芯耀
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在2025慕尼黑上海電子展期間，作為一家深耕電子技術(shù)與傳感器領(lǐng)域的全球領(lǐng)先公司， TDK的工作人員對與非網(wǎng)記者詳細(xì)介紹了TDK的多項(xiàng)核心技術(shù)突破，包括超低能耗神經(jīng)形態(tài)元件——自旋憶阻器技術(shù)、邊緣狀態(tài)基準(zhǔn)監(jiān)測（CbM與PdM）解決方案、“Trusted Positioning”等其它一系列產(chǎn)品。
溫度與壓力傳感解決方案如何賦能熱泵？
隨著電動汽車的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的燃油車熱管理系統(tǒng)在新能源車中面臨巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)燃油車通過發(fā)動機(jī)的余熱來實(shí)現(xiàn)車內(nèi)的制熱，而純電動汽車則沒有這一優(yōu)勢。在寒冷的冬季，這一問題尤為突出：如果直接使用電池進(jìn)行制熱，電池的能量消耗將急劇增加，嚴(yán)重影響車輛的續(xù)航能力。
解決這一問題的方案之一便是熱泵技術(shù)。與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)不同，熱泵技術(shù)利用熱交換原理，既能夠在夏季提供制冷效果，又能在冬季實(shí)現(xiàn)制熱功能。而熱泵的高效工作依賴于精確的溫度和壓力控制。為了確保熱泵系統(tǒng)能夠在低溫環(huán)境下高效運(yùn)行，TDK展示了兩款關(guān)鍵的傳感器：表面貼裝型溫度傳感器和插入式溫度傳感器。
表面貼裝型溫度傳感器：這種傳感器設(shè)計(jì)用于直接安裝在冷媒管道的外部，能夠無損地測量冷媒溫度。其特點(diǎn)是穩(wěn)定性高，避免了冷媒外泄的風(fēng)險(xiǎn)，并適用于工業(yè)設(shè)備或家用熱泵系統(tǒng)。這種傳感器的響應(yīng)速度略顯遲緩，但在穩(wěn)定性和長時間運(yùn)行的可靠性上有著顯著的優(yōu)勢。
插入式溫度傳感器：相比之下，插入式傳感器能提供更快的響應(yīng)速度，特別適用于對溫控要求極為嚴(yán)格的場景，尤其是新能源汽車中對熱泵系統(tǒng)的精確控制。這種傳感器通過直接插入冷媒管道，實(shí)現(xiàn)更加迅速的溫度監(jiān)測，為新能源汽車在低溫環(huán)境中的高效制熱提供了保障。
除了溫度傳感器，TDK還展示了其集成式溫度加壓傳感器——P加T傳感器。這種傳感器將溫度與壓力測量合為一體，不僅減少了客戶的安裝工作量，還有效降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。通過這種集成設(shè)計(jì)，TDK提供了一種緊湊、高效且更加可靠的解決方案，尤其適用于空間有限的應(yīng)用環(huán)境。
在熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，壓力控制同樣至關(guān)重要。TDK采用了基于MEMS硅壓阻技術(shù)的壓力傳感器，這種傳感器相較于傳統(tǒng)的陶瓷壓力傳感器，具有體積更小、重量更輕、精度更高的優(yōu)勢。MEMS技術(shù)不僅提升了傳感器的測量精度，還能在高動態(tài)環(huán)境下提供快速響應(yīng)，滿足熱泵系統(tǒng)對壓力傳感的嚴(yán)格要求。
尤其是在新能源汽車的熱泵系統(tǒng)中，這種高精度的壓力傳感器能夠確保冷媒的流動與溫度控制精度，確保系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。通過TDK的MEMS技術(shù)，汽車廠商可以更好地監(jiān)控冷媒的壓力，保證熱泵系統(tǒng)能夠在各種復(fù)雜的外部環(huán)境中，特別是低溫環(huán)境下，依然能夠維持出色的能效表現(xiàn)。
除了新能源汽車，工業(yè)制冷、家電及商用空調(diào)系統(tǒng)也是TDK熱泵傳感器技術(shù)的應(yīng)用場景。工作人員介紹，TDK的表面貼裝型溫度傳感器和插入式傳感器被廣泛應(yīng)用于工業(yè)空調(diào)系統(tǒng)，尤其是在對溫控精度有極高要求的場景中。無論是在氣候嚴(yán)寒的地區(qū)，還是在需要24小時穩(wěn)定運(yùn)行的環(huán)境中，TDK的傳感器都能提供無縫的溫控支持，確保設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。
全彩激光模塊 (FCLM)全面提升智能眼鏡性能
智能眼鏡受到了越來越多消費(fèi)者和企業(yè)的關(guān)注，但普遍面臨一些問題，特別是在體積、重量和能耗方面，這使得智能眼鏡的佩戴舒適性和續(xù)航能力大打折扣。為了解決這些問題，TDK公司開發(fā)了一款全彩激光模塊。
這個模塊的最大特點(diǎn)之一就是體積和能耗的優(yōu)化。與傳統(tǒng)的顯示技術(shù)（如OLED顯示技術(shù)）相比，TDK的激光模塊采用了平面光導(dǎo)波技術(shù)，這使得其體積相對更小，同時能效也得到極大提升。傳統(tǒng)OLED技術(shù)需要使用LED顯示屏將圖像顯示出來，并通過光的折射和放大將其呈現(xiàn)給佩戴者，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且能耗較高。而TDK的激光模塊則通過將激光直接投射到視網(wǎng)膜上進(jìn)行成像，省去了顯示屏和折射的環(huán)節(jié)，減少了結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，也降低了整體的能耗。這一創(chuàng)新使得激光模塊的體積僅為同類產(chǎn)品的1/4，且其功耗僅為400毫瓦。這種低功耗和小體積的設(shè)計(jì)，不僅提高了設(shè)備的佩戴舒適性，也顯著延長了智能眼鏡的續(xù)航時間。
另外，傳統(tǒng)智能眼鏡通過屏幕將圖像展示給用戶，要求佩戴者的眼睛必須對焦才能清晰看到圖像，這對于一些視力有問題的用戶（如高度近視或遠(yuǎn)視者）來說可能會帶來不便。而TDK的全彩激光模塊采用了創(chuàng)新的視網(wǎng)膜投影技術(shù)，激光直接投射到用戶的視網(wǎng)膜上進(jìn)行成像。由于視網(wǎng)膜投影技術(shù)不依賴眼睛對焦，用戶即使有一定的視力問題，也能夠清晰地看到圖像，免去了佩戴眼鏡的麻煩。這對于提升智能眼鏡的用戶友好性具有重要意義，也為視力不佳的群體帶來了便利，使得智能眼鏡的使用更加普遍和包容。
對于長時間佩戴的智能眼鏡而言，激光的安全性也是一個重要的考量因素。TDK的全彩激光模塊在這一點(diǎn)上充分考慮了用戶的安全問題。根據(jù)國際安全標(biāo)準(zhǔn)，激光模塊的每束激光強(qiáng)度被控制在1毫瓦以下，這與日常使用的光源強(qiáng)度相當(dāng)。射到眼睛上的實(shí)際激光功率大約為1微瓦，相當(dāng)于正常光源強(qiáng)度的1‰，遠(yuǎn)低于日光燈的強(qiáng)度，因此即使長時間佩戴，這種激光也不會對眼睛造成傷害。
據(jù)介紹，TDK的全彩激光模塊不僅適用于智能眼鏡，也可廣泛應(yīng)用于其他消費(fèi)電子和專業(yè)領(lǐng)域。由于其體積小、功耗低，激光模塊可以在AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）和VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）設(shè)備中得到應(yīng)用，還可以應(yīng)用于激光投影儀、汽車前投影HUD顯示系統(tǒng)，以及醫(yī)療領(lǐng)域的眼部疾病檢測和視覺輔助產(chǎn)品。
在醫(yī)療領(lǐng)域，激光模塊可以應(yīng)用于眼部疾病的檢測，尤其是視網(wǎng)膜掃描相關(guān)的應(yīng)用。通過激光掃描視網(wǎng)膜，醫(yī)生可以更為精確地進(jìn)行眼科疾病診斷，幫助患者及時發(fā)現(xiàn)潛在的視力問題。此外，激光模塊還可以被用于視覺輔助設(shè)備，幫助視覺障礙者更好地感知周圍環(huán)境。
在現(xiàn)場，與非網(wǎng)記者看到TDK展示的樣機(jī)分辨率為720P。TDK工作人員介紹，盡管現(xiàn)有樣機(jī)的分辨率較低，但通過提高激光模塊的震動頻率，可以實(shí)現(xiàn)更高的分辨率，如1080P、2K，甚至更高。
TDK CeraCharge可充電固態(tài)電池，為物聯(lián)設(shè)備提供更安全穩(wěn)定功能
TDK 的CeraCharge可充電多層陶瓷芯片是一款支持回流焊的全固態(tài)電池，其緊湊的EIA 1812外殼尺寸使其非常適合現(xiàn)代智能設(shè)備的設(shè)計(jì)。該電池的工作電壓為1.6伏，容量為100μAh，采用陶瓷疊層技術(shù)，具備耐高溫的特性。TDK工作人員表示，這款電池的目標(biāo)市場主要是智能穿戴設(shè)備、電子信標(biāo)和無線傳感器等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。盡管該電池的容量相較于市場上傳統(tǒng)的電池產(chǎn)品有一定劣勢，但它在小型化、耐高溫和安全可靠性方面具有明顯優(yōu)勢，尤其適用于微電流應(yīng)用。據(jù)介紹，第二代CeraCharge電池正在研發(fā)中，預(yù)計(jì)能量密度會更高，可以滿足更多高能量需求的設(shè)備。未來，TDK計(jì)劃將這款電池的應(yīng)用擴(kuò)展到更多領(lǐng)域，特別是智能家居、電子信標(biāo)和無線傳感器等。
該電池的一個重要應(yīng)用是智能家居系統(tǒng)中的能源收集。TDK通過將溫度、濕度、氣壓等環(huán)境傳感器與光電收集器結(jié)合，采用CeraCharge電池為傳感器提供能源。其原理是利用環(huán)境中的光能為電池充電，充電后，電池則作為儲能設(shè)備供電，驅(qū)動所有傳感器并實(shí)時監(jiān)測環(huán)境變化。數(shù)據(jù)通過無線傳輸進(jìn)行處理，最終可在智能設(shè)備如手機(jī)上實(shí)時顯示溫度、濕度等信息。這種能量收集的方式，不僅使電池系統(tǒng)更加環(huán)保，還能有效減少對外部電源的依賴，實(shí)現(xiàn)真正的物聯(lián)網(wǎng)自供電應(yīng)用。CeraCharge電池的獨(dú)特之處在于其固態(tài)電池技術(shù)，使得電池在使用過程中容量衰減的速度遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)電池。這意味著，CeraCharge能夠在長時間內(nèi)保持較為穩(wěn)定的性能表現(xiàn)。固態(tài)電池的另一個優(yōu)點(diǎn)是其安全性，相較于傳統(tǒng)液態(tài)電池，固態(tài)電池具有更高的安全性，尤其在高溫和高壓環(huán)境下的表現(xiàn)更加穩(wěn)定。
除了電池技術(shù)，TDK還展示了其他能量收集技術(shù)，尤其是光電和壓力收集的結(jié)合方式。這些技術(shù)將進(jìn)一步推動智能穿戴設(shè)備、信標(biāo)和其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及。
緊湊型超聲波傳感器模塊及隱形傳感器設(shè)計(jì)
TDK展出的超聲波傳感器模塊基于壓電陶瓷的壓電效應(yīng)，通過超聲波探測障礙物的距離。這款緊湊型模塊將壓電陶瓷芯片、ASIC（專用集成電路）以及驅(qū)動電路進(jìn)行了集成，從而提供了一個集成化的超聲波傳感器解決方案。相比傳統(tǒng)的超聲波傳感器模塊，客戶通常需要單獨(dú)采購IC和驅(qū)動電路，再進(jìn)行組裝使用，而TDK的設(shè)計(jì)則大大簡化了這一過程，使客戶能夠更方便地進(jìn)行直接使用，減少了組裝過程中的復(fù)雜性和錯誤風(fēng)險(xiǎn)。
此模塊的外殼采用了機(jī)械解耦材料，能夠有效防止傳感器模塊因底部抖動而造成的探測誤差。機(jī)械解耦的設(shè)計(jì)提高了傳感器的穩(wěn)定性和精度，特別是在高振動和高沖擊的環(huán)境下。與此同時，TDK還為其超聲波傳感器模塊增加了防塵和防水功能，達(dá)到了IP67級別防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。這使得其可以在惡劣的工業(yè)環(huán)境和汽車領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，滿足高可靠性和耐用性的要求。
據(jù)介紹，該模塊的探測范圍為18至500厘米，而當(dāng)兩個模塊一發(fā)一收配合工作時，探測范圍可擴(kuò)展至4厘米至500厘米。根據(jù)不同的應(yīng)用需求，TDK的超聲波模塊可以實(shí)現(xiàn)多種功能：
第一個功能是距離探測，在單顆模塊的情況下，能夠探測18至500厘米的障礙物距離；在雙顆模塊配合工作時，探測范圍為4至500厘米。這個功能可廣泛應(yīng)用于自動駕駛、機(jī)器人以及其他需要障礙物避讓的智能設(shè)備中。
第二個功能是表面識別。該超聲波模塊可以通過探測表面材質(zhì)，區(qū)分不同的地面類型。例如，如果探測到的是水泥板，系統(tǒng)會識別為“水泥”，而如果是草地，系統(tǒng)會識別為“草地”。這種功能特別適用于割草機(jī)等設(shè)備，在探測到不同表面時自動調(diào)整工作策略，從而提高效率和安全性。
第三個功能是位置探測。在兩個超聲波模塊共同作用下，模塊能夠精確地探測到障礙物的位置，不僅僅是其距離。通過這種定位功能，設(shè)備能夠在接近障礙物時發(fā)出紅色警報(bào)，提示操作人員或設(shè)備自動避讓，確保工作區(qū)域的安全。
除了超聲波傳感器模塊，TDK還展示了一款創(chuàng)新的Invisible Sensor（隱形傳感器）。這種傳感器幾乎沒有明顯的外部痕跡，非常適合用于需要隱藏傳感器的應(yīng)用場景。尤其在汽車倒車輔助系統(tǒng)中，使用傳統(tǒng)傳感器往往需要在車身上開孔，這可能會影響到車輛的外觀。而Invisible Sensor的設(shè)計(jì)使得這種影響幾乎為零，在保證探測功能的同時，提升了整體美觀性。
自旋憶阻器——Spin-Memristor減少AI設(shè)備能耗
當(dāng)前，AI計(jì)算面臨著巨大的能源消耗問題，尤其是在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)和高頻運(yùn)算時，功耗需求非常高。
TDK的自旋憶阻器（Spin-Memristor）模仿人腦突觸的高效節(jié)能運(yùn)行模式，能夠?qū)鹘y(tǒng)人工智能設(shè)備的能耗降低至僅為其百分之一。這項(xiàng)突破性的技術(shù)，不僅為人工智能的普及提供了能效上的可能，也為未來智能設(shè)備的應(yīng)用場景開辟了更廣闊的前景。
據(jù)介紹，自旋憶阻器基于最新的磁阻效應(yīng)原理，這一技術(shù)結(jié)合了TDK在硬盤驅(qū)動器（HDD）磁頭和磁性傳感器方面的深厚技術(shù)積累。其原理是通過增加電阻來減少電流流動，從而實(shí)現(xiàn)功耗的顯著降低。相比傳統(tǒng)的計(jì)算芯片，基于自旋憶阻器的神經(jīng)形態(tài)設(shè)備可以有效減少能源消耗，極大地提升AI計(jì)算的能效。
目前，TDK與法國CEA和日本東北大學(xué)合作，正在進(jìn)行自旋憶阻器的開發(fā)，進(jìn)展已經(jīng)達(dá)到12英寸晶圓制造的階段。然而，由于技術(shù)尚處于開發(fā)期，現(xiàn)場并未展示完整的產(chǎn)品demo。預(yù)計(jì)自旋憶阻器將在一年多后實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品落地，屆時將廣泛應(yīng)用于汽車和手機(jī)等行業(yè)。
盡管市場上其他公司也在研發(fā)類似的技術(shù)，但TDK憑借其在磁性傳感器和硬盤驅(qū)動器技術(shù)方面的積累，依然具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢。據(jù)介紹，與GPU的功耗3315uW相比，基于自旋憶阻器的神經(jīng)形態(tài)設(shè)備僅需8.1uW，功耗差距極為顯著，這使得該技術(shù)在AI應(yīng)用中展現(xiàn)出極大的潛力。
從這個圖可以，與GPU電力消耗3315uW相比，基于自旋憶阻器的神經(jīng)形態(tài)設(shè)備僅需8.1Uw。
邊緣狀態(tài)基準(zhǔn)監(jiān)測 (CbM) 解決方案，提升設(shè)備健康管理與預(yù)測性維護(hù)
針對智能工廠和工業(yè)4.0，TDK展示了其創(chuàng)新的邊緣狀態(tài)基準(zhǔn)監(jiān)測（CbM與PdM）解決方案。這一方案通過先進(jìn)的邊緣計(jì)算技術(shù)和人工智能算法，為工業(yè)設(shè)備提供實(shí)時監(jiān)控和預(yù)測，幫助工廠在設(shè)備發(fā)生故障之前進(jìn)行維護(hù)，從而降低停機(jī)時間和維護(hù)成本。通過其AutoML軟件平臺，TDK使得機(jī)器學(xué)習(xí)模型的搭建變得更加簡單直觀，用戶只需通過網(wǎng)頁界面即可完成數(shù)據(jù)收集、預(yù)處理、訓(xùn)練等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
TDK SensEI方案的核心是通過邊緣計(jì)算進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集和處理，確保工廠能夠?qū)崟r了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并及時識別潛在的故障。這一系統(tǒng)由多個組件組成，首先是無線傳感器。這些傳感器安裝在設(shè)備上，負(fù)責(zé)采集設(shè)備的震動、溫度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。震動傳感器的設(shè)計(jì)非常精細(xì)，它能夠捕捉到伺服電機(jī)、水泵等設(shè)備的微小振動變化，這些變化往往是設(shè)備故障的早期信號。
此外，溫度傳感器也被集成到系統(tǒng)中，它與震動傳感器一起工作，通過多維度的監(jiān)測來確保設(shè)備狀態(tài)的全面把控。TDK的無線傳感器可以通過藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸到AI網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將這些數(shù)據(jù)上傳到云端，供工廠管理人員進(jìn)行分析和查看。所有的分析和處理都在邊緣計(jì)算層進(jìn)行，數(shù)據(jù)不會立即全部上傳到云端，這樣既能減輕云端的負(fù)擔(dān)，又能提高數(shù)據(jù)處理的實(shí)時性。
TDK SensEI解決方案的另一大亮點(diǎn)是它結(jié)合了邊緣計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。在收集到的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)會通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法對設(shè)備的歷史運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行學(xué)習(xí)。當(dāng)新的數(shù)據(jù)上傳到平臺時，系統(tǒng)會自動對其進(jìn)行分析，識別出設(shè)備的潛在問題，并生成相應(yīng)的預(yù)警信號。這種方式可以提前幾分鐘甚至十幾分鐘預(yù)測設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，從而為工廠管理人員提供及時的維護(hù)信息，避免設(shè)備因故障停機(jī)帶來的生產(chǎn)損失。
與傳統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)相比，TDK的SensEI方案能夠?qū)崿F(xiàn)更加精細(xì)和準(zhǔn)確的故障預(yù)測。機(jī)器學(xué)習(xí)算法通過對大量歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，能夠識別出非常微小的異常信號，這些信號通常難以通過傳統(tǒng)的監(jiān)測手段檢測到。更重要的是，系統(tǒng)在邊緣計(jì)算層就完成了初步的數(shù)據(jù)處理，減少了對云端的依賴，提高了實(shí)時響應(yīng)能力。
TDK的無線震動傳感器是該系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。傳感器通過螺絲或AB膠固定在設(shè)備上，并能夠?qū)崟r監(jiān)測設(shè)備的震動和溫度。這些傳感器內(nèi)置有高精度的加速度計(jì)和溫度傳感器，能夠檢測到設(shè)備運(yùn)行中的微小波動。震動傳感器采用了三軸加速度計(jì)，這意味著它能夠在三個不同的方向上同時檢測震動，從而全面捕捉設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
除了震動和溫度傳感器，TDK還計(jì)劃在未來加入更多類型的傳感器，例如電流傳感器等。這些傳感器將進(jìn)一步豐富數(shù)據(jù)的維度，為設(shè)備的健康監(jiān)測提供更多依據(jù)。同時，TDK的傳感器具有較長的電池壽命，無線傳感器的電池可以持續(xù)工作2到3年，降低了工廠在維護(hù)過程中對電池更換的依賴。
TDK的無線傳感器通過藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸I網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)上傳至云端。TDK的AI網(wǎng)關(guān)不僅支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，還能夠進(jìn)行一些邊緣計(jì)算處理。這一部分的設(shè)計(jì)是TDK方案的創(chuàng)新之處，網(wǎng)關(guān)的存在讓數(shù)據(jù)處理不必全部依賴云端，從而避免了數(shù)據(jù)傳輸延遲和云端計(jì)算壓力。數(shù)據(jù)首先在網(wǎng)關(guān)處進(jìn)行預(yù)處理，只有必要的數(shù)據(jù)才會上傳至云端進(jìn)行深度分析，這一過程提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，也保護(hù)了設(shè)備數(shù)據(jù)的隱私安全。
在云端，工廠的負(fù)責(zé)人可以通過TDK提供的Dashboard平臺查看每個設(shè)備的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)。Dashboard平臺的界面清晰直觀，用戶可以方便地查看設(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和預(yù)警信息，幫助管理人員做出及時決策。
據(jù)介紹，TDK為SensEI解決方案提供了全方位的工程支持。在工廠部署時，TDK的工程師會根據(jù)工廠的具體需求進(jìn)行詳細(xì)的需求分析，幫助工廠確定需要監(jiān)控的設(shè)備和安裝傳感器的最佳位置。此外，TDK還為客戶提供定制化的服務(wù)，根據(jù)不同工廠的設(shè)備情況和運(yùn)營需求，提供量身定制的解決方案。這些解決方案不僅可以幫助工廠實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控，還能為工廠管理人員提供詳細(xì)的故障預(yù)測報(bào)告，幫助其做出科學(xué)合理的維護(hù)決策。
盡管SensEI解決方案主要應(yīng)用于智能工廠，但它的應(yīng)用范圍遠(yuǎn)不止于此。除工廠外，TDK的傳感器還廣泛應(yīng)用于伺服電機(jī)、水泵、氣泵、排風(fēng)設(shè)備等需要24小時監(jiān)控的場所。這些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)需要全天候監(jiān)測，而TDK的傳感器系統(tǒng)正是為此類應(yīng)用量身定制的。除了工業(yè)應(yīng)用，TDK還在能源、礦場、水泥廠等領(lǐng)域進(jìn)行部署，解決這些行業(yè)中設(shè)備監(jiān)控和預(yù)測性維護(hù)的需求。
智能多層氮化鋁 (AlN) 基板和封裝，推動功率密度提升
從1970年以來，功率模塊的功率密度的提升已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展。
TDK展示了其提升功率密度和散熱效率方面的創(chuàng)新解決方案，特別介紹了智能多層氮化鋁（AlN）基板和封裝技術(shù)。這些技術(shù)特別適用于高功率模塊和電動汽車應(yīng)用，旨在實(shí)現(xiàn)更高的功率密度、減少設(shè)備體積與重量，并提升系統(tǒng)的整體性能，滿足新能源車和其他工業(yè)應(yīng)用日益增長的需求。TDK的目標(biāo)是將單升功率密度提升至150千瓦，這一突破將為行業(yè)帶來更高的能效和更小的設(shè)備體積。
TDK的氮化鋁（AlN）陶瓷基板采用氮化鋁材料，具有遠(yuǎn)超傳統(tǒng)材料的優(yōu)異導(dǎo)熱性能。氮化鋁的導(dǎo)熱率比氧化鋁和氮化硅高出15至18倍，因此在高功率密度設(shè)計(jì)中表現(xiàn)尤為突出。尤其在電動汽車和工業(yè)設(shè)備中，要求高效散熱的功率模塊越來越傾向于使用氮化鋁基板，以確保模塊的穩(wěn)定運(yùn)行和長時間的高效工作。
隨著氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）技術(shù)的普及，相關(guān)的被動器件也在不斷跟進(jìn)。在電動汽車的逆變器中，TDK采用了氮化鋁陶瓷基板來支持碳化硅（SiC）模塊的散熱。
這種基板不僅適用于電動汽車領(lǐng)域，還在工業(yè)應(yīng)用中得到了廣泛應(yīng)用，特別是在那些需要大功率支持的應(yīng)用場景，如工業(yè)電力轉(zhuǎn)換、軌道交通、以及能源管理等高功率系統(tǒng)中。
除了氮化鋁基板，TDK還展示了其新一代陶瓷電容器，這些電容器設(shè)計(jì)用于支持高功率密度電力模塊的穩(wěn)定運(yùn)行。在電動汽車的直流支撐電容中，傳統(tǒng)的薄膜電容往往體積龐大，不利于輕量化設(shè)計(jì)。而TDK的新型陶瓷電容采用反鐵電材料，其低等效電感和低等效電阻，使得它在高功率密度應(yīng)用中表現(xiàn)出色。
這些陶瓷電容器特別適用于車載逆變器（OBC）、DC-DC轉(zhuǎn)換器和車載充電器等關(guān)鍵組件。隨著電動汽車對功率密度和體積的要求日益增加，TDK的新型電容器為設(shè)計(jì)師提供了更為高效的解決方案。通過減小電容體積和重量，這些電容器幫助電動汽車降低整體重量，從而提高動力系統(tǒng)的性能。
此外，TDK的新型陶瓷電容器還廣泛應(yīng)用于電動方程式賽車等高端賽車領(lǐng)域，滿足極限條件下對重量、功率和穩(wěn)定性的嚴(yán)格要求。隨著電動方程式賽車對功率和重量的極致追求，TDK的電容器在這些高功率應(yīng)用中展現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。目前，TDK的這些技術(shù)已經(jīng)得到多個車廠的重視，包括比亞迪、匯川、聯(lián)電等知名公司。
除了電動汽車，TDK的技術(shù)還在其他高溫高功率領(lǐng)域展現(xiàn)出潛力。例如，在石油勘探行業(yè)，TDK的高溫電容器已在美國哈利伯頓的井下探井中得到應(yīng)用。該電容器能夠耐受150°C的高溫，確保在極端環(huán)境下的可靠性和持久性。這使得TDK的技術(shù)不僅僅局限于電動汽車和交通領(lǐng)域，在石油、能源等行業(yè)也找到了實(shí)際應(yīng)用。
預(yù)計(jì)到2026年，TDK的氮化鋁陶瓷基板和陶瓷電容產(chǎn)品將在全球范圍內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用，成本將大幅下降，進(jìn)一步推動市場的廣泛接受。
方向盤應(yīng)用傳感器解決方案
在TDK展臺上，還展示了用于方向盤的3D霍爾傳感器。該方案使用兩顆3D霍爾傳感器來監(jiān)測方向盤的轉(zhuǎn)角輸出，支持檢測多圈旋轉(zhuǎn)，從負(fù)900度到正900度（共1800度）。該系統(tǒng)能夠識別15個位置的傳感器，采用低功耗的3D霍爾傳感器（HAL? 39系列）。在檔位切換過程中，系統(tǒng)可以精確識別開關(guān)功能。這些傳感器提供多種輸出方式，包括模擬輸出、PWM輸出和數(shù)字信號輸出，實(shí)時傳遞角度信號，并顯示磁場幅值，以確保在線控系統(tǒng)中駕駛員能夠準(zhǔn)確地識別角度，從而實(shí)現(xiàn)正確的轉(zhuǎn)向。
此外，展臺還展示了用于電機(jī)應(yīng)用的傳感器，特別是HVC系列。該系列采用TMR傳感器監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過實(shí)時檢測轉(zhuǎn)速來控制電機(jī)運(yùn)行。同時，霍爾傳感器用于檢測電子膨脹閥和電子水閥的角度，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制。系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)，確保電機(jī)和溫控系統(tǒng)高效運(yùn)作。TMR傳感器配備高速轉(zhuǎn)角芯片和多級磁環(huán)，能夠精準(zhǔn)檢測角度，從而優(yōu)化整個系統(tǒng)的運(yùn)行溫度，提升設(shè)備的穩(wěn)定性和性能。
九軸PositionSenseTM 解決方案, 解決傳統(tǒng)方案布局沖突
在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中，九軸傳感器是一個常見的技術(shù)方案。傳統(tǒng)的九軸方案通常由兩部分組成：六軸IMU（慣性測量單元）和三軸地磁傳感器。這兩種傳感器分別提供運(yùn)動數(shù)據(jù)和地磁數(shù)據(jù)，通過主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。然而，這種方案在硬件布局上存在顯著的挑戰(zhàn)。
比如IMU和地磁傳感器的工作原理和布局要求完全不同。IMU需要避免PCB的應(yīng)力影響以及熱流的干擾，因?yàn)槠鋬?nèi)部采用微機(jī)械結(jié)構(gòu)，特別對溫度和機(jī)械應(yīng)力非常敏感。因此，在產(chǎn)品布局時，設(shè)計(jì)工程師必須考慮如何將IMU傳感器放置在避免這些不利因素的地方。
而地磁傳感器則面臨著與之完全不同的設(shè)計(jì)難題。地磁傳感器的布局要避開強(qiáng)磁場、大電流以及軟磁性材料的影響，這對它的性能和精度至關(guān)重要。如果IMU和地磁傳感器被設(shè)計(jì)為一體化的單芯片，傳感器的位置和布局會受到較大限制，導(dǎo)致無法優(yōu)化這兩種傳感器的性能。結(jié)果，設(shè)計(jì)工程師在硬件設(shè)計(jì)時往往面臨左右為難的局面。
此次TDK展示了其最新的九軸PositionSense?解決方案，通過采用兩顆芯片的設(shè)計(jì)，成功解決了這一難題。與傳統(tǒng)的單芯片方案不同，這種創(chuàng)新的設(shè)計(jì)將IMU和地磁傳感器分別放置在兩顆獨(dú)立的芯片上，使得每個傳感器能夠根據(jù)其工作原理和需求進(jìn)行最佳布局，從而避免了傳統(tǒng)單芯片方案中布局上的矛盾。具體來說，IMU芯片可以根據(jù)微機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行精確擺放，避免受到熱流和應(yīng)力的影響，而地磁傳感器則可以根據(jù)其對磁場的要求，遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場和大電流的干擾。通過這種設(shè)計(jì)，TDK有效地優(yōu)化了傳感器的位置，使得它們在不互相干擾的情況下能夠充分發(fā)揮各自的性能。
盡管這兩顆芯片物理上是分開的，但它們通過硬件連接成一個完整的九軸傳感系統(tǒng)。在應(yīng)用層面來看，這兩個芯片仍然可以作為一個整體使用，帶來與傳統(tǒng)九軸方案相同的功能和效果。這一創(chuàng)新解決方案不僅避免了單芯片設(shè)計(jì)中的布局沖突，還提高了系統(tǒng)的可靠性和性能。
與傳統(tǒng)的九軸傳感器方案不同，TDK的PositionSense?解決方案將數(shù)據(jù)處理功能內(nèi)置在傳感器芯片內(nèi)部。這意味著，客戶不再需要將原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行運(yùn)算和處理，而是可以直接從傳感器芯片獲取融合后的九軸數(shù)據(jù)。這種設(shè)計(jì)極大地簡化了集成過程，使得產(chǎn)品開發(fā)周期大大縮短，同時也減輕了主機(jī)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
從功耗的角度來看，TDK的方案也表現(xiàn)得非常優(yōu)秀。與傳統(tǒng)的九軸方案需要在主機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行復(fù)雜算法不同，TDK的傳感器內(nèi)部已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)的融合處理，這使得整體系統(tǒng)的功耗顯著降低。整個九軸系統(tǒng)的功耗僅為0.6毫安，這對于智能手機(jī)、手表、AR和VR設(shè)備等對功耗要求極為嚴(yán)格的消費(fèi)電子產(chǎn)品來說，具有巨大的優(yōu)勢。
尤其是在手機(jī)等設(shè)備的待機(jī)模式下，TDK的九軸傳感器幾乎不會影響整體的電池壽命。對于智能手機(jī)來說，通常在熄屏狀態(tài)下仍會有幾毫安的功耗，而TDK的方案的功耗僅為0.6毫安，這個數(shù)值幾乎可以忽略不計(jì)。相比之下，傳統(tǒng)的九軸傳感器方案需要將兩種傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)進(jìn)行處理，這樣會增加幾個毫安的功耗，從而顯著影響設(shè)備的待機(jī)時間。
除了低功耗和數(shù)據(jù)處理能力，TDK的PositionSense?方案還特別注重傳感器的可靠性和魯棒性。IMU芯片采用了新的MEMS傳感技術(shù)，使得其抗震性能得到了顯著增強(qiáng)。這種設(shè)計(jì)能夠有效抵御來自高頻震動（如手機(jī)喇叭或充電電路）對數(shù)據(jù)的干擾，確保在各種復(fù)雜環(huán)境下傳感器的穩(wěn)定性和精度。
地磁傳感器的可靠性也得到了極大的提升。傳統(tǒng)的地磁傳感器在受到強(qiáng)磁場沖擊后，通常會出現(xiàn)性能下降，甚至需要重新校準(zhǔn)才能恢復(fù)正常工作。然而，TDK的地磁傳感器幾乎不受強(qiáng)磁場沖擊的影響，其指向性和精度可以在強(qiáng)磁場環(huán)境中保持穩(wěn)定，極大提高了傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性。
TDK的九軸PositionSense?解決方案由于其低功耗、緊湊的尺寸和優(yōu)異的性能，特別適用于對功耗和空間有嚴(yán)格要求的消費(fèi)電子產(chǎn)品。例如，智能手機(jī)、智能手表、AR和VR設(shè)備等。同時針對汽車電子領(lǐng)域，隨著智能駕駛艙和ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）的普及，對高精度傳感器的需求不斷增加，TDK的PositionSense?九軸方案也將成為汽車電子行業(yè)的重要組成部分。
T5838 PDM接口數(shù)字硅麥（自帶聲學(xué)活動檢測AAD功能）
隨著AI逐步從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用，聲控設(shè)備的普及日益加速。傳統(tǒng)的聲控設(shè)備通常面臨一個問題，即麥克風(fēng)持續(xù)采集信號會導(dǎo)致系統(tǒng)功耗過高，影響設(shè)備的使用壽命。TDK還展出的最新數(shù)字麥克風(fēng)在功耗控制方面做出了重大突破，其聲音采集功耗僅為同類產(chǎn)品的50%至70%。
這款數(shù)字麥克風(fēng)不僅具有低功耗的優(yōu)勢，還具備了獨(dú)特的聲學(xué)活動檢測功能。具體來說，當(dāng)麥克風(fēng)檢測到特定聲音事件時，比如煙感報(bào)警器、玻璃破碎或兒童啼哭等，系統(tǒng)會從深度休眠狀態(tài)中被喚醒。這種創(chuàng)新的設(shè)計(jì)使得麥克風(fēng)能夠在無需持續(xù)監(jiān)控的情況下，僅在特定聲音發(fā)生時進(jìn)行聲學(xué)檢測，從而大幅度提高了電池供電設(shè)備的效率和使用時間。
TDK工作人員表示，這款麥克風(fēng)具備高性噪比，并且其聲音閾值可以達(dá)到133dB，能夠適應(yīng)多種復(fù)雜的環(huán)境噪聲。特別是在AI聲音喚醒應(yīng)用場景中，該麥克風(fēng)的電流消耗僅為20微安。TDK的創(chuàng)新不僅限于功耗方面，還通過邊緣處理功能，允許麥克風(fēng)在處理聲學(xué)事件時減少對后端處理器的依賴，進(jìn)一步降低了整體系統(tǒng)的功耗。
據(jù)介紹，這款數(shù)字麥克風(fēng)已經(jīng)應(yīng)用于多個領(lǐng)域，尤其是在電池供電的聲控設(shè)備中，如聲控遙控器、家庭安防系統(tǒng)、寵物追蹤器以及可穿戴設(shè)備等。這款麥克風(fēng)還能夠在煙霧報(bào)警器發(fā)出警報(bào)聲后進(jìn)行聲音采集，并傳遞給后端處理器進(jìn)行進(jìn)一步的預(yù)警操作。
Trusted Positioning：VENUE、AUTO、TRACK和RIDE解決方案
隨著自動駕駛、工業(yè)4.0以及智慧城市等新興應(yīng)用場景的快速發(fā)展，定位技術(shù)的需求正在經(jīng)歷一場變革。無論是室內(nèi)還是室外，定位技術(shù)在現(xiàn)代生活中的作用愈發(fā)重要，對精度的要求也不斷提高。這些應(yīng)用環(huán)境不僅復(fù)雜，而且常常面臨極端的工況。因此，傳統(tǒng)的定位方案，尤其是依賴GPS和慣性傳感器的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，逐漸顯得力不從心。要滿足這些多樣化需求，新的定位解決方案需要融合多種技術(shù)，具備低成本、快速部署以及高效集成的特點(diǎn)，以應(yīng)對復(fù)雜的應(yīng)用場景和環(huán)境變化。
在智能移動平臺領(lǐng)域，TDK通過其“Trusted Positioning”系列產(chǎn)品，為智能汽車和微出行領(lǐng)域提供了精準(zhǔn)的定位解決方案。借助傳感器融合技術(shù)，TDK為不同應(yīng)用場景提供了定制化的定位服務(wù)，確保無論在城市峽谷、隧道還是偏遠(yuǎn)地區(qū)，都能實(shí)現(xiàn)高精度定位。
以其VENUE產(chǎn)品為例，它是一款主要針對室內(nèi)場景的定位系統(tǒng)。VENUE利用建筑物本身的磁場分布特征、慣性導(dǎo)航以及無線技術(shù)（如Wi-Fi熱點(diǎn)、藍(lán)牙熱點(diǎn)等）來實(shí)現(xiàn)高精度的絕對定位。這一方案的獨(dú)特之處在于，它無需額外部署大量的硬件設(shè)備，也不需要額外的基礎(chǔ)設(shè)施，因此在成本上具有極大的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的室內(nèi)定位方案往往需要部署多個硬件檢測設(shè)備，啟動成本較高，而VENUE則只需利用現(xiàn)有建筑物中的基礎(chǔ)設(shè)施，并結(jié)合移動終端如智能手機(jī)中集成的運(yùn)動傳感器和磁傳感器，便可快速實(shí)現(xiàn)精確定位。
通過這種創(chuàng)新的方案，TDK大大降低了定位系統(tǒng)的部署成本，同時提高了精度和可靠性。對于用戶而言，只需通過安裝應(yīng)用程序，即可便捷地集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)高效的室內(nèi)導(dǎo)航功能。與其他室內(nèi)定位方案相比，VENUE具備顯著的優(yōu)勢，尤其是在成本和快速集成方面，能夠?yàn)椴煌袠I(yè)提供低成本、高效能的解決方案。
此外，TDK的定位技術(shù)也涵蓋了車載應(yīng)用，特別是自動駕駛和高精度定位需求。其AUTO產(chǎn)品方案正是專為自動駕駛領(lǐng)域設(shè)計(jì)，能夠?yàn)槌鞘蠳OA（城市自動駕駛）和高速NOA（高速公路自動駕駛）場景提供高精度的定位服務(wù)。與傳統(tǒng)的高成本慣性導(dǎo)航模組（IMU模塊）不同，TDK的AUTO方案通過低成本的慣性傳感器單芯片硬件，以及精確的標(biāo)定和軟件算法，實(shí)現(xiàn)了在成本和性能上都具備競爭力的方案。
這一方案的優(yōu)勢在于，它通過軟件算法的優(yōu)化，使低成本硬件能夠達(dá)到與傳統(tǒng)高成本硬件同等的性能要求。這使得汽車廠商能夠以較低的硬件投入獲得高精度的定位功能，為自動駕駛技術(shù)的普及提供了經(jīng)濟(jì)可行的解決方案。TDK不僅提供傳感器硬件，還提供完整的軟件和算法支持，從而幫助客戶以更低的成本實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級的高精度定位需求。
與此同時，TDK在算法和軟件上的技術(shù)能力也為其他領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的支持。例如，TDK的算法能夠根據(jù)不同產(chǎn)品形態(tài)的運(yùn)動學(xué)特性，對同一型號的傳感器進(jìn)行適配，支持不同應(yīng)用場景中的高精度定位。即使是輪胎、路面特征以及行駛速度不盡相同的情況下，通過算法調(diào)優(yōu)，TDK的技術(shù)也能保證準(zhǔn)確的定位與導(dǎo)航。這一特性使得該技術(shù)不僅適用于傳統(tǒng)的車輛應(yīng)用，還能夠廣泛應(yīng)用于送貨機(jī)器人、自動化運(yùn)輸工具等領(lǐng)域，為更多的自動化系統(tǒng)提供支持。
另一個值得關(guān)注的創(chuàng)新技術(shù)是PDR（Pedestrian Dead Reckoning）慣性導(dǎo)航軟件。PDR技術(shù)特別適用于消費(fèi)電子產(chǎn)品，如兒童手表、穿戴設(shè)備等，在這些產(chǎn)品中，GPS的持續(xù)開啟會造成較大的功耗，而PDR技術(shù)能夠有效降低功耗，同時確保定位不丟失。在兒童手表等低功耗設(shè)備中，PDR技術(shù)的應(yīng)用尤為重要，因?yàn)榧议L需要隨時知道孩子的位置，而通過PDR，手表可以在不依賴GPS的情況下推算出孩子的位置，尤其在室內(nèi)或GPS信號不佳的情況下，依然能夠保證高精度的定位。
PDR技術(shù)還支持電子圍欄功能，當(dāng)設(shè)備進(jìn)入預(yù)設(shè)區(qū)域時，如果設(shè)備離開該區(qū)域，就會發(fā)出警報(bào)，提醒家長或監(jiān)控人員。這一功能不僅僅適用于兒童手表，還廣泛適用于其他穿戴設(shè)備、手持設(shè)備，甚至AR/VR頭戴式設(shè)備、智能眼鏡等產(chǎn)品。通過TDK的PDR技術(shù)，消費(fèi)者可以在多個場景中體驗(yàn)到精準(zhǔn)的定位功能，同時也能減少設(shè)備功耗，延長使用時間。
除了室內(nèi)定位、車載定位以及穿戴設(shè)備定位，TDK還推出了專門針對微出行的定位方案——RIDE。RIDE是針對兩輪交通工具（如共享單車、電動滑板車等）設(shè)計(jì)的解決方案。在高樓密集的城市環(huán)境中，GPS信號常常受到遮擋，導(dǎo)致定位精度下降。而RIDE通過慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠有效改善這種情況，提升取還車的定位精度，增加共享單車、電動滑板車等微出行設(shè)備的使用成功率。在復(fù)雜環(huán)境中，RIDE提供了高效、精準(zhǔn)的定位支持，為城市共享出行解決方案提供了技術(shù)保障。
