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开步电子精密电阻十年开发史大揭秘

开步电子精密电阻十年开发史大揭秘

“熟悉开步的人都知道,我们以前是一家贸易商。还记得十几年前,我去德国参加慕尼黑电子展,参展期间在吃饭的时候,一个深圳的哥们儿坐在我的隔壁桌,他问我,‘兄弟,你是做什么的?’我说,‘我是卖电阻的’。突然间,我感觉到他不是特别愿意和我再聊下去了,我从他的眼神中看到一丝‘这个哥们儿太‘low’了’的意味。”

2022年11月10日,在AspenCore主办的“IIC国际集成电路展览会暨研讨会”同期的高峰论坛“全球CEO峰会”上,开步电子董事长杨宝平先生从一个小故事出发,回顾了开步电子从贸易商到精密电流测量器件原厂的转型过程,他还强调了电阻器的重要意义。2rtesmc

小小的电阻器其实也很重要

“从德国回来以后,我做了很多工作,也拜访了很多客户,我带着演示设备,给客户,甚至同行展示。我想告诉大家,电阻器并不‘low’,它的作用非常重要。可能在很多人看来,它只是一个小铁片,但想要把它做好,其实很不容易。”杨宝平还介绍说,开步电子在深圳华强北设立了一个电阻博物馆,该博物馆旨在传播电阻相关的知识。“我们希望能通过博物馆来告诉大家,电阻器主要分为哪些类型,各类电阻器的使用场合,怎去用好一个电阻器,以及未来的电阻技术是怎样的。”2rtesmc

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以开步电子面向市场供货的精密电流测量器件为例:在上图中,右边两个黄颜色的器件是电流测量电阻,左边黑色的器件是基于精密电流测量电阻基础上的电流检测模块。“从我们想要做这个器件开始,到现在已经过去了十多年。在量产这个器件的过程中,我们有踩过一些坑,最后又走了出来。”杨宝平解释说,根据欧姆定律,电阻、电流、电压三者的关系为I=U/R(电流=电压/电阻)。“一个稳定的电流,需要稳定的电压和电阻。换句话说,当需要一个稳定的电压时,同样也需要稳定的电流和电阻。当进入到精密测量阶段时,我们也必须要求有精密化的电阻。”2rtesmc

据介绍,开步电子专注精密化电阻已经有很多年。“从2010年到2015年,我们用了五年的时间来想明白一个看似简单的道理——要做好底层的材料,包括做好电阻和其他元器件。”杨宝平指出,“因为如果底层材料不好,就谈不上性能的稳定,更谈不上性能的突破,也谈不上基础的交付保障。”2rtesmc

“我们在上海有一个材料制造工厂,公司的主流产品,从开发立项的阶段就会把材料做进去。”杨宝平感叹说,虽然这是一个很简单的道理,但是踩过很多坑以后才会意识到它的重要性,它关系到质量和交付非常关键的因素。2rtesmc

“当然,材料仅是一个开始。即使材料没有任何问题,但采用与别人一样的工艺、一样的方法、一样的设备,做出来的产品用户会认可吗?用户对产品的关注点是在价格便宜还是交货快?”杨宝平透露说,以上并不是开步电子开发产品的思路,“开步电子的电阻器商标叫‘睿思’,‘睿’代表了品牌的开发方向,即智慧先进,面向未来。因此,我们采用很多不同的方法来做产品。”2rtesmc

不调阻如何提升电阻性能?

开步电子的产品采用了Trimming Free(免调阻)技术,它可能是目前唯一采用该技术的公司。一般来说,合金电流检测电阻的产能与调阻直接相关,判断一家电阻公司有多少产能,可以根调阻机的数量来大致推断。但由于调阻机设备非常昂贵,它的数量严重制约着电阻的产能。2rtesmc

杨宝平表示:“在这种情况下,开步电子开始思考‘为什么要调阻?能不能不调阻?’我们通过对材料、加工一致性控制,以及对关键工艺环节的控制,想要达到不调阻的目的。在经过三年的努力之后,我们终于在2022年量产了Trimming Free技术的纯合金电流检测电阻。在这个电阻中,我们直接跳过了调阻工艺,比别家产品省去来一个关键的工艺环节,所以我们不但能保证电阻的产能,还能提升电阻产品的性能。”2rtesmc

不调阻怎么提升电阻性能?其实,大部分纯合金类的电流检测电阻都有一个缺口,这个缺口可以让机械或者激光通过,利用这个缺口电阻最终能达到目标阻值。2rtesmc

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因为目标阻值无法直接通过前端加工来达实现,所以以前德国、美国、日本、中国的电阻器都通过该缺口来达到目标阻值。但这种方式会带来一个问题——当电流通过电阻器时,该电阻器的表面就不太均匀,它会导致电阻器出现热点(如上图红色部分)。这个热点的温度比其他地方高很多,这就是电阻性能可靠性方面的缺点。而采用了Trinning Free技术的电阻器没有这样的缺口,既保证了可靠性又提高了性能,还跳过了电阻器的产能瓶颈。2rtesmc

精密测试测量电阻的开发思路

杨宝平表示,开步电子开发产品的思路是:智慧、先进、面向未来,且会有新工艺的出现。通过工艺、材料、装备的创新,来推动电阻器行业朝着更高效、更先进、更智能的方向发展。2rtesmc

多时候电阻器在电路中承担的是一个传感器的角色,当对它的检测精度要求不高时,使用普通的电阻器即可,当检测精度要求高时,就必须要用稳定且高精度的电阻产品。2rtesmc

通过对电阻器的认知,开步电子加入了一些算法来补偿电阻器,通过算法补偿电阻器的缺陷开发出了一款基于分流器的电流传感器。开发电流传感器的流程为:1.原材料处理;2.电子束焊接;3.车规级分流器生产;4.全自动化下线流程;5.电流传感器成型。2rtesmc

在具体的电流传感器产品方面,开步电子有CB-600系列和CB-350系列。2rtesmc

·CB-600系列

CB-600系列的作用是测电量,适用于储能或电动汽车。具体来看,CB-600可达到全温度范围、全生命周期、全电流量程内的动态精度,检测精度可达到0.1%。与传统测量相比,CB-600在测量精度上有很大的升级。比如,传统测量的精度大约为1%,CB-600的测量精度达0.1%。2rtesmc

除了精读优势之外,在碰到数千安,甚至上万安异常电流时,CB-600也能进行正常测试,它最大可测高达2万多安的电流,即使在电池包短路的情况下,也能测量到电流。预计未来,CB-600系列将较多应用在快充领域。2rtesmc

·CB-350系列

目前,CB-350系列在市场的反响非常好,其测量精度可达0.5%,多家排名前十的主流车厂已经在使用,这些车厂在量产车型上搭载了这款产品,其他很多客户也在测试验证的过程中。可以说,CB-350系列是开步电子今年的爆款产品。2rtesmc

精密测试测量电阻面临的挑战

未来的社会一定是一个高度自动化、高度智能化的社会,高度自动化和高度智能化的基础是精密的测量。精密电流也需精密的电压和电阻,这是开步电子十多年前开始发力测试测量的基本逻辑。2rtesmc

普通产品的测试测量基本不会有太大的挑战,但当要开发一个极限性能的产品时,就必须要面对极限性能参数的测量,这些测量往往是BPM级的,不仅要关注测试测量仪器设备,还要关注测试测量的方法。2rtesmc

杨宝平指出,在开发制造的过程中,开步电子非常注重测试测量能力的建设:“我也参与了国标委很多基础测试测量的标准制定、修订,我们和计量机构合作得非常紧密。如果你不知道自己开发的产品是好还是坏,不知道自己使用的材料是好还是坏,你就很做一个持续的产品开发动作。对我们而言,在开发过程中把产品呈现给用户,这个过程是最宝贵的财富,这些财富就是测试测量的数据。”据了解,开步电子在长沙和深圳都有车规实验室,且具备全套测试能力。2rtesmc

小结

最后,杨宝平总结了开步电子十年来的发展历程。“近十年里,开步电子保持高速成长,既有低谷又有高峰时刻,从贸易商转变为原厂的过程中,离不开公司的员工努力。今年,我们的苏州工厂已处于半投产状态,预计12月正式进入投产状态,这会让我们的产能大大提升,在产品的交付能力上,我们将会再接再厉。”2rtesmc

责编:Clover.li
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李晋
国际电子商情助理产业分析师,专注汽车电子、人工智能、消费电子等领域的市场及供应链趋势。
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