ROHM开发出集VCSEL和LED特点于一体的红外光源VCSELED™

发布时间：2024-04-11 15:45
作者：AMEYA360
来源：ROHM
阅读量：612

　　全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)确立了一项通过激光用树脂光扩散材料将垂直腔面发射激光器VCSEL*1元件密封的新型红外光源技术“VCSELED™”。该技术有望成为有助于提高汽车驾驶员监控系统(DMS*2)和座舱监控系统(IMS*3)性能的光源，因此ROHM目前正在推进利用该技术的产品开发。

ROHM开发出集VCSEL和LED特点于一体的红外光源VCSELED™

　　作为进一步提高车辆安全性的功能，配备高级驾驶辅助系统(ADAS)的车辆通常会配备驾驶员监控系统，以检测驾驶员疲劳驾驶、困驾、分心驾驶等情况。在日本，国土交通省已经制定了系统设计和功能相关的指南。而在欧盟，计划从2024年7月起要求在欧洲销售的所有新车必须配备该功能，这引起了广泛的关注。另外，汽车制造商和供应商也在积极开发可以检测驾驶员以外乘客的座舱监控系统，业内已经越来越清楚地意识到，要想进一步提高检测系统的精度，离不开高性能的光源。在这种背景下，ROHM开发出实现高精度感测的VCSELED™。该技术由温度引起的波长变化很小，并且可以获得更宽的光束角，因此不仅非常适用于座舱监控系统，还有助于提高机器人和工业设备的检查系统以及空间识别和测距系统等的精度和性能。

　　VCSELED™通过组合高性能的VCSEL元件和光扩散材料，实现了与LED同等的光束角(照射角度)，能够在比VCSEL更广泛的范围实现高精度感测。另外，由于是在小型封装中内置发射元件和光扩散材料，因此有助于实现更小、更薄的应用产品。

　　VCSELED™中内置的VCSEL元件具有窄波段发光波长的特点，实现了4nm的线宽，仅为LED的1/7左右。这不仅可以提高受光端的识别性能，还能消除LED可能发生的“红暴”*4现象。同时，波长温漂仅为LED(0.3nm/℃)的1/4以下，只有0.072nm/℃，因此可实现不受温度变化影响的高精度感测。不仅如此，发射时的响应速度达到2ns，比LED快约7.5倍，有助于进一步提高用红外光测距的ToF(Time of Flight)应用的性能。

　　ROHM将VCSELED™定位为红外光源产品的新技术品牌，并致力于推出应用了该技术的产品。ROHM计划于2024年4月开始销售试制样品，于2024年10月开始销售消费电子设备量产用的样品，于2025年开始销售车载设备量产用的样品。另外，未来ROHM将继续推进适用于座舱监控系统的激光光源技术开发。

ROHM开发出集VCSEL和LED特点于一体的红外光源VCSELED™

　　<术语解说>

　　*1) VCSEL

　　Vertical Cavity Surface Emitting Laser(垂直腔面发射激光器)的缩写。以往多用于通信领域，近年来也被用于感测系统发射单元的光源。

　　*2) DMS

　　Driver Monitoring System的缩写，意为驾驶员监控系统。一种根据驾驶员面部和视线的运动来检测驾驶员可能无法继续安全驾驶的可能性，并以声音或文字等形式通知驾驶员，以防止交通事故的安全驾驶辅助功能。

　　*3) IMS(ICMS)

　　In-Cabin Monitoring System的缩写，意为座舱监控系统。该系统通过将检测范围扩大到包括副驾驶席和后排座位，进行乘客识别和生物体检测，来提高安全性和舒适度。

　　*4) 红暴

　　当将红外LED用于传感器等应用并以高输出使用时，可以发出波长接近可见光的光，并可能被人眼感知到。此时传感器呈现微红色，因此称为“红暴。

　　“VCSELED™”是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。

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　　全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)开发出一款属于适合播放高分辨率音源*1的MUS-IC™系列旗舰机型32位D/A转换器IC(以下简称“DAC芯片”※)“BD34302EKV”，并推出其评估板“BD34302EKV-EVK-001”，现均已开始销售。　　DAC芯片是决定音响设备音质的最重要器件之一，因为需要从高分辨率音源等数据中更大程度地提取信息并将其转换为模拟信号。ROHM基于50多年的音频IC产品开发经验，确立了“音质设计技术”，并开发出高音质声音处理器IC和高音质音响电源IC等诸多专注于音质的产品。　　MUS-IC™系列第1代音频DAC芯片“BD34301EKV”因其出色的音质而获得高度好评，目前已被多家公司的旗舰产品采用，“BD34302EKV”是该系列的第2代产品。新产品不仅能表现出ROHM DAC芯片的基本理念——“自然而平稳的声音”，继承了MUS-IC™系列的三大要素——“空间音效”、“静谧性”和“规模感”，还旨在真实表现出乐器原本声音的“质感”。　　BD34302EKV通过采用了DWA（Data Weighted Averaging）*2新算法，使其主要性能指标——THD+N*3特性达到-117dB(THD：-127dB)，从而能够打造出让人感受到更真实质感的音质。另外，噪声性能指标“信噪比(SN比)”达到130dB，实现了满足旗舰机型用DAC芯片要求的性能。此外，支持可播放的采样频率高达1,536kHz，可以更大程度地发挥出客户设计的数字信号处理器(DSP)的高精度运算优势。不仅如此，每个通道分配1枚DAC芯片的单声道模式，采用的是ROHM自有的HD(High Definition)单声道模式*4，这非常有助于实现自然流畅的声音。而且，MUS-IC™系列即使在微小的细节上也展现出毫不妥协的匠人技艺。在ROHM多年来积累的音质设计技术基础上，还为BD34302EKV的每个引脚选择了最合适的键合线材料，以更真实地表现出乐器原本的“质感”。这些特点有助于实现高音质音响设备制造商所追求的理想声音。　　新产品已于2024年8月开始出售样品，预计将于2024年11月开始量产。前道工序的生产基地为ROHM Hamamatsu Co., Ltd.(日本滨松市)，后道工序的生产基地为ROHM Integrated Systems (Thailand) Co., Ltd.(泰国)。另外，新产品及配套评估板“BD34302EKV-EVK-001”已经开始网售，从Ameya360等电商平台均可购买。　＜MUS-IC™系列DAC芯片产品阵容＞   　<电商销售信息>      开始销售时间：2024年11月起　　电商平台：Ameya360　　新产品在其他电商平台也将逐步发售。　　・产品型号：BD34302EKV　　・评估板型号：BD34302EKV-EVK-001　　<关于ROHM音频IC的高端系列“MUS-IC™”>      “MUS-IC™”(正式名称：ROHM Musical Device “MUS-IC™”)是在ROHM的企业特色——“质量第一”、“为音乐文化的普及与发展做贡献”、“垂直统合型生产”基础上，融合“音质设计技术”开发而成的，是ROHM的音质负责人带着自信推出的高端音频IC专用的音频产品品牌。如欲进一步了解详情，请访问ROHM Musical Device“MUS-IC™”的网页：https://micro.rohm.com.cn/mus-ic/　　・“MUS-IC™”是ROHM Co., Ltd. 的商标或注册商标。　　<术语解说>     *1) 高分辨率音源(High-resolution Sound Source)　　一般音乐用CD播放的音乐采样频率为44.1kHz，量化位数为16bit，而高分辨率音源的采样频率96kHz以上，量化位数24bit以上较为普遍。即高分辨率音源的信息量比普通CD唱片多得多，因而可实现高音质。　　*2) DWA(Data Weighted Averaging)　　一种在使多个开关器件工作并进行模拟转换时，通过消除器件失配来提高音频特性的技术。　　*3) THD+N：Total Harmonic Distortion + Noise(总谐波失真加噪声特性)　　音频设备的性能指标之一，用高次谐波占基波的百分比来表示。该特性可以体现出波形再现的真实程度，数值越小越真实。　　*4) HD(High Definition)单声道模式　　一种通过ROHM自有的数字信号处理方法来提高比特(振幅)方向分辨率的技术。利用该技术可提高数值性能，还可将音质改善为能够体现出乐器质感的丝滑流畅的声音。
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　　全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)开发出引脚间爬电距离*1更长、绝缘电阻更高的表面贴装型SiC肖特基势垒二极管(以下简称“SBD”)。目前产品阵容中已经拥有适用于车载充电器(OBC)等车载设备应用的“SCS2xxxNHR”8款机型。计划2024年12月再发售8款适用于FA设备和光伏逆变器等工业设备的“SCS2xxxN”。　　近年来，xEV得以快速普及，对于其配套的OBC等部件而言，功率半导体是不可或缺的存在，因此，市场对发热量少、开关速度快、耐压能力强的SiC SBD的需求日益高涨。其中，小型且可使用贴片机安装的表面贴装(SMD)封装产品，因其可以提高应用产品的生产效率而需求尤为旺盛。另一方面，由于施加高电压容易引发漏电起痕，因此需要确保更长爬电距离的器件。ROHM作为SiC领域的领航企业，一直致力于开发支持高电压应用的耐压能力和可安装性都出色的高性能SiC SBD。此次，通过采用ROHM原创的封装形状，开发出确保最小5.1mm的爬电距离、并具有优异绝缘性能的产品。　　新产品去除了以往封装底部的中心引脚，采用了ROHM原创的封装形状，将爬电距离延长至最小5.1mm，约为普通产品的1.3倍。通过确保更长的爬电距离，可以抑制引脚之间的漏电起痕（沿面放电）*2，因此在高电压应用中将器件贴装在电路板上时，无需通过树脂灌封*3进行绝缘处理。　　目前有650V耐压和1200V耐压两种产品，不仅适用于xEV中广为使用的400V系统，还适用于预计未来会扩大应用的更高电压的系统。另外，新产品的焊盘图案与TO-263封装的普通产品和以往产品通用，因此可以直接在现有电路板上替换。此外，车载设备用的“SCS2xxxNHR”还符合汽车电子产品可靠性标准AEC-Q101*4。　　新产品已于2024年9月开始出售样品(样品价格1,500日元/个，不含税)。前道工序的生产基地为ROHM Apollo CO., LTD.(福冈县筑后工厂)，后道工序的生产基地为ROHM Korea Corporation(韩国)。另外，新产品已经开始通过电商进行销售，通过Ameya360等电商平台均可购买。　　未来，ROHM将继续开发高耐压SiC SBD，通过提供满足市场需求的优质功率元器件，为汽车和工业设备的节能和效率提升贡献力量。　　<产品阵容>　　应用示例>　　◇车载设备：车载充电器(OBC)、DC-DC转换器等　　◇工业设备：工业机器人用AC伺服、光伏逆变器、功率调节器、不间断电源装置(UPS)等　　<电商销售信息>　　电商平台：Ameya360™　　新产品在其他电商平台也将逐步发售。　　在售产品：车载设备用的“SCS2xxxxNHR”　　适用于工业设备的“SCS2xxxxN”预计将2024年12月起逐步发售。　　<关于“EcoSiC™”品牌>　　EcoSiC™是采用了因性能优于硅(Si)而在功率元器件领域备受关注的碳化硅(SiC)的元器件品牌。从晶圆生产到制造工艺、封装和品质管理方法，ROHM一直在自主开发SiC产品升级所必需的技术。另外，ROHM在制造过程中采用的是一贯制生产体系，已经确立了SiC领域先进企业的地位。　　・EcoSiC™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。　　<术语解说>     *1) 爬电距离　　沿着器件封装表面的两个导电体(引脚)之间测得的最短距离。在半导体设计中，为了防止触电、漏电、半导体产品短路，需要采取确保爬电距离和电气间隙的绝缘对策。　　*2 漏电起痕(沿面放电)　　当向作为导体的引脚施加高电压时，绝缘物——也就是封装表面会发生放电的现象。在本来不应该导电的图案之间发生了放电，会导致器件介电击穿。随着封装的小型化，爬电距离变得更短，这种现象也就更容易发生。　　*3) 树脂灌封　　通过使用环氧树脂等树脂对器件本体以及器件与电路的电极连接部位进行密封，来实现电绝缘。树脂灌封还可以有效地对器件进行保护、防水、防尘、提高耐用性和耐候性。　　*4) 汽车电子产品可靠性标准“AEC-Q101”　　AEC是Automotive Electronics Council的缩写，是大型汽车制造商和美国大型电子元器件制造商联手制定的汽车电子元器件的可靠性标准。Q101是适用于分立半导体元器件(晶体管、二极管等)的标准。
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