通讯、传感器、电源三管齐下 罗姆半导体推智能制造解决方案

工业3.0与工业4.0之间的最大差别，在于生产设备需从自动化升级到智能化，才能将生产信息整合到后台系统，借此与其他设备相互合作，达成少量多样的生产目标。而在设备升级的过程中，通讯、传感器、电源系统又扮演着至关重要的角色，尤其智能化设备功能非常复杂，通常需要多个传感元件相互搭配后，方能符合企业对智能制造的要求。

罗姆半导体设计中心主席工程师王韦迪说，企业要将生产设备融入IOT技术，最大的挑战便是如何挑选所需的传感元件，以借此收集生产过程中的各种数据。只是，收集、处理、传输传感数据的流程相当复杂，罗姆半导体所提供的传感器产品系列非常完整，能侦测加速度、陀螺仪、颜色、温度、紫外线、X-ray、压力、湿度、磁力仪等等，搭配技术支持服务，无疑能协助台湾企业跨出产业升级的第一步。

除了传感元件，罗姆半导体也有非常完整的通讯解决方案，涵盖Wi-SUN、EnOcean、Wi-Fi、Bluetooth、RF4CE等技术。其中，Wi-SUN的通讯距离约500米，具备低功耗且通讯距离长的优点，适合室外或工厂等宽阔场所等应用。至于EnOcean，则是一种免电池的超低功耗通讯装置，无须维修，也无须进行配线工程，非常适合应用在已完工的生产线中，通讯距离可达100米。

而有别于其他业者的销售模式，罗姆半导体在销售单一元件之外，还提供预先与MCU整合的无线网络套装模块。如此一来，企业用户无需浪费时间在整合芯片上，只需专注在开发创新服务，优化生产流程。而对于工作空间较小的用户，亦可另外运用Wi-Fi模块搭配认证或口令化(Supplicant或WPS)系统，快速达成数据交换的目的。

王韦迪指出，考量到智能设备伺服马达控制机械手臂需求，以及针对工具机用电源控制器，研发出1200V 400A、600A额定的全碳化矽(Full SiC)功率模块。该产品具有支持Half-Bridge、三相电压设计、高频率驱动、周边元件小型化的特性，且藉由罗姆独家研发模块内部构造及散热设计的最佳化，开关损耗也比一般同等额定电流的IGBT模块减少了64%(芯片温度150°C时)，因此有助于应用程序的节能化。

此外，由于全碳化矽可进行高频率驱动，周边可选用较小元件，开关损耗亦能大幅降低，有助让冷却系统的小型化。在PWM变频器驱动时的损耗模拟中，若将该开关频率所导致的损耗与同等额定电流的IGBT模块进行比较，则5kHz驱动时为30%，20kHz驱动时为55%，总损耗将进一步大幅降低，在20kHz驱动的情况下，可使散热器尺寸小型化达88%。

过去为达到功率模块产品的大额定电流化，开关动作突波电压势必会变大，故有必要降低封装的内部电感。而现今藉由配置罗姆半导体内建型SiC装置，将可使内部配置、端子构造等优化，内部电感因而让传统产品约减低23%。尤其罗姆半导体新研发封装G型技术，比传统封装更可抑制27%的突波电压，因此产品化规模将达到额定400A、600A，并在同等突波电压驱动条件下，采用新封装还可以降低24%的开关损耗，堪称是工具机产业打造智能设备的最佳选择。