来的集体荣誉感

  通过特有的能源管理系统控制电量

  力争实现结合气候变化对策的新型制造方式

金津村田制作所通往100%使用可再生能源工厂之路

  在“村田推进的气候变化对策—整个集团的举措”中,环境主管部门的胜间和藤原提出了“自主分散式精神”和“贯穿全公司”这两个要点,让我们从这两个关键词来看看金津村田制作所的具体举措吧。

  1. 从“自主分散式精神”发展为“贯穿全公司”的项目

  金津村田制作所 酒井:位于福井县芦原市的金津村田制作所生产高频同轴连接器、DC模块、高压电阻、蓄电池系统等。我们的优势在于基板贴装,能生产从1mm左右非常小元件到100kg左右的大型产品等各种产品。

  金津村田制作所 清水:迄今为止,我们已经参与了33种产品的生产,这在村田的工厂中也是数量特别多的。可以说产品范围广和灵活性强也是金津村田制作所的优势。此外,我们还在工厂内推进绿化活动等,一直有着强烈的环保意识,我们一直在思考是否能利用金津村田制作所的产品——All-in-One蓄电池系统来采取一些措施应对气候变化,觉得我们应该能为应对气候变化做一些事情。基于这种想法,将提高可再生能源用率的计划作为工厂方针,这就是实现100%使用可再生能源工厂的出发点。

  2. 充满首次挑战的项目和实现目标带来的集体荣誉感

  2018年底,第一项举措启动。回顾过去,这是朝着实现 100%使用可再生能源工厂的目标迈出的关键一小步。

  清水:我们决定先从金津村田制作所能做的事情开始,先迈出一小步,于是在工厂的屋顶上设置了230kW的太阳能电池板,并在厂房内设置了46kWh的All-in-One蓄电池系统。同时,为了通过项目将村田金津制作所作为一个整体所应该追求的方向渗透到工厂,我们开展了将项目与金津村田制作所的整体构想中提出的“让坚持标准的产品制造走向未来”、“以安全和健康为第一”、“质量优先、持续改进”、“与地区相结合、享受工作。”、“让客户满意”、“在村田实现学习→贡献”六大方针挂钩的活动。

  酒井:实施气候变化对策能让客户满意,并通过内部发电和内部消费帮助减轻该地区的环境负荷。该项目就是以这样的方针为基础进行的。

  2019年底,村田工厂之一的金津村田制作所起始于“自主分散式精神”的举措扩大到“贯穿全公司”。随着新事业推进部的参与,项目规模得到扩大,进展速度也进一步加快。

  新事业推进部 向井:我所属的新事业推进部是一个推进新事业的部门,主要负责能源领域,之前与金津村田制作所的人员一起参与过家用蓄电池项目。然后,在新事业推进部摸索工业用蓄电池新业务的2019年,我了解到金津村田制作所在气候变化对策方面推进的举措。

  设置了车棚式太阳能电池板的金津村田制作所停车场

  清水:就在我们正在考虑如何开展下一步工作时,向井提出“利用金津村田制作所实施的举措所产生的数据,让利用蓄电池的可再生能源得到推广吧。”通过与新事业推进部合作,既能扩大设备规模,又能通过“贯穿全公司”的举措加快项目进度。时机和瞄准的方向正好完全一致。

  在贯穿全公司的项目中,在制造大楼的屋顶上设置255kW的太阳能电池板,在员工停车场设置车棚并在车棚顶上设置383kW的太阳能电池板。此外,还计划在室外设置使用本公司产品——橄榄石型磷酸铁锂离子二次电池的蓄电池系统(FORTELION),其容量为913kWh。

  酒井:因为是北陆地区规模超大的车棚式太阳能发电设施,所以我决心将它做成一个质量过硬的项目。同时,福井县也是大雪地区,所以将它的结构设计为能承受建设标准规定的1.75m的积雪。由于停车场是员工使用的地方,所以我们将中间的柱子和支架(建筑物的加强材料)拆除,以避免上下车时碰到门,并且保证雨、雪及冰凌不会掉落下来,对便利性和安全性都进行了考虑。

  清水:另一方面,设置工事的进展并未能按预期进行,而稼动开始的日程已经决定,所以让我们感到很焦躁。由于所有的工作都是第一次体验,所以我们进行了很多次讨论。

  酒井:在大雪地区制作车棚式太阳能电池板很困难。这对村田和太阳能电池板设置人员来说都是第一次尝试,所以我们对应该怎么做进行了很多次讨论。结果,从构思到设置车棚式太阳能电池板花了1年时间。

  向井:在项目开始时,事情并不总是很顺利,但是,我们从到稼动开始为止的日程计划倒推各项任务必须完成的日期,每天忙于完成任务,我认为大家在向目标迈进的过程中逐渐产生了一种集体荣誉感。

  3. 通过特有的能源管理系统控制电量

  使用太阳能发电和蓄电池系统的金津村田制作所气候变化对策。

  为了实现当初提出的成为100%使用可再生能源工厂的目标,我们加快了已扩大到全公司范围的项目。该项目于2021年9月开始稼动,其一大特点是村田特有的能源管理系统(EMS)。

  向井:我们有家用蓄电池EMS的开发经验,但由于其目的与工业用途不同,所以我们这次几乎是新开发的。这次的EMS的主要目的是提高可再生能源的利用率。以前的FIT型太阳能发电能将多余的电能回流到电力系统,但在这次的项目中,目标是将内部产生的电能储存在蓄电池系统中,并全部在工厂使用而不浪费。也就是说,如果发电量太大,就会浪费,如果太小,可再生能源利用率就无法提高。这是最大的挑战。

  EMS就是用来解决这个问题的。

  向井:EMS负责控制电力不达到峰值。为此,在EMS中引入了AI(人工智能)来预测太阳能发电的发电量和第二天的用电量。既然是太阳能发电,天气就是预测的参数,还要考虑工厂的稼动状况。如果第二天的用电量很少,则将蓄电池排空以准备储存剩余电量,如果用电量很大,则对蓄电池充电以准备释放剩余电量。为了解决是蓄电还是放电这个问题,我们在制定村田特有的标准的同时构建了EMS。

  通过太阳能发电和蓄电池系统进行的内部发电和内部消费的比例为13%。如何采购剩下的87%的可再生能源也是问题。

  在EMS中将能源使用量可视化并实时掌握发电情况

  酒井:我多次咨询环境主管部门的胜间等人,有一段时间也考虑利用J-credit制度(一种由政府将温室气体减排量和吸收量作为信用进行认证的制度)。就在那时,我发现可以从电力公司采购绿色电力(通过可再生能源产生的电力),并开始与电力公司协调。

  向井:即使是电力公司,似乎也没有将这种规模的内部消费型太阳能+蓄电池接入电网系统的先例,绿色电力合同也是经过很多次协商之后才签订的。

  2021年11月,在解决各种课题和问题的同时,金津村田制作所通过使用太阳能发电和蓄电池系统进行内部发电和内部消费、采购绿色电力实现了村田首家100%使用可再生能源的工厂。

  清水:作为RE100成员的村田工厂,我们从一开始就力争成为100%使用可再生能源的工厂。说实话,我原以为需要到2030年左右才能完成,但实际实现的速度比我想象的要快。我认为正是因为有新事业推进部和环境主管部门的支持和推进,以及“贯穿全公司”的努力才使本项目得以提前完成。

  在公司内部征集中获选的蓄电池系统的图画象征着有恐龙王国之称的福井县

  4. 力争实现结合气候变化对策的新型制造方式

  成为村田首家100%使用可再生能源的工厂对金津村田制作所产生了重大影响。

  清水:我们被各种媒体报道,当地人也开始主动向我们打招呼。在组织评估问卷调查中,也收到了诸如“我为我工作的工厂感到自豪”、“工作积极性提高了”之类的回答,收到了培养归属感和提高工作积极性的效果。

  酒井:当我们在公司内部征集描画户外蓄电池系统的图画时,超过80%的员工给我们提供了想法。我认为通过在气候变化对策项目中增加员工参与的元素,员工的意识改变了很多。

  清水:以前,以环境为轴心考虑事情的意识很弱,考虑问题的角度也仅仅是在想这对环境有无负面影响,而现在,在员工中间已经有很多人能从对环境有多大贡献或者对地区有多大的积极影响等角度进行思考。

  此外,推进项目的3位中心人物也都表示,他们已经意识到很多东西都与未来有密切的联系。

  向井:我们正在讨论将这个项目中开发的EMS等解决方案作为一项新业务向公司外部推广。我们认为基于天气、发电量和用电量的控制技术是一门很强大的武器。从为未来开拓了道路这个意义上来说,我们从这次的项目中获得了非常好的经验。电力公司、施工公司等需要进行调整和说明的部分非常多,甚至设置蓄电池系统时的消防许可等也需要进行调整和说明,我们能够参与到非常细小的环节中,希望在以后的工作中能充分利用此次获得的经验。

  酒井:正如环境主管部门的胜间和藤原所说的那样,通过这个项目,我意识到了经营判断和决策速度的重要性。我认为,为了推进项目,最高负责人的决策能力和接受来自现场的建议的态度必不可少。金津村田制作所的工厂长对气候变化对策有着强烈的信念和热情,接受了各种各样的建议,并给了我们很多鼓励。现在之所以实现了100%使用可再生能源的工厂,我认为其中的一个重要原因是工厂长的决策能力强。

  清水:将气候变化对策视为成本还是视为价值与集团的成长战略——社会价值和经济价值的良性循环有关,但我意识到这是一个非常重要的视角。如果视为成本,就不可避免地要谈到性价比和提高效率,但如果把它视为价值,则视角会发生很大变化。例如,提高员工的积极性、培养归属感、提高作为工厂的竞争力和存在感等,我认为气候变化对策是“创造新价值的源泉”。我想以本次在气候变化对策方面的举措为契机,充分利用迄今为止在制造中培养的技巧和技术能力,为实现更加富有的社会做贡献。


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村田丨数字孪生:在数字空间中再现现实空间的“双胞胎”
  近些年来,“数字孪生”一词在IT新闻等当中出现得越来越多。“数字孪生”是指利用现实空间(物理空间)的信息,在数字空间(网络空间)中再现虚拟现实的方法。人们期望通过在数字空间中创建现实空间的双胞胎,产生以前无法获得的价值。您一定很好奇,数字孪生有什么应用场景,需要哪些支撑技术吧?  数字孪生:在数字空间再现现实空间的“双胞胎”  数字孪生,不再是科幻!  “数字孪生”一词的热度近年来已经仅次于人工智能。  据了解,日本国家和东京都在努力实施城市的数字孪生。日本数字厅提出了与日本经济产业省、日本国土交通省等合作实现“构建数字孪生”的目标。为了在数字空间中再现虚拟城市,从而达到未来无人驾驶汽车等自动移动工具的运行目的,正在力争利用3D地理空间信息、气象状况、交通状况等构建数字孪生。  作为其中的一项尝试,静冈县正在致力于构建“VIRTUAL SHIZUOKA(虚拟静冈)”,以1:1的比例在虚拟空间中将静冈县作为点的集合再现。东京都也正在实施“数字孪生实现项目”,期待将其应用于防灾、城市建设、移动、环境和旅游等行业。  数字孪生已经不仅限于上述智慧城市类的应用。在民间,抢先利用数字技术的公司也越来越多地引入数字孪生。数字孪生正在“实现持续运转工厂”、为技术人员提供远程支持以及新领域技术开发等方面发挥积极作用。  数字双胞胎与物理信息系统的关系  数字孪生中的“孪生”就是双胞胎的意思。数字孪生就是在数字世界中创建的现实世界双胞胎。利用传感器和摄像头等将现实世界中的物体的状态作为数据获取,然后在数字世界中再现。  如果能够以高精度在数字世界中再现现实世界的物体,就能在数字世界中确认与现实世界相同的行为。例如,考虑创建工厂的数字孪生。如果尝试长期连续运行该数字工厂,就能掌握未来的问题和修理时间。这使我们能够在不损坏现实世界的设备的情况下验证未来的状况。  与数字孪生类似的术语是“信息物理系统(CPS)”。信息物理系统也是获取现实世界的数据并在网络空间即数字空间中进行分析。在此基础上,在信息物理系统中会反馈分析结果以改进现实世界的状态。  可以看出,数字孪生和信息物理系统是相似的概念,因为它们的目的都是通过同步现实世界和数字空间的状态来创造新的价值。如果我们仔细研究这些概念,就会发现数字孪生的主要目的是在数字空间中再现现实世界并利用分析结果,而信息物理系统的不同之处在于,它的目的是构建一个通过向现实世界反馈来进行改进的循环。也就是说,可以将数字孪生视为信息物理系统的一个要素。  03  数字再现,需要哪些基础科技?  实现数字孪生需要哪些系统构成要素?这些要素需要通过哪些技术手段才能获取?  数字孪生的主要构成要素有以下4个:  数据获取  数据收集  分析与解析  反馈  为了在数字空间中掌握现实世界的当前状态,需要实时获取数据。为了对传感器等获取的数据进行分析和解析,需要在数字空间中进行数据收集。此外,还需要一个能够对收集的数据进行高度分析和解析的平台。为了将这些结果反馈到现实世界并能够充分利用,还需要前沿技术。  这里要考虑的一件事是获取的数据的质量。无论数据收集机制和分析平台有多好,如果数据本身的质量很差,就很难从中产生价值。要知道,为了利用数字孪生创造价值,仅仅获取数据是不够的,数据获取的频度、所需数据的种类以及将数据数字化时的精度等也是通过数字孪生创造价值时需要讨论的基本项目。  可以看出,实现数字孪生,需要很多前沿的技术来支撑。  数字孪生是通过结合多种技术而实现的。获取数据时使用了多种传感器技术。如果创建工厂的数字孪生,现有生产设备生成的日志数据非常重要,如果使用数字孪生再现飞机或汽车等,则需要发动机、电机等多种控制数据。在创建城市和社会基础设施的数字孪生时,可能需要温度、湿度、建筑物和道路的3D数据、行人和车辆的实时位置信息等。来自摄像头的图像和视频、来自麦克风等的声音等数据也可用于构建数字孪生,可以认为是广义的传感器。  然而,仅仅收集这些数据并不能带来数字孪生的好处。为了实时收集来自传感器、测量仪器等的信息,无线通信通常能发挥作用。有时还因使用高清图像而需要进行大容量通信,或者需要低延迟性和高可靠性。  人们对低廉成本、可长时间驱动的电池设备的需求也很高。为了满足这些条件,需要有效利用能够实现高性能的无线通信方式,例如前沿的5G网络和目前已经开始标准化的6G等。如果位于工厂等有限的区域内,也可以考虑使用Wi-Fi和本地5G等。显然,在数字孪生中,从数据获取到数据收集的部分与实现物联网(IoT)所需的基础设施有很多重叠的部分。  接下来,分析收集到的数据需要很强的计算能力,因此使用配备高性能计算机的数据中心和云服务。在从未知数据之间的关系进行推断时,使用AI(人工智能)也是一个重要因素。通过数字孪生在数字空间中能在多大程度上再现现实世界的状况取决于这些分析和解析的能力。  此外,还需要一种机制将数字空间中获得的知识反馈到现实世界。数字孪生分析的结果不仅可以通过机械的方式反馈给控制设备,还可以使用AR(增强现实)、VR(虚拟现实)等数字空间可视化方法,通过人反馈到现实世界。  数字孪生,有哪些应用?  构建数字孪生可以带来在现实世界中是不可能实现的多种效果。如果构建监控工厂设备的数字孪生,则可以通过在数字空间中监视状态来检测故障迹象。如果能够事先进行检查和维护,将有助于预防故障造成的问题和停机,为业务创造积极的价值。  同样,使用数字孪生可以模拟现实世界的系统。通过在工厂和农场使用数字孪生进行模拟,可以讨论多种有效的运营模式,并将其应用于实际运营中。通过AR或VR反馈模拟结果,可以提供虚拟培训,还可以让经验丰富的作业人员远程指导现场的年轻作业人员。  数字孪生可以模拟现实空间的事件并监控、分析和监视现实世界,以及进行现实世界中难以进行的测试  数字孪生的另一个有用的地方是用于开发和未来预估。  例如,在开发无人驾驶汽车时,使用实际的汽车和行人来验证防撞效果是不现实的。在为调查生产设备耐久性而进行的破坏性测试等当中,如果将实际的设备一直使用到损坏,就会导致生产线停止。现实世界中无法实施的条件在数字孪生的数字空间中是有可能实施的。利用数字孪生,可以实现诸多目标,例如通过反复避免碰撞来改进无人驾驶汽车的软件,或者验证生产设备在发生超出想象的海啸或地震时的表现。如果构建地理信息的数字孪生,还有可能帮助进行灾害预估、尽早掌握受灾损失、预防次生灾害等。  除此之外,正如在与信息物理系统相关内容中介绍的那样,还可能涉及向现实社会进行反馈。预计数字孪生有望用于实时决策和系统控制等。
2026-04-28 09:56 reading:311
OFC2026,村田展示了哪些光通信相关产品与技术?
  近年来,以生成式AI的普及以及云服务的持续扩展,数据通信量正在迅速增长。伴随这一趋势,以AI数据中心为代表的数据基础设施对高速处理能力以及大容量数据传输能力提出了更高要求。与此同时,在全球电力需求增加的背景下,数据基础设施也需要兼顾高效率与低功耗运行。  在这一趋势下,能够将电信号转换为光信号,并通过光纤实现高速、大容量、低功耗数据传输的光通信技术,正变得愈发重要。  基于此,村田制作所正将以往在电子元器件开发与制造过程中积累的材料、设计、工艺以及量产等基础技术应用于光通信相关产品,致力于提供兼顾小型化、高性能与低成本的解决方案。  特别是在当前持续扩张的AI数据中心场景中,能够在电信号与光信号之间相互转换、并通过光纤进行数据收发的光收发器及共封装光学元件(CPO)作为系统核心部件得到大量应用。这些设备由众多部件构成,例如光IC、电子IC及其封装基板、用于优化光输入与输出的光纤阵列等,是村田公司技术能力可以充分发挥作用的重要领域。  为此,村田制作所于2026年3月17日至3月19日出展美国洛杉矶举办的光通信技术展览会“OFC2026”,展示了有助于提升下一代网络性能的自主研发电子元器件与解决方案,并首次公开展示了村田光通信相关产品与技术。  参展产品亮点  在“OFC2026”上,村田重点介绍能有助于发挥光收发器和共封装光学元件性能的开发产品,例如利用高频设计技术、LiNbO3的高频滤波器相关知识与量产经验所开发、支持3.2Tbps(Terabits per second)以上高速传输的光调制器等。LiNbO3(铌酸锂)是在光学、电子工程以及声学领域被广泛应用的一种多功能单晶材料,作为下一代光通信技术和高性能设备用材料而备受关注;Tbps表示数据传输速度的单位,1Tbps表示每秒可进行约1万亿比特的收发。具体来说,村田主要展示的四款光通信相关产品系列是:  TFLN EO Modulator  村田展示的TFLN EO Modulator是面向光收发器及共封装光学元件、具有超过100GHz的EO带宽的光调制器。支持400Gbps/ch PAM4,支持1.6Tbps通信及今后的3.2Tbps高速通信。  TFLN(Thin Film Lithium Niobate),即薄膜化的铌酸锂。作为适用于以高速、低功耗方式对光信号进行调制的下一代光通信技术材料而备受期待;EO带宽表示在将电信号调制为光信号时,能够进行调制操作的频率范围的指标。PAM4使用4种不同信号电平来传输信息的调制方式。  LTCC Substrate  LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)低温共烧陶瓷的、面向超过1.6Tbps光收发器及共封装光学元件的基板。具备优良的高频特性,通过抑制高温环境下的变形,在温度变化时也能实现稳定的光通信质量。LTCC相比一般陶瓷,可在较低温度下烧结,具有优良的高频特性和可靠性。  Optical Sub-assembly  在LTCC基板上设置光波导、微透镜及镜子,实现高度自由的器件布局,并在光输入输出部分抑制因光纤与光子集成电路位置偏移而产生的耦合损耗的概念产品。  Organic Electrical & Optical Substrate  村田自主研发的薄型且可设计任意形状电路的LCP基板上叠加光波导层,形成可传输光与电两种信号的概念产品。  除本次展出的产品系列之外,本公司还将陆续推出面向传感及光量子计算等领域的系列产品,充分发挥公司长期积累的技术与经验,为Society 5.0的实现提供支持。今后,本公司也将继续与各利益相关方保持沟通,进一步提升产品制造与研发能力,持续推动对光通信市场的贡献。
2026-04-28 09:21 reading:278
村田丨UWB智能门锁落地,谁是背后的重要推手?
  在智能家居领域,智能门锁无疑是非常成功的单品之一。市场的驱动下,在过去短短的几年中,智能门锁方案已经进行了多次的迭代。而随着UWB(Ultra-Wideband,超宽带)技术的兴起,UWB智能门锁凭借特别的优势,有望成为智能门锁市场中一股极具潜力的“新势力”。  而每一个希望能够享用UWB智能门锁市场盛宴的玩家,都免不了工程化设计的挑战,即从基础性的芯片开发起步,到一个商用产品最终迅速、顺利地落地。  在UWB领域,村田制作所(Murata)就正在扮演着这样一个“工程化加速器”的角色。  通过与芯片供应商的深度合作,利用其陶瓷材料、高密度封装(SiP)和射频调试能力,村田基于SiP 模组化技术与系统集成策略,将UWB 芯片、滤波器、晶振、电感等射频外围组件全部整合在一个很小的模组内,为智能门锁厂商提供了一个“开箱即用”的模组化解决方案。相比于传统的“板载芯片(CoB)”设计,村田模组可减少约75% 的安装面积,门锁设计师可以在有限的正面面板空间内便利地多根 UWB 天线,且不影响门锁的工业设计。  图1:点击图片查看村田Type 2AB UWB模组详细介绍(图源:Murata)  Type 2AB模组是村田在智能门锁市场的高性能主干方案。该模组在仅有10.5 x 8.3 x 1.44 mm 的SiP 封装内,集成了Qorvo QM33120W 芯片、Nordic nRF52840 蓝牙SoC、ST 三轴加速度计以及相关的时钟和滤波组件。  这种模组化方案对智能门锁设计企业而言,其意义体现在四个方面:  1.减小射频设计难度  UWB 工作在6.5 GHz 以上的高频段,射频(RF )走线和阻抗控制对普通硬件团队很有挑战。村田在模组内部已经完成了复杂的射频匹配,开发者只需要专注于从模组引脚到天线的50Ω 走线,大幅降低了由于射频经验不足导致的信号衰减风险。  2.原生支持多天线降低设计门槛  在天线设计方面,村田的UWB 模组不仅仅是提供一个射频接口,而是通过高度集成的封装技术、先端材料以及配套的软硬件方案,大幅降低了开发者在智能门锁这种复杂金属环境下的设计门槛。对于智能门锁而言,只有测距是不够的,还需要知道用户是在“门外”还是“路过”。村田UWB模组引出了3 个天线端口(1 个BLE,2 个UWB),支持到达相位差(PDoA)技术,通过两根UWB 天线,设备不仅能测量与目标的距离(精度±10cm),还能计算出目标相对于自己的角度(AoA),从而实现切实的3D 空间定位。  3.高集成度加快产品落地  村田Type 2AB 是一个All-in-One 设计的UWB 模组,它集成了UWB芯片、BLE SoC以及三轴加速度计。采用UWB(通道5和9)和BLE 5.2射频技术,低电流消耗,封装尺寸很小。其中的nRF52840 BLE SoC拥有的高处理性能(1MB Flash / 256KB RAM),足以直接运行门锁的业务逻辑、加密协议和蓝牙通信协议栈。此外,模组本身已经完成FCC/IC/MIC(Japan) 无线电认证,终端产品中可以相应地省去无线认证时间,加快最终产品落地。  4.出众的功耗管理能力实现低功耗  Type 2AB模组集成的低功耗蓝牙芯片Nordic nRF52840可用于唤醒UWB和更新固件(FW )。当设备处于静止状态时,高功耗的UWB 保持休眠。当门锁与手机的蓝牙链接以后,UWB功能被唤醒,并进行开锁关锁的判断。  基于已有的UWB模组,村田推出的智能门锁方案已在CES 2026展台上进行了展示。如果您正在寻找一个既能处理蓝牙连接,又能进行高精度UWB 测距,还能直接运行应用程序,且对功耗和尺寸有严格要求的全能型方案,村田Type 2AB UWB模组将是您的不二之选。  图2:基于村田Type-2AB UWB模组的智能门锁方案框图(图源:Murata)  总结:生态赋能,未来可期  全球智能门锁市场正处于从传统电子锁向“全连接”智能锁转型的黄金五年。Future Market Insights预估,全球智能锁市场预计将从2025年的28亿美元增长到2035年的约84亿美元,在预估期内绝对增长56亿美元。这意味着总增长率为200.0%,预计2025年至2035年市场将以11.6%的复合年增长率(CAGR)扩张。  UWB 技术的市场渗透率亦将呈现出类似于当年蓝牙耳机(TWS)的发展曲线。目前,UWB 系统(芯片 + 模组 + 授权费)的成本仍是制约其进入千元以下低端市场的障碍。然而,UWB芯片厂商正通过规模效应不断降低芯片单价,村田等厂商通过先端的SiP 封装减少了组件和测试成本。预计到2027 年,UWB 模组的综合成本将降至目前蓝牙模组的1.2-1.5 倍左右,这将引发一轮存量市场的更换潮,特别是针对公寓、长租房和智慧化办公楼。  展望未来,UWB 在智能门锁中的角色将不再局限于“身份验证器”,Qorvo 和村田已经在参考设计中加入了雷达感知功能,用于跌倒检测与微动感知,安装在门口的智能门锁可以利用UWB 雷达原理监测玄关区域。如果独居老人跌倒,或者有陌生人在门外长时间徘徊,门锁不需要摄像头即可通过分析无线信号的信道特征变化即可识别出这些行为,并在后台发出警报。  UWB 技术以出色的安全性、很高的定位精度和日益完善的生态建设,正在迅速切入到智能门锁市场。Qorvo 作为芯片创新的源头,提供了从硬件加密到多天线相位处理的底层算力;村田作为系统工程的纽带,通过SiP 模组化策略填补了芯片厂商与成品厂家之间的工程沟壑。  经过多年的努力,Aliro协议终于在今年2月落地,智能门锁将告别“单打独斗”的时代,进入实际意义上的“无感准入”和“空间智能”阶段。对于门锁制造商而言,深度参与到UWB生态系统建设,将是获取未来十年智能家居安全市场领导地位的关键路径。
2026-03-31 13:01 reading:585
应用示例 | MURATA村田IoT(UWB)应用中的村田聚合物铝电解电容器
  随着数字化转型及云服务的扩大,作为通信方式之一的UWB无线通信(Ultra Wide Band,超宽带无线通信)等IoT (Internet of Things,即物联网)设备开始普及。这种UWB无线通信被配备在以预防丢失为目的的智能标签和智能钥匙等高功能小型设备上。UWB无线通信具有先进的位置检测性能和高安全性,今后有望在多个领域得到普及。  UWB市场趋势&技术课题  但是,由于超宽带无线通信在接收和传输数据时会增加通信负荷,因此需要在有限的空间内提供充足电力的电源。因此使用UWB通信时所面临的问题是“缺少一款适合通信负荷峰值输出的蓄电设备(电池)”。  此外,由于接收和传输数据时需要峰值输出,如果按照峰值输出来设计设备的电源,就会出现“电源尺寸过大”、“成本过高”等问题。  比如,如果按照峰值输出设计,电源尺寸就会变大;而如果优先考虑电源尺寸的小型化,纽扣电池等小型电池也难以达到峰值输出(下图)。  作为上述问题的解决方案,可以考虑将村田聚合物电解电容器ECAS系列与电池一起使用,使其成为辅助设备。  什么是聚合物铝电解电容器?  村田的聚合物铝电解电容器(ECAS系列)阳极采用层叠结构的铝箔,阴极采用聚合物,具有低矮、低ESR、大容量的特点。可以瞬间汲取大量电流。  此外,由于没有静电电容的DC偏压特性,亦具备稳定的温度特性,因此具有良好的纹波吸收、平滑滤波、过渡响应性能。因此,可用于多种电源电路输入输出级的平滑滤波及对CPU周边负载变动的备用。由此为削减部件数量及缩小电路板面积做贡献。  使用电路示例  为解决上述UWB在IoT应用中的课题,可考虑ECAS系列用于如下所示的电路。此时,电源尺寸不变,瞬间辅助峰值输出。  使用ECAS的优点  首先,使用ECAS可以实现IoT设备中电池的长寿命化。  我们对使用纽扣电池(CR2032)时的电池寿命进行评估(下图)。使用评估板对UWB通信(最大峰值电流130mA、发送4次+接收2次)时的电池压力进行了评估。电压下降到1.4V以下时通信动作停止。  此外,通过将 ECAS 与纽扣电池组合,辅助纽扣电池的峰值输出。通过 ECAS 的辅助抑制纽扣电池在通信时的峰值电流,可以减小电压降,实现稳定的通信运行。  通过与ECAS组合可抑制通信时的峰值电流,减少电压降低。电池+ECAS_100uF方案下,可减少通信时的电压下降,在电池利用率(DOD)60%⇒80%范围内通信,将电池耐久性提高1.3倍。
2026-03-09 17:07 reading:974
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