AIoT生態系統裝置突波保護設計
- 尤嘉禾
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2017年是AI(人工智慧)之年，AlphaGo Zero只花3天便熟悉第一代AlphaGo所有的圍棋經驗知識庫，打敗了AlphaGo。2018年，AI與IoT(物聯網)進化為「AIoT」新概念，讓AI更普及、更易於使用，當企業間願意一齊強化AI生態系統的連結，AIoT枝繁葉茂的時代便在不遠處。
因過去的AI應用非常需要大數據支應，大部分都仍限縮在雲端運算領域，不過為了AI生態系的形成，不應侷限於雲端演算，而須向外延伸至分散式的行動與終端裝置上。這種邊緣運算架構所帶來的新興挑戰，是新創產業與國際領導大廠與發展的目標，也是台灣AI的優勢；應集結優勢，扮演生態系領導者的關鍵夥伴， 增加台灣本土廠牌在AIoT的競爭力。
在AIoT生態體系下，行動與終端裝置產業打破過去以硬體主導的架構，以軟體帶動硬體，不再一味追求量產能力。如富士康與Sharp提出的8K+5G及AIoT的人工智慧物聯網布局，建立了與在地需求的連結。新興網路技術平台「5G」具有高達10 Gbps的傳輸速度，及超低延遲的串流特性，搭配最新的Ultra Speed V-by-One高速傳輸介面，能促使8K影像取得超高速的資料傳輸能力。以AIoT為基礎，8K與5G的結合將重塑民眾的智能家居型態，打破互聯網中真實與虛擬間的隱形高牆。
當AIoT生態系普及擴散至終端裝置時，因智能家電系統之電源佈線廣闊，遍及整棟建築，易相互衍生一連串的突波干擾問題。如圖一所示，當開關切換時，易產生電弧而引起一系列EFT(Electrical Fast Transient)脈波，耦合到電子設備的電源、訊號線端口；此種EFT脈波又可能透過走線寄生的RLC震盪效應，形成能量數千倍以上的EOS突波，對終端裝置產生嚴重的IC燒毀現象。就行動裝置而言，當人們處於AIoT時代，需大量仰賴行動裝置與智能系統建立密切連結；為追求高整合度與省電效果，行動裝置晶片製程逐年微縮，再加上尺寸輕薄又頻繁與人體接觸，以上兩原因都使其ESD(Electrostatic Discharge)問題更趨嚴重。
目前針對電源的ESD測試標準主要參照IEC61000-4-2規範，其為模擬人體或纜線帶電放電事件。而EFT測試標準為IEC61000-4-4規範，其為模擬電感性負載上的電性快速暫態事件。EOS/Surge突波測試則遵循IEC61000-4-5規範，是目前主要模擬電氣過載事件的測試標準。
晶焱科技累積數十載來自交通大學和工研院的研發能量，開發自我專利技術、發展出適用於高速訊號的突波保護元件(TVS)。其中如圖二(a)之TVS為利用電路設計創造其極低的寄生電容(Cp~0.1 pF)，應用在V-by-One Ultra Speed等高速介面，可確保8K的高品質影像，卻同時提供卓越的保護能力，精緻生活不間斷。
再加上其封裝為DFN3810，具有僅僅3.8 mm x 1.0 mm的面積，同時提供八通道共用，可有效地節省PCB面積成本，並適用於輕薄型終端裝置的需求。若是更為輕薄短小的穿戴型裝置，晶焱科技另有提供01005微型封裝TVS，如圖二(b)所示，高度僅為0.124 mm，在空間上極具優勢，且具極低洩流電流，可有效節省功率消耗。晶焱科技也將持續研發相關對策，以因應最新市場應用需求，協助客戶降低返修率，打造完美的AIoT生態系。(本文由晶焱科技房蔓君提供，DIGITIMES尤嘉禾整理報導)
