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在微電子元器件的制造過程當中,由于其體積小、制造過程復雜等眾多客觀原因存在,將會很有可能導致微電子元器件在其步驟繁瑣的制造過程當中受到污染。這些污染物質通常會物理吸附或者是化學吸附等多種方式在電子元器件生產過程當中吸附在其表面。比如說,硅膠材質的硅片在其制造過程中污染物質通常會以離子或者是以粒子形式吸附在硅片的表面。這些污染物質還有可能存在于硅片自身的氧化膜當中。產生這一現象的原因并不奇怪,這是由于這些污染物質破壞掉了硅片表面的化學鍵,從而導致了在其表面形成了自然的力場,讓眾多污染物質輕松吸附或者直接進入到硅片的氧化膜當中。在產生這種現象之后,要清洗硅片就非常困難了。在清洗過程中,既要保持不能去破壞硅片的結構,又要保持能夠對污染物質進行徹底的清洗,以便其對產品結構當中的其他元器件產生污染,這一問題就變得非常棘手,愈發困難了。在當前微電子行業的大多企業或是研究所講微電子的清洗技術兩類:一種叫做濕法清洗;另一種叫做干法清洗。這兩種技術都能夠保持比較高的清洗度,并且能夠在不破壞電子元器件的化學鍵的基礎上祛除電子元器件表面或是氧化膜內存在的污染物和雜質。
2微電子工藝清洗技術的現狀研究
由于我國行業的發展更重視對服務業的發展和我國微電子行業的起步和發展較晚,從而致使當前我國微電子工藝的清洗技術比較落后,并且存在諸多的問題。
2.1濕法清洗技術研究
濕法清洗這一技術,是由上個世紀六十年代的一名美國科學家所研究發明出來的。這種方法主要是通過利用化學溶劑同有機溶劑和被清洗的微電子元器件之間發生化學反應,然后再利用多種技術手段,如:超聲波技術去污;采用真空去污技術等多種技術手段。最終,利用這些步驟實現對微電子元器件的清洗。
在以上濕法清洗電子元器件的步驟當中還需要用到種類不一的化學試劑。這些化學試劑主要包括氫氧化銨和過氧化氫以及硫酸等物質。氫氧化銨主要是被利用于對污染程度不是非常嚴重的電子元器件的清洗,或者是作為清洗第一部的化學試劑。其能夠在控制的溫度下、濃度下以及化學反應所經歷的時間下等多種條件下,利用化學反應去腐蝕電子元器件的表面污染物質或者是金屬的化合物。但是,由于這種腐蝕程度是需要多種條件來控制的,因此其對人員的技術和企業電子清洗設備的要求也是很高的,如果不能對整個過程實現嚴密的監控,將會對電子元器件造成損害。過氧化氫在清洗過程當中主要是被利用于對電子元器件的襯底進行清洗,通過清洗襯底上所附著的金屬化合物質或者是絡合物質。最后一種化學試劑(硫酸)在清洗過程當中扮演著非常重要的角色。在使用硫酸對被清洗電子元器件進行清洗過程中必須采用雙氧水這一化學試劑來減少其反應的時間,并且降低硫酸的濃度、反應時候的溫度,從而有效的減少了被清洗電子元器件碳化或者是被腐蝕嚴重的現象發生。以免讓硫酸對電子元器件造成損害。濕法清洗技術在眾多清洗技術當中是比較有效的一種技術,但是其依靠化學反應的客觀因素,讓其很有可能造成化學物質殘留從而導致電子元器件被腐蝕的現象。
2.2干法清洗技術研究
干洗技術相對于濕洗技術來說其避免了使用化學試劑,從而大大減少了化學物質殘留導致電子元器件腐蝕的現象發生。干洗技術主要是采用等離子、氣相等清洗技術方式對電子元器件的金屬化合物和絡合物進行清洗。對于采用等離子技術為主的干洗技術,其具有殘留物質少、操作難度低等技術性特點,并且在微電子元器件的清洗行業當中其研究最早、技術較為成熟,從而在當前我國微電子行業的應用最為廣泛。但是,等離子技術也存在一定的弱點,就是其無法完全祛除存留于微點電子元器件表面的污染物。而氣相技術的應用相對于等離子技術來說是非常少的,主要原因在于其花費時間長、成本高,并且在采用氣相技術清洗過程主要是被應用于硅片元器件的清洗,對于其他元器件的適用程度較低。
3對微電子清洗技術的展望
電子信息產業發展的逐級遞增規律表明,電子元器件技術的每一次創新突破,不僅使電子元器件產業本身產生一次跨越式發展,而且推動直接利用新型電子元器件的電子整機更新換代,使這些直接相關的電子整機產業實現更大的發展,進而帶動國家經濟與世界經濟走向繁榮。
比如集成電路技術的創新,使計算機從電子管計算機、晶體管計算機、集成電路計算機、大規模集成電路計算機、超大規模集成電路計算機、光計算機發展到生物智能計算機,使收錄機從電子管收音機、留聲機、晶體管收音機、磁帶錄音機、隨身聽、MP3、MP4發展到MP5,使空調器從制冷空調器、冷熱空調器、交流變頻空調器發展到直流變頻空調器,使錄像機從磁帶錄像機、VCD、超級VCD、DVD、逐行掃描DVD發展到光盤錄像機等。由于片式電子元件技術的創新,使手機從模擬式手機、數字式手機發展到第三代多媒體手機。由于電光元件技術的創新,使電燈從白熾燈、日光燈、節能燈發展到LED(發光二極管)。由于電熱元件技術的創新,使電爐從電子爐、電烤箱、電磁爐、微波爐發展到光波微波爐。由于顯示器技術的創新,使電視機從黑白電視機、彩色電視機、平面直角電視機、超平電視機、純平電視機、逐行掃描電視機、逐點掃描電視機、背投電視機、PDP(等離子)電視機發展到LCD(液晶)電視機。總之,隨著電子元器件技術的不斷創新,直接利用電子元器件新技術的電子新產品像開閘的潮水一樣奔涌而來,從而大大拓展了市場需求,帶動了經濟持續增長。
輻射聯動規律表明,電子元器件新技術具有巨大的關聯效應,一項電子元器件新技術往往開啟多個新市場,一個新市場往往又開創多種新職業,所產生的間接經濟效益更是驚人。比如網絡元器件技術的創新,就使互聯網新技術催生了網絡接入、網絡購物、網絡游戲、網絡廣告、電子商務、搜索引擎、綜合門戶、個人門戶、電子郵件、電子課件、電子圖書、網絡電話、網絡短信、網絡聊天(QQ)、網絡電視、網絡電影、即時通信等50多個新市場,而每個新市場都需要多種職業的群體為其服務。而且隨著一項新技術的不斷提高和社會的發展,新的市場還會不斷涌現,并且發展勢頭強勁。比如基于互聯網技術的博客、播客、威客就是如此。
技術新趨勢影響深遠
電子信息產業的內在發展規律決定了其基本特點和發展現狀,反過來,這些基本特點和發展現狀又對產業發展產生深遠影響,形成了產業發展的新趨勢。在新世紀,電子信息產業在關鍵技術、國際分工等方面將呈現以下新的發展趨勢。
微電子技術向系統集成方向發展,系統集成是21世紀初微電子技術發展的重點。在需求牽引和技術推動的雙重作用下,已經出現了將整個系統集成在一塊或幾塊芯片上的集成系統或系統集成芯片(SoC)。系統集成是微電子設計領域的一場革命。
計算機技術向多媒體和智能化方向發展,并行處理技術將迅速發展,計算機性能平均每兩年提高一個數量級。多媒體技術將使計算機、通信、家電融為一體。語言和手寫識別、數字圖像交互等智能化技術會快速發展。
網絡技術向多業務、高性能和大容量方向發展,IP業務將呈爆炸式增長態勢,寬帶綜合業務數字網、超高速因特網將成為未來網絡技術發展的重點。極大降低網絡傳輸成本、向用戶提供無限帶寬、實現網絡多媒體實時通信的光通信網絡技術將取得長足發展。
中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(b)-0075-01
作為自動化領域中的一條重要分支,電氣自動化控制系統在實現電氣自動化過程中發揮著舉足輕重的作用,是電力企業實現自動化生產的重要環節,為推進電力企業自動化、現代化具有重要作用。[1]因此加強電氣自動化控制系統的設計工作,應充分認知電氣自動化控制系統的重要作用,提高電氣自動化控制系統的性能,發揮其在電力生產中的作用。
1 電氣自動化控制系統的設計思路
1.1 集中監控方式
采用集中監控方式設計電氣自動化控制系統,這種方式把系統的各個功能集中在一個處理器上進行處理,方便員工對其運行和維護,降低了對控制站的防護要求,在用這種方式進行設計時,操作較為簡單。但是采用集中式設計電氣自動化系統也有諸多弊端:首先系統各功能集中在同一處理器,使處理器負擔過重,降低了處理速度;其次,這種方式需要電力企業加大投入,增加電纜,從而確保系統對全部設備的監控,使電力生產成本大為增加;最后,遠距離的電纜往往帶來不利的影響因素,使系統可靠性大為降低,甚至使隔離刀偏離,影響設備的正常運轉。所以集中監控的方式雖然便于集中處理,但也有諸多弊端,不利于降低電力生產升本,減少了電力企業的經濟效益。[2]
1.2 遠程監控方式
采用遠程監控方式設計電氣自動化控制系統可以為電廠節約了安裝費用和安裝材料,提高了控制系統的可靠性,使系統組態較為靈活。但是由于這種設計方式中的很多總線的通訊速度較低,使這種設計方式的使用范圍受到很大限制,一般應用于小系統監控中。
1.3 現場總線監控方式
現場總線監控設計方式是建立在計算機網絡技術的應用以及智能化電氣設備發展的基礎上。現場總線監控設計方式不僅節省了安裝從材料、提高了系統控制性能,而且大量減少了隔離設備,再加上計算機網絡技術的應用使得整個系統可靠性更高、網絡組態更為靈活,且在不同的間隔能發揮其不同的作用,相鄰兩個元件不會出現連鎖癱瘓效應,大大提升了自動化控制系統的性能。現場總線監控方式的智能化設備采用就地安裝的形式,從而減少了電纜數量,節約了投資成本,為電力企業帶來了巨大的經濟效益和社會效益。現場總線監控方式設計電氣自動化控制系統代表了未來電氣自動化的發展方向,為電氣自動化設計和發展提供重要的依據。[3]
2 提高電氣自動化控制系統的性能
電氣自動化控制系統性能的提升涉及多方面因素,主要有對電子元器件的選擇、電子設備環境、控制設備的選擇、設備的散熱防護等。只有選擇恰當的點在元器件,加強對電子設備環境的控制,結合具體的實際情況,設計符合實際應用情況的控制設備,同時做好設備的散熱防護工作,才能使電氣自動化控制系統正常運轉,使之在電力傳輸中發揮其巨大作用。
2.1 選用性能較好的電子元器件
電子元器件是電氣自動化控制系統的重要組成部分,電子元器件性能的好壞關系到電氣自動化控制系統的性能的好壞,性能好的元器件除了能對其所處的外部環境有較好的適應之外,還能提高設備的耐久性,降低元器件更換頻率,降低生產成本,同時對系統正常運轉有巨大的促進作用。相反,性能差的元器件則會提高成本,也給系統性能帶來損害。所以在選擇電子元器件事要謹慎對待,注意電子元器件的穩定性和可靠性,對其質量進行嚴格的監測和認定,同時在投入使用之后,要對其使用狀況進行記錄,從而為電子元器件更換提供依據。[4]
2.2 控制電子設備外部環境的不利因素
電子設備所處的外部環境一般比較復雜,對電子設備的使用情況和使用壽命有較大的影響。較好的外部環境是電子設備正常運行的具有重要作用,從而為系統性能的提升提供重要的保障。通常遇到惡劣的外部環境,如霉菌多、濕度大、空氣污染嚴重這樣的惡劣環境,則會使設備受到嚴重的侵蝕,使水分或其他增加絕緣材料的導電物質侵入到電子設備內部,使電子設備性能降低,甚至造成設備的損壞,從而使自動化控制系統性能降低,甚至不能正常運轉,影響電廠效益,所以要提高電氣自動化控制系統的性能,需要控制電子設備外部不利的環境因素。
2.3 控制設備要與實際情況相結合
電氣自動化控制設備在設計之初應充分考慮其適用性。在設備設計時,根據實際情況的需要對零部件以及相適應的軟件系統進行技術參數的考察,再同具體的實際需要進行設計,才能使設計出的控制設備,技能和實際需求相符合,又能提高控制系統的性能,降低開發成本,使其具有較高的性價比。
2.4 加強設備散熱防護工作
設備散熱防護是電氣自動化控制系統性能正常發揮的又一重要保障,同時也是系統元器件使用壽命和功能正常發揮的重要保障,加強設備的散熱防護,不僅僅使系統性能正常發揮,而且延長了元器件及設備的使用壽命,使控制系統體現出極高的經濟性,為電廠降低了成本,提高了經濟效益。設備的散熱防護做得不到我則會影響其可靠性,甚至會造成設備的損壞,導致控制系統的癱瘓。所以,在設備防護中,要注重設備的散熱防護,使設備在使用過程中所產生的熱量及時排解出去,特別是對于功率較大的設備應在設備上加上散熱器,同時在功率大的設備周圍應避免了敏感的半導體分離器的使用,從而消除隱患,提高系統使用性能。[5]
3 結語
電氣自動化控制系統在實現電氣自動化過程中發揮著舉足輕重的作用,是電力企業實現自動化生產的重要環節,為推進電力企業自動化、現代化具有重要作用。在電氣自動化設計中要結合科學的設計思路,將自動化控制系統的設計與應用利益廣泛的計算機網絡技術相結合,做好提高系統性能的各項工作,從而真正發揮電氣自動化控制系統在電力輸送中的巨大作用,推動我國電氣自動化發展。
參考文獻
[1] 石一輝,張承學,易攀,等.差分算法在電力系統高頻信號分析過程中的研究[J].電工技術學報,2008(3).
中途分類號:TP391.72
計算機行業產品的綠色化是電子信息產業結構調整,帶動產業升級的重要方面。也是保護環境和人體健康,推動國內電子信息產業持續、健康發展的客觀需要。隨著人口的增長和經濟的發展,對資源的需要與日俱增,人類正面臨某些資源短缺或耗竭的嚴重挑戰。因而計算機行業產品設計由傳統設計向綠色設計發展,強調在產品及其生命周期全過程中,充分考慮對資源和環境的影響,使產品及其制造過程對環境的總體影響減到最小,資源利用率最高。這是計算機行業產品綠色化發展的一個重要特征。正是計算機行業產品綠色化的這一要求,引起了科學家對可再生能源發電技術產品的重視,有力地促進電子元器件的發展,提高了電子元器件在計算機行業產品綠色化發展中的地位。
就目前而言,在計算機行業產品的綠色化中,利用電子元件與電子組件一起結合,減少電子信息產品中鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯、多溴二苯醚等有害物質使用,控制和減少電子信息產品廢棄后對環境造成的污染。本文將從電子元器件中選取LED、超級電容器兩類器件,通過分析其節能特性、在計算機行業產品綠色化應用的作用及前景等,重新認識、思考電子元器件在計算機行業產品的綠色化發展中的作用。
1 LED、超級電容器在計算機行業產品綠色化中的應用
1.1 LED在計算機行業產品綠色化中的應用
1.1.1 功能特性及概況
LED(Light Emitting Diode)即發光二極管,它利用固體半導體芯片作為發光材料,當其兩端加上正向電壓時,半導體中的載流子復合,放出過剩的能量,引起光子反射,產生可見光。
LED主要的特點表現為:(1)節能;(2)結構牢固;(3)壽命長;(4)環保:現在廣泛使用的熒光燈、汞燈等光源中都含有危害人體健康的汞,這些光源的生產過程和廢棄的燈管都會對環境造成污染。LED則沒有這些問題,其發光顏色純正,不含有紫外和紅外的輻射,它是一種“清潔”的光源。
1.1.2 應用現狀
首先LED可用做電腦顯示器的背光源,LED背光技術相對CCFL(冷陰極熒光燈)來說,有亮度高、工作電壓低,功耗小、顏色鮮艷、使用壽命長等諸多優點,而且沒有了冷陰極熒光燈管中成本高且對環境危害很大的汞。歐盟環保標準陸續出臺實施,冷陰極熒光燈作為傳統液晶面板背光源的地位岌岌可危,而LED憑借其綠色環保的特點贏得了廠商的青睞。LED背光技術的成熟發展逐漸開始影響顯示器行業的發展,早在1992年惠普提出為環境而設計綠色產品的理念,從研發階段就開始考慮環保因素,包括如何使用環保材料,如何通過設計減少對能源的耗費,如何通過設計降低包裝對環境的影響等。各種惠普Illumi-Lite顯示器均采用不含汞的LED背光板,在生產中減少了有害物質的使用量。我國一線顯示器品牌華碩,在其MS系列顯示器中所使用的無汞LED背光源,能在保證綠色環保的基礎上再次加大節能的比率,可謂是真正的綠色環保顯示器。使用LCD作為顯示器的設備都需要背光源,筆記本電腦的LCD顯示器也是用SMD封裝的LED做背光源。
其次LED還可以用于和計算機連用的投影機。投影機燈泡是一樣較為昂貴的消耗品,其具有一定的使用壽命,當使用時間長了燈泡就會老化,需要更換。相比傳統投影機,采用LED光源的LED投影機最大的優勢就是不需要頻繁更換燈泡,其燈泡壽命在10000-20000小時甚至更長,用戶完全無需擔心投影機燈泡損耗的問題。LED光源衰減慢,1萬小時只衰減5%,科學合理的使用情況下,壽命可達到5萬個小時。整機功率不超過38瓦,相當節能。傳統投影機一般都200W以上,甚至更高。LED稱為冷光源,光線中不含紅外線和紫外線,畫面無閃爍,潤眼護眼。而且一般投影燈為氣體放電燈,均含有有害環境及人體的汞,而LED光源不包含汞等。由于LED是冷光源,工作中不會像金屬鹵素燈產生大量熱量,并且減化了原有光源要求的復雜的光路結構,這樣就可以降低對投影機散熱系統的要求,體積就可以做到比原來小得多,并且噪音也小的多了。
再次LED可用于電源的制造,LED電源是向電子設備提供功率的裝置,可以提供計算機中所有部件所需要的電能。高效率的電源可以提高電能的使用效率,在一定程度上可以降低電源的自身功耗和發熱量。
1.1.3 應用前景
隨著LED芯片制造技術的發展和封裝技術的提高,LED的發光亮度還會不斷提高,發光效率達到200lm也不成問題,其價格也會不斷下降,使用壽命將延長到10萬小時以上。幾年前3G市場的啟動,成為LED在小尺寸背光源市場中增長的動力。同時,中大尺寸背光源市場成為廠商新寵。LED正在從小尺寸LCD背光源向大尺寸LCD背光源應用邁進。
但目前的一個主要問題是,LED背光計算機的成本比CCFL高。隨著LED技術的不斷發展,以及應用于計算機背光的技術不斷深入,這二者成本不出三五年就會拉平。目前,雖然相對成本高出30%,但LED背光源用起來省電,符合節能減排的要求。隨著LED背光源計算機的大量應用,成本也會降低。
1.2 超級電容器在計算機行業產品的綠色化中的應用
1.2.1 功能特性及概況
超級電容器(Supercapacitor)通常為電化學電容,也即它不僅具有電容器的性質,還具有蓄電池的性質。電容器充電時,和蓄電池一樣,電荷以離子的形式存儲,因此單個電容器電壓只有幾伏。超級電容器根據電化學雙電層理論研制而成,儲能的過程不發生化學反應,因此這種儲能過程是可逆的,超級電容器可以反復充放電數十萬次。充電時處于理想極化狀態的電極表面將吸引周圍電解質溶液中的異性離子使其附于電極表面,形成雙電荷層,構成雙電層電容。和電池相比過充、過放都不對其壽命構成負面影響。超級電容器可焊接,因而不存在像電池接觸不牢固等問題。
1.2.2 應用現狀
超級電容器用作計算機存儲器小型裝置的電源是常見的,而其在計算機行業產品綠色化中的應用突出表現為間歇性用電的輔助設施。UPS往往是在斷電或電壓瞬時跌落最初的幾秒、幾分鐘起決定作用,蓄電池在這段時間提供電能。由于蓄電池自身的缺點使UPS在運行中需時刻注意蓄電池的狀態。在數據保護的備份系統中,需UPS提供的時間相對很短,而蓄電池的大部分能量沒有被應用,如果選擇低容量的蓄電池則不具備強大的放電能力。從短時期作用角度考慮,超級電容的優勢尤為明顯,其輸出電流幾乎沒有延遲地上升到高達數百安培甚至上千安培,而且可以快速地充電,超級電容在很短的時間內就可以實現能量存儲,所以在下次電源故障時又可以起作用,盡管超級電容器的儲能明顯低于蓄電池,僅能維持很短的時間,但是當儲能釋放時間在1min左右時有無可比擬的優勢--具有500000次循環和十年不需要護理,使UPS真正實現免維護。隨著風能、太陽能等可再生能源發電的發展,現代電力系統中將擁有越來越多的間歇性和不穩定電源,導致對儲能技術的需求越來越強烈,儲能技術在電力系統中逐漸成為一種必需。太陽能、風能和燃料電池等無污染能源將儲存在超級電容中,不斷提供電能,不需要投資大的發電站,也不需要復雜的輸送電網,是一種應用再生能源和投資少的節能措施。
雖然超級電容器的應用形式同電池不同,但在實際應用上卻總被電池取代。美國、日本、俄羅斯等國對超級電容器的應用進行了卓有成效的研究,目前,超級電容器的一些儲能應用已經實現了商業化,另一些應用正處于研究或試用階段。
1.2.3 應用前景
超級電容器是計算機行業產品的綠色化中不可缺少的重要組成部分,起到了無污染,低功耗的環保效果,超級電容器概括起來以下幾個優點:(1)充電速度快;(2)循環使用壽命長,深度充放電循環使用次數可達1~50萬次;(3)能量轉換效率高,過程損失小,大電流能量循環效率≥90%;(4)功率密度高;(5)產品原材料構成、生產、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染,是理想的綠色環保電源;(6)安全系數高,長期使用免維護;(7)環境溫度時,正常使用影響不大。超級電容器正常工作溫度范圍在-35~74;(8)可以任意并聯使用,增加電容量;若采取均壓后,還可串聯使用,提高電壓等級。
超級電容器作為產品已趨于成熟,其應用范圍也不斷地拓展,從小容量到較大規模的電力儲能,從單獨儲能到蓄電池或燃料電池組成的混合儲能,超級電容器都展示出特有的優越性。隨著電極材料的改進和電解質的合理選用,超級電容器的功率密度和能量密度逐步提高,其應用前景更為廣闊。
2 結束語
通過對LED、超級電容器在計算機行業產品綠色化中的應用分析,我們可以看出電子元器件在計算機行業產品綠色化中得到了有效的應用,如LED背光源、LED投影機、LED電源、超級電容器電源、超級電容器儲能裝置等。通過對這些電子元器件產品的應用,不僅使電子元器件的資源利用率提高,豐富了硬件種類,給人們提供高效的工作、學習環境,而且在推動有害物質替代與減量化,減少環境相關性疾病發生,維護公眾健康等方面發揮了環保效益。
因本次論文是建立在以往前人研究的基礎上,所以還需要在以后繼續這方面的研究,拓寬研究內容,具體為光電器件等電子元器件在計算機行業產品綠化中的特點和新的發展方向,利用其特點更好的為計算機行業產品綠化服務,通過詳細調查與比較,得出更為全面、深入的結論。
參考文獻:
[1]陳宇.LED制造技術與應用[M].北京:電子工業出版社,2013.
【摘要】航天元器件的可靠性直接影響航天工程的成敗,對于航天元器件的可靠性采購管理是航天工程的重要方面。本文首先分析國內外航天元器件的發展現狀,然后經驗總結了元器件可靠性采購的若干方面,最后根據國內外發展現狀提出了元器件管理可持續發展的幾點設想。
關鍵詞 航天元器件;可靠性采購;元器件管理
The Reliability of the Procurement and Management of Aerospace Components
LIAN Jin-gen
(The Institute of Shanghai Aerospace Control Technology, Shanghai 201109,China)
【Abstract】The procurement and management of aerospace components is an important aspect of aerospace engineering, with it directly affects the success or failure of the reliability of Aerospace Engineering. First, the present development situation of domestic and foreign aerospace parts are analyzed on this paper. Second, some aspects of component reliability procurement are summarized by the experience. Finally, according to the current situation of domestic and abroad development, several suggestions of sustainable development management of components are proposed.
【Key words】Aerospace components;Reliability of procurement;Component management
0 引言
航天技術水平體現了國家的政治經濟實力,并直接關系到國家的戰略與形象。世界各國都在大力發展自己的航天事業。而航天元器件作為航天工程的關鍵通用產品,對航天工程的功能、性能、壽命、研制周期、成本以及任務成功都有著極其重要的作用和影響,其質量與可靠性直接影響航天工程的成敗[1]。
元器件的可靠性是可靠性技術產生的兩個重要應用領域之一。可靠性問題是軍用電子設備的特殊問題,最早是在第二次世界大戰提出并開始致力解決的問題。可靠性技術基于兩個重要的理論基礎:失效物理和概率統計,同時,它產生了兩個重要的應用領域,即系統可靠性和元器件可靠性。在元器件可靠性領域又進一步可分為元器件固有可靠性和使用可靠性。前者主要研究元器件的設計與研制過程中的可控性,后者側重于研究在電子系統研制中如何選好、買好、用好和管理好元器件,防止、控制引入過應力而損壞可靠元器件和接收、使用可靠性不能滿足要求的元器件。
本文重點討論航天元器件可靠性采購管理,即使用可靠性。首先分析國內外航天元器件的發展現狀,然后總結了航天元器件可靠性采購的幾個方面,最后提出對于元器件管理可持續發展的幾點設想。
1 國內外航天元器件的發展現狀
1.1 國外航天元器件發展現狀
目前,世界航天大國極其重視元器件的質量與可靠性工作,將元器件的采購管理作為國家級戰略技術資源,給予極大的關注與努力。下面從美國航天元器件的發展情況為例進行分析[2]。
美國航空航天局(NASA)的EEE元器件保證工作組(NEPAG)和EEE元器件與封裝項目組(NEPP)有效負責航天元器件的技術研究以及任務實施。美國不僅關注航天元器件的很多方面,而且注意把有限資源分配到關鍵元器件的研發。在2005年NEPP基金的分配表中,14%用于FPGA的改進,12%用于存儲器的改進。在2006年,美國政府授予洛克希德?馬丁公司價值約150萬美元的合同來實施一項航天項目,名為“宇航用高運行溫度中波紅外焦平面陣列”計劃,分3個階段,歷史36個月,非常主要關鍵元器件的研發。
在美國,除了由NASA統一領導和保障元器件的質量與可靠性,美國還形成了相對完善的航天工業管理體制。美國總統和國會為方針政策決策層,由總統負責航天、導彈工業發展的方針政策和戰略決策,而國會進行相關管理的立法工作,以監督有關部門的管理工作,并以預算撥款和政策對航天、導彈工業來宏觀調控。NASA為計劃層,國防部是軍用航天和導彈的主管部門。
美國航天元器件的發展,除了離不開國家和政府的高度重視,還歸功于美國強大的工業水平。美國非常重視國家安全基石的原材料設計、生產、制作以及測試等基礎能力的建設。最近,美國針對航天工程的巨大需求,大力推進先進制造技術,并在快速響應制造、精密制造以及特種加工等技術領域取得了重大進展。
1.2 國內航天元器件發展現狀
我國對于航天關鍵元器件的發展尤為重視。我們對“航天關鍵元器件”的判定條件是[2]:①對航天工程功能、性能、可靠性和環境適應性起決定作用且可替代性差;②元器件或其技術不易獲取。可獲得性差,滿足其一即是航天關鍵元器件。
依據上述兩條判據,通過對一些航天重點型號所用關鍵元器件的整理,航天關鍵元器件主要有運算放大器、A/D(模擬/數字)和D/A轉換器、電壓調整器等集成器件、大規模FPGA、DSP(數字信號處理器)、高性能CPU(中央處理器)等單片集成芯片,以及長壽命、高可靠的空間用固態放大器、行波管放大器等。
我國航天關鍵元器件中的大部分都是依靠從國外進口。在航天事業發展初期,火箭上的絕大部分器件采購的是國產元器件,少部分是由航天內部研制,如彈載計算機、接插件等。后來,隨著航天事業的不斷發展,進口關鍵元器件比例越來越大。在20世紀90年代后期至本世紀初,在我國研制的設計工作壽命為15年的衛星中,采用國產元器件的數量約占總數的85%,但關鍵元器件,如存儲器、FPGA、等基本依賴進口,此時,航天元器件嚴重依賴進口的問題進一步凸顯出來[3]。
航天關鍵元器件如果大量采用國外引進元器件,必將導致航天工程項目核心技術指標、進度以及建設成本等受制于人。并且,一些進口的關鍵元器件在使用過程中發生失效,但國內無法分析,往往需要送往國外分析,這就使得歸零的周期和協調難度大大增加。比如在載人航天工程兩個型號中,部分DC/DC電源模塊是從國外某公司進口的產品,但其產品出現失效至今,兩型號中仍各有一只未得到國外的失效分析結果。
由此可見,要想實現航天技術的可持續發展,減小進口元器件帶來的安全隱患,改善航天關鍵元器件不斷受制于人的局面,積極推進航天關鍵元器件的自主研發是當務之急。
2 航天元器件的可靠性采購
2.1 元器件降額采購準則
降額設計是航天工程可靠性設計的重要方面,也是元器件采購中需要執行的重要準則。在電子設備的設計準則中,通常都對器件的降額使用做出了明確的規定。我國參照的元器件降額標準GJB/Z 35—93《元器件降額準則》[4](以下簡稱《準則》)不僅是電子設備可靠性設計的重要準則,而且是電子設備設計方案可靠性評估的主要依據,在工程項目中得到了廣泛的應用。但是隨著元器件的快速發展,該標準在應用中也出現了一些需要注意的問題,主要表現在以下幾個方面:①部分元器件的降額準則不夠詳細。在該準則編制時,對部分元器件的認識不足,沒能按降額等級給出對應降額量值以及降額曲線。然而20年來,隨著元器件的廣泛應用,積累了一定的應用數據及元器件主要失效模式的研究成果,從而對元器件有了較為深入的了解,已為確定元器件在不同降額等級下的降額量值并給出詳細的應力計算方法和降額曲線奠定了基礎。②缺少新材料電子元器件的降額準則。在元器件的發展中,各種新材料不斷的應用,從而改善了電子元器件的工作性能。但是對于新材料元器件,準則中給出的降額量值也需要作對應的調整。③采用新結構的元器件降額準則也需要調整。修正并補充采用新結構電子元器件的降額準則,將對相關電子設備可靠性設計工作提供了可靠指導。
2.2 常見可靠性篩選方法
可靠性篩選,是一種剔除由于元器件制造工藝形成潛在缺陷的前期失效產品的技術,已經廣泛應用于各類電子產品的研究和生產中。篩選的主要功能在于通過對電子產品的100%非破壞性的篩選試驗,從而剔除具有潛在缺陷的前期失效產品,使產品度過浴盆曲線的前期失效階段。因此在元器件產品的整個壽命周期,必須采取主動的工藝手段,對電子產品施加適當的應力,使其潛在的缺陷被激發,潛在隱患提前暴露,以提高產品的質量。目前常規所用篩選方法有下面幾種[5]:
①檢查篩選。鏡檢篩選和目檢篩選是集成電路的重要篩選方法,簡單高效,對檢查電子芯片外表的各種缺陷,觀察內部的焊接、引線鍵合、封裝的缺陷等非常有效。鏡檢主要包括光學、聲學以及電子掃描顯微鏡,另外還有X射線以及紅外射線顯微鏡等檢查篩選技術。
②功率老化篩選。功率老化篩選是對產品施加外部的過電應力,以促使前期失效器件潛在的缺陷暴露從而被剔除,有效地去除元件生產中產生的工藝缺陷以及金屬化膜過薄、劃傷等。
③密封篩選。密封性篩選是用來檢查芯片的封裝殘留氣氛以及密封不良而滲透進去的水汽,具體可以分為浸液檢漏篩選、氣泡篩選、放射性篩選和氦質譜儀檢漏篩選等。
④環境的應力篩選。環境的應力篩選是對產品施加比較合理的環境應力,將其內部的潛在缺陷進行加速變成故障,然后通過檢驗發現并排除的過程。目前為止,環境的應力篩選是國內外使用最廣泛,并且最有效的一種篩選方法。
3 可持續發展的元器件管理設想
3.1 立足急需元器件的國產化
日本、歐洲等航天大國在實現航天關鍵元器件的自主發展過程中,都會結合本國國情,有選擇、有重點、有策略地發展。從前面對我國航天關鍵元器件發展現狀分析來看,我國目前航天元器件涉及的產品品種較多,如果要想實現自主研發,必須有重點、有策略發展。目前,SoC(片上系統)技術可以把一個單板系統或者整個控制系統的全部功能在一塊芯片上實現,大大減小系統的體積重量,提高了產品的功能密度、系統性能以及系統可控度,是航天工程高性能和小型化需求的有效途徑。我國也可以參考日本SOI—ASIC器件的發展經驗,選擇SoC為突破口,集中資源對SoC重點投入,進行重點研發。
3.2 統一受控的元器件供應途徑
電子技術的快速發展,對元器件的發展產生了很大影響,其中民用器件的市場份額和效益大增,而軍用、航天等可靠性高的元器件的市場份額則大幅下降,已由以前的25%降到不足l%,并且有繼續下降的趨勢。由于航天元器件的特殊應用特點和任務使命,確保其穩定的供應有很大難度,因此,不能僅僅依靠市場調節行為,必須要在國家層面上來解決相關資源的配置并進行統籌管理,建立起國家級資源配置平臺,對航天工程有著重要影響的一些元器件項目進行重點的投資攻關,確保其穩定供應。
在這方面,美國為我們提供了學習的經驗,如美國建立了統一受控的供應途徑,如:①NASA為了保障航天元器件的穩定供應,建立了航天元器件資源平臺NPSL(NASA Parts Select List)。NPSL是政府建立的供應線,NASA將其看作為國家必須控制資源,其從應用、研發以及技術支撐全面控制。NPSL也是NASA航天元器件產品的規范體系,NPSL共有2000多頁,內容涵蓋元器件型號的規格、技術性能、廠商、規范依據、預定的應用等級要求等。NPSL由NASA的NEPAG組織進行管理控制,對于選擇列入NPSL的航天元器件必須經過NEPAG的審查評估。不僅如此,NASA還建立了兩個核心的CSL,為航天元器件的供應提供保障。②為充分利用各個成員國的有效資源,提供行業互認標準,美國建立了統一的ESA元器件選擇目錄(EPPL)。它是ESA航天元器件的資源平臺,可以引導用戶選擇并采用能夠覆蓋絕大多數設計的有限元器件類型,有效減少重復,實現品種的壓縮,從而通過器件數量的增加來降低成本以及改善系統的可靠性。經ESA鑒定合格的元器件已進入NASA的NPSL、JAXA的QPL和QML。
因此,建立統一受控的元器件供應途徑,可以保障關鍵元器件的穩定供應,并增加系統可靠性。
3.3 積極推行元器件的標準化
目前,NASA、ESA、JAXA已經制定了航天元器件標準體系和配套的標準,能夠用來技術成果的固化和傳遞。通過標準來總結經驗、提高安全可靠性、控制問題的重復發生、加強風險管理能力、促進技術發展水平,滿足支撐航天項目的需求。由此可以看出,對于工程師以及技術人員來說,標準規范在工程項目設計、研制和生產等方面都是非常重要和關鍵的技術資源。
NASA的航天元器件標準體系充分的利用了其政府標準和國家軍用MIL標準,通過貫徹執行各類元器件的產品規范、標準及其它工程文件手冊,支持了元器件的設計、選用、生產、檢驗、應用、失效分析等各個環節的嚴格控制。產品規范是NASA標準的主體,只有據此進行質量認證的元器件產品才可以成為NPPL的主要備選對象。NASA還充分總結了工程應用經驗,形成了大量的、有借鑒價值的工程實踐以供參考,這樣也形成了以規范標準為基礎和手段,具有結構清晰、內容規范可控、保障完善等特點的應用質量體系。
3.4 庫存元器件的有效管理和使用
在對元器件、原材料選型后就進入采購周期階段,并按合同要求節點到貨后,進行復驗以及二次篩選,合格以后取回入所,入所質量的控制至關重要,比如,對功率模塊、霍爾器件、電感和磁環等有特殊應用要求的元器件,設計師必須擬制檢驗要求以及技術協議。對元器件、原材料的使用情況、物理尺寸、無害的電性能實驗測試做出詳細的描述,質量師據此檢驗要求來完成基本的入所質量檢驗。元器件、原材料在入庫之前,設計師依據課題型號編寫相關元器件的配套表,把元器件的名稱、規格型號、批次、印制板的代號、數量、封裝形式、質量等級、生產廠家全部寫清楚歸檔。在使用時,依據元器件配套表將元器件以及合格證領出,對元器件進行靜電防護、包裝、運輸等,將領出的元器件入到本單位元器件庫備用。
在元器件庫存管理中,還會遇到超過有效期問題。超過有效期貯存期的航天元器件,應當先進行超期復驗。在元器件超期復驗中進行失效分析,發現功能已經失效或者不合格率(PDA)超差(適用時),必須對失效件進行失效分析,失效分析的管理按QJ3065.5和相應管理文件的規格執行。若失效分析結論為批次性問題,則整批元器件不能用于項目型號。
另外,元器件在裝機使用前還要進行必要的質量控制,以滿足可靠性需要。根據系統對元器件的可靠性需要,剔除元器件的早期失效和潛在缺陷,開展元器件質量控制工作。
3.5 政府企業質量控制多重把關
元器件質量保障是高技術的系統工程研制部門經常采用的一種先進有效的質量管理方法,也是航天產品可靠保證的重要領域之一。根據對美國國防部、NASA、ESA的航天元器件質量保證工作的發展現狀研究發現,航天型號對使用的元器件的質量和可靠性要求越來越高,但我國與國際水平的差距卻在不斷地拉大,與航天需求間的矛盾不斷加劇。未來,必須改變發展思路,管理協調、機制創新,不僅要在元器件的采購、篩選、檢測和使用過程中,加強質量保證控制,確保元器件的使用質量,還需要國家高層在戰略層面上采取一些特殊舉措,建立自主可控的關鍵航天元器件產品保障體系,以保證我國航天工程協調、可持續地發展。
4 結束語
航天元器件的可靠性是航天工程的重要方面,在國內航天元器件發展管理還不完善的情況下,必須積極借鑒國外航天大國的經驗,做好可靠性采購,并立足國產化,積極推行有效的管理經驗,嚴把質量關,實現我國航天元器件的可持續發展,確保我國航天工程的蓬勃發展。
參考文獻
[1]桑娜,王敬賢.國外航天元器件發展經驗簡析[J].航天元器件,2010(4):28-31.
[2]姚莉,王敬賢,蔡娜.國內外航天關鍵元器件發展初探[J].航天標準化,2013(1):26-29.
[3]方怡.元器件國產化應用管理的探討[J].質量與可靠性,2013(4):46-49.
1 電器電子元器件的特征
電子元器件是元件和器件的總稱。電子元件指在工廠生產加工時不改變分子成分的成品。如電阻器、電容器、電感器。因為它本身不產生電子,它對電壓、電流無控制和變換作用,所以也稱無源電器。電子器件是指在工廠生產加工時改變分子成分的成品。如晶體管、電子管、集成電路。因為它本身能產生電子,它對電壓、電流有控制和變換作用,所以也稱有源電器。而電子元器件的損壞,一般很難憑眼睛觀察發現,一般都必須借助檢測儀器才能判斷發現,(除明顯的損壞,燒壞外)這就給檢測人員提出了更高的要求,檢測人員必須對各種元器件的特性及特點有一定的認識和了解,在檢測過程中,對于電路故障的檢測必須提高檢測的效率,防止各種損壞。
2 電器電子元器件的主要故障
電器電子元器件在使用過程中自然損耗最常見的有接點開路,例如器件間接觸不良、線路中的導線折斷,插撥端口斷開等等,一般我們把電子元器件的故障歸結為軟件故障,電子元器件損壞和電路接點開路三種故障。其中,電器設備中最多的元件是電阻,常見的電阻類型有金屬膜電阻、保險電阻、碳膜電阻、線繞電阻等,但其并非是損壞率最高的部件,電阻值其變大或變小的情況非常少見,最常見的損壞是開路。在家用電器中用量大且故障率高的設備有電解電容,電解電容主要出現的故障有:① 漏電(包括嚴重漏電和輕微漏電);② 電容容量變小或完全失去容量。另外損壞頻率較高的還有集成電路板,集成電路板是電器的母板,功能強大,內部電路結構非常復雜,任何一點細微的損壞都能導致電器無法正常使用,主要出現的故障有:① 開路或PN結擊穿主要是二、三極管的損壞,其中以擊穿短路居多。② 散熱性不強,熱穩定性差甚至導致徹底損壞,如徹底損壞,可將其更換,把壞的與正常同型號的電路用萬用表對比去檢測引腳間正、反電阻的異常就能排查出其中個別引腳電阻間的異常。③ 用萬用表R×1k測,PN各項測量值均正常,開機后不能正常工作,只檢測出PN結的特性變差,而用R×1或R×10低量程檔測,PN結正向阻值就會發現比正常值大。④ 開機時正常,但熱穩定性明顯變差,工作一段時間后,發生軟擊穿。電源變壓器短路性故障的綜合檢測判別,將萬用表置R×10或R×1檔(用R×10檔,不明顯時再用R×1檔)在路測二、三極管的反向電阻和PN結正,測量二、三極管可用指針萬用表在路測量,較準確的方法是能測量正常值(正向電阻不太大),正向值里反向電阻足夠大,這些二、三極管電阻大多在幾百、幾千歐,該測量值表明該PN結正常,用萬用表低阻值班檔在路測量時,可以基本忽略電阻對PN結電阻的影響,如還有值得懷疑的地方,即焊下后再測量。通常,線圈內部匝間短路點越多,短路電流就越大,而變壓器發熱就越嚴重。發熱嚴重和次級繞組輸出電壓失常是電源變壓器發生短路性故障的主要癥狀。
3 電器電子元器件的檢測方法
3.1 固定電阻器的檢測
想要測出實際的電阻值在一般情況下,可將萬用表兩表筆(不分正負)分別與電阻的兩端引腳相接來測量,使用萬用表檢測10pF以下的小電容,而萬用表只能定性的檢查內部短路或擊穿現象和其是否有漏電現象。為了提高測量精度,家電應該根據歐姆采用中間一段分度來計量,電阻標值來選擇相適應的量程。以及非線性的刻度關系,所測量值較為精細,在全指針20%~80%弧度內選擇中段位置為佳。
3.2 水泥電阻的檢測
普通固定電阻測量可用萬用表進行檢測,在測量過程中檢測方法及注意事項,水泥電阻也與其相同。
3.3 熔斷電阻器的檢測
熔斷電阻器,是一種具有電阻器和熔斷器雙重作用的特殊元件,具有電阻器和熔斷器的雙重功能,是用于電路過流的保護器件,若熔段電阻器中電流超過額定的倍數,負荷過重,就會出現發面發黑或燒焦的現象,若其表面沒有任何熔燒的痕跡,則表明電阻中的電流沒有超過額定的電壓負荷或等于或稿大于電壓負荷的熔斷值,在其測量過程中可以通過觀察其阻值,在使用萬用表測量時,若電阻器已損壞或失效,則測量值為無窮大。可將熔斷電阻器一端從電路上焊下,不宜再拿來使用的電阻器,一般在測量時與標稱值相差較大,檢測時還應該注意,在世界上熔斷電阻檢測中也會存在少數被擊穿短路的現象出現。
3.4 電位器的檢測
選用萬用表電阻檔的適當量程,測量時,將兩表筆分別接在電位器兩個固定引腳焊片之間,若電位器已損壞或已開路,則在測量電位器電阻時,所測得阻值會與標稱阻值相距較大,或為較標稱阻值大或直接為無窮大。若電位器只是存在接解不良的狀況,在測量阻值的旋轉過程中,表針會有跳動現象。將兩表筆分別接電位器中心頭與兩個固定端中的任一端,慢慢轉動電位器手柄,使其從一個極端位置旋轉至另一個極端位置,而正常的電位器,萬用表針指示的電阻值應從標稱阻值(或0Ω)連續變化至0Ω(或標稱阻值)。
3.5 正溫度系數熱敏電阻(PTC)的檢測
熱敏電阻的一種正溫度系數熱敏電阻其電阻值隨著PTC熱敏電阻,正溫度系數熱敏電阻本體溫度的升高呈現出階躍性的增加,溫度越高,電阻值越大。用萬用表測兩引腳的實際阻值和標稱值,將兩值對比,二者相差在±2Ω內即為正常,若相距大則表明其熱敏電阻性能不好或者存在損壞。除了常溫檢測還可以進行加溫檢測,是在常溫檢測的基礎之上進行的,注意不要使熱源與PTC熱敏電阻靠得過近或直接接觸熱敏電阻,若將其加熱后,各項阻值都無變化,則說明其性能損壞或變劣,為防止將其長期燙壞,不可再繼續使用。
3.6 負溫度系數熱敏電阻(NTC)的檢測
負溫度系數熱敏電阻(NTC)是以錳、鈷、鎳等金屬氧化物為主要材料,采用陶瓷工藝制造而成的,想要測試出RT的實際值,在選擇萬用表測量NTC標稱值時應該選擇合適的電阻檔,而所謂的RT是生產廠家在25℃衡溫下所測試出來的,所以在測試RT時,我們應該盡量選擇與這個溫度相接近的溫度,這樣也保證其測量結果的精確可信度,為了不引起電流熱效應的誤差,在測量功率的選擇上不要超過規定功率,但因NTC熱敏電阻對溫度很敏感,測試時,要注意與熱敏電阻體的接觸,不要用手去捏,否則人體的溫度容易對測試產生不利影響,從而影響其準確度,估測溫度系數αt:要計算法時首先用溫度計測量出熱敏電阻RT表面的平均溫度T2,在T1溫度下測量出電阻值RT1,再用電烙鐵作用其中的熱源,靠近熱敏電阻RT,測出RT2。
3.7 壓敏電阻(氧化鋅避雷器)的檢測
選擇用萬用表的R×1k擋測量,將兩表筆來測量兩引腳之間的正、反向絕緣電阻,如果測量出來的結果中電陰很小,說明壓敏電阻已經損壞,不能正常使用。如果測量結果均為無窮大,說明其使用正常,否則,說明漏電流大。
3.8 光敏電阻的檢測
生產商會根據光敏電阻的對于其光線的敏感波段使用適合的光源來檢測其敏感效果并且做出敏感性能的分類。敏感度高的其電阻值比較小,敏感度低的電阻值比較大。將光敏電阻完全置入黑暗環境中(將光敏電阻裝入光通路組件,不通電即為完全黑暗),使用萬用表測試光敏引腳輸出端,光敏電阻的暗電阻R值即可得到。在測量時,萬用表的指針基本保持不動,且其阻值又接近無窮大,則說明其電阻性能越好。如果光敏電阻已經燒穿或損壞了,則此測量值會極小或接近于零。越好的光敏電阻,只要將光源對準電阻的透光窗口,就能觀察到萬用表指針大幅度擺動。不能繼續使用的情況還包括光敏電阻內部開路損壞,則其測量值很大甚至無窮大。
參考文獻:
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[2]王鋒,試論當前家用電器檢測的局限性[J].科技傳播,2010.12.
1.國外汽車用基礎電子元器件發展現狀
(1)傳感器
汽車傳感器作為汽車電子控制系統的信息“捕獲者”,是其關鍵部件,也是汽車電子技術領域研究的核心內容之一。世界各國對車用傳感器的研究開發、提高性價比都非常重視。“沒有傳感器技術就沒有現代汽車”的觀點已被世界所公認。汽車電子化越發達,自動化程度越高,對傳感器依賴性就越大。
目前,一輛普通家用轎車上大約安裝幾十只傳感器,而豪華轎車上的傳感器數量可多達200余只。據市場研究機構StrategyAnalytics2006年初的報告,2005年全球汽車傳感器市場已達到90.5億美元,在2006年達到101億美元,預計到2012年汽車傳感器銷售額達158億美元。傳感器在汽車上主要應用在發動機控制系統、底盤控制系統和車身控制系統。主要有溫度
傳感器、壓力傳感器、位置和轉速傳感器、加速度傳感器、距離傳感器、陀螺儀和車速傳感器、方向盤轉角傳感器等。
加速度、振動、速度傳感器是汽車運動測量中的三種主要傳感器,自2000年來一直保持穩定而強勁的增長勢頭。目前,世界生產這三種傳感器的大型企業有30幾家,其中前5名公司占據了31.3的市場份額。例如Endevco占13.6,WilcoxaResearch占9.1,摩托羅拉占4.2,IMI占3.0,AnalogDevices占1.4。
西方發達國家排放法規對尾氣排放量日益嚴格的要求,推動了汽車用氧傳感器的開發與生產。目前,已實用的汽車氧傳感器有氧化鍺氧傳感器、二氧化鈦氧傳感器等幾種。
智能傳感器的迅速發展將汽車的安全性能提高到一個前所未有的高度。從目前發展來看,正在逐漸開始被導入高檔轎車的智能傳感器系統有以下
幾種:酒精檢測MEMS系統,如意法半導體的新型信號處理電路集成酒精傳感器,自動雨刷系統,電子式自動照明系統,胎壓監測系統,安全氣囊觸發系統,如飛思卡爾推出的衛星加速度傳感器。
(2)控制器(ECU)
車用控制器以微控制器(MCU)為核心,還包括前置的A/D轉換器、數字信號緩沖器以及放大器等。當前ECU的發展總趨勢是從單系統向多系統集中控制過渡。隨著通信、連接、計算機技術與汽車的日益融合,MCU在汽車中應用的數量越來越多。過去幾年里,平均一部汽車大約會用到20個MCU,而現在汽車中使用的MCU數量已達40~60個,部分高檔轎車MCU數量已經達到上百個。
2004年,全球汽車半導體的收入是160億美元,其中汽車MCU的銷售收入就占到34,數年內這一比例繼續保持。
MCU是汽車電子中的核心部件,由于它在汽車電子中實現的功能呈現多樣性,從簡單的車燈控制到復雜的發動機控制、汽車遠程通信等,因此高、中、低端MCU在汽車中都可以發揮作用,可以共存于一個系統中。
通過各類MCU銷售收入所占百分比的變化可以看出,未來幾年高、中、低端MCU在汽車中的應用格局與現在差別不大。總體上呈現出中檔MCU所占份額有所下降,而高、低端MCU不斷對中檔MCU進行擠壓。在應用方面來看,未來8位MCU的應用集中在中、低端,32位MCU的應用集中在高端。
(3)執行器
執行器是用來精確無誤地執行電子控制器發出的命令信號。目前汽車用機電式執行器類型很多,如電磁閥、壓電元件、點火電子組件、繼電器、熱電耦等。其中繼電器的發展最為活躍。它是僅次于傳感器在汽車上應用最多的汽車電子元器件之一。
汽車繼電器主要有機電式電磁繼電器、電子混合式繼電器、熱保護繼電器、延時繼電器等幾大類。統計數據顯示,2006年全球繼電器銷售額為42.2億美元,其中汽車繼電器銷售額為8.5億美元,占20.1。預計2007年全球繼電器銷售額將達44億美元,其中汽車繼電器銷售額為8.9億美元,增幅4.71。當前國外汽車繼電器的生產量以泰科為龍頭,接下來有OMRON、松下、安電、富士通等公司。
2.國內汽車用基礎電子元器件發展現狀
(1)傳感器
和國外傳感器產業相比,國內汽車傳感器尚未形成獨立的產業,自20世紀80年代以來,國內汽車行業引進國外的先進技術及與之相配套的傳感器生產技術,基本滿足了國內小批量、低水平車型的配套需求。目前國內現有最高水平的汽車傳感器產品比國外同類產品落后10多年,每年要進口50萬套以上的高性能汽車傳感器。
總體上講,國內汽車傳感器行業有以下特點:品種少,生產廠家分散,各廠產品品種單一,不配套;性能較落后,基本上還是采用國外60~70年代的技術;抗干擾性差;缺少核心傳感器等。國內部分企業采用與國外進行合資經營的方式,消化吸收國外先進的傳感器技術,使產品升級換代,逐步發展壯大,但絕大多數企業還只是處于配套生產的狀態,利潤薄、產品單一、產品質量和技術水平低下。
(2)控制器
我國近年來在車身控制器方面取得了很大的發展,中國車身控制系統的增幅僅次于車載信息通信系統的增幅。但是,由于我國缺乏高端MCU應用(如汽車動力和ABS等方面)的開發經驗且中國汽車電子應用多受成本抑制,導致中國汽車電子市場低端MCU占據主導地位。
(3)執行器
在眾多執行器產品中,汽車繼電器在我國也得到了迅猛發展。目前我國境內有293家繼電器生產企業,其中約有一半生產汽車繼電器。中國電子元件行業協會控制繼電器分會(CCRIA)公布的數據顯示,2005年我國汽車繼電器總產量為4.5億個,2006年增長到5.4億個,而到2007年則會升至6.48億個。
國內汽車繼電器在產品的設計水平上與國外廠商相當,但在材料應用及工藝技術水平上存在較大差距。國外汽車繼電器基本上是自動化或半自動化生產線生產,而國內除廈門宏發等極少數幾家能夠實現自動化或半自動化生產以外,其余大多為手工操作,處在多品種、小批量、質量難以控制的生產狀況。
目前我國已成為世界第三大汽車生產國,全球主要汽車廠商均已在我國投資建廠。迫于成本壓力,大多數汽車廠商正在逐步推進進口零部件的國產化,這給我國汽車繼電器企業的發展帶來了巨大的機遇,但同時也使得競爭形勢變得日益嚴峻。
首先,整車廠采購成本的日益降低使得繼電器廠商利潤空間越來越少。由于整車銷售利潤率的不斷降低及持續的價格戰,降低成本,特別是降低采購成本成為國內所有汽車廠家的首要選擇。目前國內眾多汽車廠商已在盡全力降低成本,并計劃逐步替換進口汽車繼電器產品。這給國內汽車繼電器生產商帶來機會的同時,也使得國內市場競爭變得更為激烈。
其次,國際汽車繼電器廠商來中國爭取市場和利潤,使得競爭日趨激烈。目前眾多跨國汽車繼電器廠商看中我國巨大的市場前景,紛紛在中國投資建廠,通過壓縮生產成本來降低市場價格,同時他們還將國外運作成熟、技術先進的配套體系帶到了中國。以“國際品牌”加“中國價格”來應對國內繼電器廠家。這些都給國內汽車繼電器市場帶來了無形的壓力。
全球特別是中國汽車繼電器市場容量非常可觀,發展前景巨大,這些都給我國民族汽車繼電器企業的發展帶來了巨大的機遇。但與此同時,汽車國產化趨勢以及日益增加的內外競爭壓力也使得激烈的市場競爭變得不可避免。因此,我國民族汽車繼電器企業迫切需要加大高新技術產品的開發力度,提升產品質量,降低間接成本,迅速積累和提高在汽車行業的經驗,不斷提升自身的品牌價值,在新的形勢下創建汽車繼電器行業的民族品牌。
汽車用基礎電子元器件發展趨勢
1.傳感器
未來的汽車傳感器技術將朝著微型化、多功能化、集成化和智能化方向發展。20世紀末期,MEMS技術的發展已使微型傳感器提高到了一個新的水平。由于MEMS微型傳感器在降低汽車電子系統成本及提高其性能方面的優勢,它們已開始逐步取代基于傳統機電技術的傳感器。MEMS傳感器將成為世界汽車電子的重要構成部分,采用MEMS傳感器代替部分傳統汽車傳感器和電子系統的發展趨勢正向更廣范圍發展。多功能化是指一個傳感器可實現多個不同種類多個參數的檢測;集成化是指利用IC制造技術和精細加工技術制作IC式傳感器;智能化是指傳感器與大規模集成電路相結合,帶有CPU,具有智能作用,以減少ECU的復雜程度,減少其體積,并降低成本。
隨著微電子技術的發展和電子控制系統在汽車上的應用迅速增加,汽車傳感器市場需求將保持高速增長,以MEMS技術為基礎的微型化、多功能化、集成化和智能化的傳感器將逐步取代傳統的傳感器,成為汽車傳感器的主流。
2.控制器
未來控制器的發展趨勢將是進一步的集成化,這一趨勢在控制器的本身及其核心MCU上得到了充分的體現,具體而言有以下3個方面:
(1)控制器與車內網絡的集成和結合度將進一步提高。例如將MCU、功率驅動、電壓調節和LIN物理層接口集成為一體構成單芯片LIN子節點是目前車身電子控制器的主要發展趨勢。
(2)MCU的集成度進一步提高。
(3)FlashMCU將成為汽車MCU的主流。
3.執行器
由于汽車電子品種越來越多,功能越復雜化,對汽車執行器的要求也就越高。從汽車執行器的發展來講,總體上向小型化、大電流、低功耗、高靈敏、高可靠、功能化、低成本、輕量化的方向發展。
就執行器中最重要的一個門類繼電器而言,它的技術發展趨勢主要體現在以下三個方面:
(1)智能化組合繼電器日漸流行
組合式繼電器將傳統的開關繼電器與微電子技術、計算機技術、信息技術相結合,成為汽車繼電器的最新研發方向之一。在汽車故障診斷系統、自動檢測系統、報警系統中都會用到不同功能的組合繼電器。
(2)42V汽車繼電器發展迅速
中圖分類號:TN79 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)02-0087-01
在進行數字電路設計和生產過程中一定要進行電路的故障診斷,這樣對于芯片模板上出現的缺陷可以及時修復,開始建立故障冗余系統;可以有效的改進生產工藝,更好的分析故障檢測方法,進而使芯片的產量、質量和可靠性都得到提升。傳統數字電路的故障診斷常常用常規儀表及傳統的人工進行分析的,所以在診斷定位上就會難度增加、周期變長,導致設計和生產數字電路的速度嚴重降低。所以,設計數字電路故障診斷系統,可以有效地提升當下數字電路故障診斷的效率。
1 討論故障產生的主要原因
1.1 數字電路的故障
數字電路故障就是在設計和生產過程中出現接觸不良、電器元件損壞等原因,造成導線短路、假焊、虛焊等現象,就會出現電路邏輯功能的錯誤,發生電路故障[1]。以組合邏輯電路而言,必須按照真值表的要求來進行工作,否則就是電路出現了故障;而就時序邏輯電路來說,必須按照時序的狀態轉換圖就行工作,否則就是電路出現了故障。
1.2 故障主要原因的產生
(1)元器件參數的改變。由于電子元器件隨著不斷地使用,就會導致老化和參數性能下降,有的是在溫度變化時改變了參數性能。(2)信號線故障。在電路板電路受到外界影響時,信號線就會損壞出現短路和斷路。(3)電路元器件出現不良接觸。這種問題是最常見的,在工作中如果發生虛焊或者焊點被氧化,就會導致電路板故障的發生。(4)不健全的工作環境。一旦工作環境達不到設備所要求時,如濕度、溫度及電磁環境等,無法實現設備的正常工作。(5)超出使用期。就是在使用過程中超出期限,導致元器件的老化,降低了性能指標,所以就會增加設備的故障率[2]。
2 邏輯故障組成
邏輯故障包括永久故障和暫態故障。其中的永久故障就是故障出現之后,只有人為修復可以清除故障,除此之外故障會長久存在。包括很多的靜態故障。例如固定電平故障、橋路故障、固定開路故障。而暫態故障也能叫做軟故障,這種故障的發生是因為元器件自身或者是電路自身存在的容限非常小而導致電路不穩定。
3 數字電路故障測試的基本方法
3.1 故障的檢測
(1)直觀檢測法。這種方法就是通過直觀的觀察來推斷出故障出現的大體部位。我們在進行檢測時可以咨詢用戶,就會知道出現了什么樣的現象,這樣就可以快速的進行檢測省去了很多不必要的麻煩。我們可以在檢測時直接觀察設備是否出現元器件的破損,導線是否斷開或者短接,或者其它設備出現什么狀況,來檢測出故障在什么地方。一旦電路電流或者電壓過大時,在電路中的一些器件就會出現異味,我們通過嗅覺就會感知到在什么地方出現了故障。當一些電子元器件的外殼熱度過高時,我們通過觸摸就會找到這類損壞的元器件,從而發現電路產生的故障。最后我們可以直接的用專業的檢測設備測試診斷電路,來檢測出是否存在故障,如果存在給其進行定位。(2)順序檢測法。這種方法分為兩種,其一就是由輸入級開始逐漸向輸出級進行檢查,這就需要我們在輸入端加入檢測信號,開始以該信號為主逐漸向輸出端進行檢測,最終來找出電路所存在的故障[3]。其二就是由輸出級開始逐漸向輸入級進行檢查,一旦出現信號不對的情況,就開始由故障級向一級檢測,最終到發現正常信號截止。(3)比較法。在檢查故障時,這也是一種常用的方法。想要快速的發現所存在的故障,通常的方法就是把故障電路重要的關鍵點測試參數和同類型電路在正常工作時所得到的檢測值進行對比,最終檢測出故障所在。(4)替代法。如果說有的時候我們在數字電路中很難找到出現的故障,這個時候我們就應該想到應用替代法測出數字電路中的故障。什么是替代法?簡單地說,替代法就是我們將數字電路中的電子元器件替代掉,應用一些同等型號,但是在品質上卻高于原有電路中出現的器件,之后換上這些高品質器件之后,來檢查電路是否可以進行正常的工作。前提是我們在采用替代法進行實驗來檢測故障時,一定要在電路斷電的時候換上各種元器件,用以保證安全。上述四種方法就是在檢測數字電路故障時常用到的常規方法。
3.2 邏輯故障的檢測
在數字電路中產生的邏輯故障中,我們可以建立起故障的模型,之后通過該模型研究算法,產生測試向量,完成故障的檢測。這里我們就以在邏輯故障中出現的單固定故障為例。由于邏輯故障中存在著單固定故障,而這種故障模型是數字電路測試中使用最多的一種門級故障模型。這種故障可以含蓋數字CMOS電路一半以上的制造故障。在測試這種故障時,首先我們應該建立故障模型,之后根據這種故障模型生成測試向量。在組合邏輯電路中,以早期提出的經典算法D算法為主,完成測試向量的自動生成。而在時序邏輯電路中,我們將以較為了解的門級時序電路的ATPG系統完成測試向量的覆蓋率。之后我們通過不斷地分析測試向量對故障的覆蓋情況,從而來進一步的提高故障的覆蓋率。最終實現單固定故障模型的完整建立,解決故障的檢測工作[4]。之后再以此種模型來對多固定故障進行測試。最終實現邏輯故障的檢測。
3.3 波形檢測法
在脈沖電路當中,我們還可以用波形檢測的方法對電路進行檢測。首先在檢測時選擇一個良好的示波器,之后開始對電路各級在輸出端所輸出的波形進行檢測,最后在示波器上面觀察并記錄出現的波形是否正常,最終來完成電路故障的測試。
4 結語
本文主要簡單的介紹了數字電路出現的故障及故障檢測方法。在電子電路發展的今天數字電路得到了飛速的發展。為了更好的使數字電路應用到現代電路中。對于可能出現的故障應及時的做出檢測。更好的完善數字電路,使數字電路進一步發展,適應現代科技要求。
參考文獻
[1]胡文君.設備故障診斷技術的現狀與發展[J].后勤工程學院學報,2004(2).
中圖分類號: F407 文獻標識碼: A
引言
實現產品的生產能夠在無人條件下實現自動化作業一直是各個行業追求的目標,而電子信息技術以及機械電子技術的發展使得電氣自動化日益延伸到生產的各個領域,也日益實現著這個目標。電氣自動化作為一種提高生產效率、節省勞動力、改善勞動條件的重要手段,其普及程度已經成為衡量一個行業發展水平的重要尺度。而作要提高電氣自動化的性能,其控制設備的可靠性就是一個不得不加以重視的問題。雖然我國自上世紀以來在電氣自動化方面取得了一定的成就,電子產品的可靠性得到有效提高,然而電氣自動化控制設備的可靠性現狀依然有很大的進步空間。本文就將根據電氣自動化控制設備可靠性的現狀分析造成其可靠性降低的原因,并由此得出增強控制設備的可靠性的相關對策。
一、電氣自動化控制設備的可靠性現狀
(一)工作環境不穩定降低了控制設備的可靠性
通常電氣設備需要面臨各種各樣的工作環境,無論是氣候、地質、地貌等自然環境還是機械作用力、電氣干擾等物理環境都是復雜多樣的,這種不穩定的工作環境會影響到控制設備的可靠性。氣候條件中的溫度、濕度、氣壓、污染等都會通過作用于設備的升溫、電氣性能、結構運作等影響控制設備的性能。而機械作用力包括電氣設備受到的沖擊、震動等作用力使得控制設備出現損壞。電磁干擾也會對控制設備造成噪聲、穩定性等方面的影響。總之,不穩定的工作環境提高了對電氣自動化控制設備可靠性的要求。
(二)操作維護不當降低了控制設備的可靠性
不穩定的工作環境是造成控制設備的可靠性降低的自然原因,而操作維護不當則是降低其可靠性的人為原因。在進行電氣化工作時,一些操作人員由于素質過低,沒有完全掌握控制設備的原理,從而無法熟練正確地進行自動化操作,一些不當的操作行為也會對控制設備的性能造成損害。而在控制設備作業后期,由于缺乏及時的維護和保養,控制設備的性能很難得到可持續的維護,也就大大降低了設備的使用壽命。
(三)零部件質量低下降低了控制設備的使用壽命
控制設備是由許多元器件構成的,這些零部件的質量直接關系到控制設備的生命力。而我國目前的零部件生產廠家雖多,但質量良莠不齊,且大都規模較小,一方面由于缺乏相關質量監管體系,這些零部件的質量在進廠檢查時存在巨大漏洞; 另一方面,為了生存,零部件廠家之間的壓價競爭使得廠家將成本轉移到質量上,這就嚴重影響了控制設備的可靠性,極大地降低了其使用壽命。
二、 提高電氣自動化控制設備可靠性的重要意義
(一)可靠性是衡量設備質量的重要指標之一產品質量就是使產品能夠實現其價值、滿足明示要求的特征和特質。概括其特性 ,主要包括 :性能、可靠性、經濟性和安全性。由此可見,可靠性在產品質量中占有主導地位。只有可靠性高,發生故障的次數才會少 ,那么維修費用就少 ,相應的安全性也隨之提高。因此 ,產品的可靠性是產品質量的核心 ,是生產廠家追求的目標。
(二)可靠性能夠增強設備的市場競爭力
隨著國家經濟的高速發展 ,用戶不僅要求產品性能好 ,更重要的是要求產品的可靠性水平高。只有那些具有高可靠性指標的產品 ,才能在日益激烈的競爭中得以取勝。隨著電氣自動化控制設備自動化程度、復雜度越來越高 ,可靠性技術已成為企業在競爭中獲取市場份額的有力工具。
三、 電氣自動化控制設備可靠性的測試方法
(一)可靠性的現場測試
該測試方法主要是在電氣自動化控制設備運行的過程中進行控制 ,以檢驗其可靠性。進行測試時 ,需要認真、詳細地記錄各種數據、并對數據進行數理統計和計算、編制設備可靠性的具體指標 ,比較真實地評估設備運行的可靠性。該測試方法需要是測試設備相對較少 ,但是能夠比較真實地反應設備的真實性能(真實工作環境之下的工作性能),而且測試成本比較低 ,不會設備工作連貫性產生不利的干擾。然而此種測試方法的缺點也需要我們注意 ,即易受外界條件干擾、易受受控條件限制、再現條件較差等。
(二)可靠性的試驗室測試
該測試方法模擬了電氣自動化控制設備的各種工作條件和工作環境,力求測試所需的外力影響與現場所受環境應力的相同。試驗中需要記錄試驗時間、失效次數等數據,待測試完成之后進行統計分析 ,并根據統計分析的結果來編制設備的可靠性指標。此種測試方法具有如下優點 ;易控制試驗條件、試驗所得數據質量較高、試驗結果允許再現等;但是其缺點也不容忽視 ,即測試成本巨大、試品數量較多、試驗條件限制性較高等。所以,此種方法特別適用于批量生產的設備。
四、增強電氣自動化控制設備的可靠性的策略
如前所述,工作環境的不穩定性、操作維護的不恰當以及元器件質量不合格等都是造成控制設備可靠性降低的原因,綜合來看,要增強電氣自動化控制設備的可靠性,就必須從提高元器件的質量、考慮環境因素、加強可靠性設計等入手。
(一)嚴格把關電子元器件質量,提高零部件選用準則
電子元器件的質量直接關系到控制設備的性能和使用壽命,嚴格把關電子元器件質量,提高零部件選用準則是增強控制設備可靠性的關鍵。首先要加強元器件的進廠質量檢查,根據相關電路性能和質量要求設定元器件的選用標準,所有元器件必須經過性能篩查才能投入到生產中; 其次要加強對零部件廠家的把關,選擇技術精良、價格合理、質量保障的生產廠家,并按合同規定好產品所需的品種、規格、型號、數量等相關內容。
(二)加強控室設備的散熱、防潮等氣候防護的設計
作為影響控制設備可靠性的重要自然因素,工作環境的不穩定并非不可控的,要提高控制設備的可靠性就要加強其對環境的防護設計,增強控制設備對環境的適應性。散熱設計是控制設備的氣候防護的一個重要方面,這是因為溫度是影響電氣設備工作性能的最重要因素,過度的升溫會使得設備產生噪聲增大、信號失真、運作不穩定等現象,做好散熱設計可以通過增大器件外殼與散熱器的接觸面積并保持接觸面的光滑,導熱膏的使用也會有所幫助。潮濕環境是另一個影響控制設備工作性能的重要因素,過于潮濕的環境不僅會侵蝕電氣設備,還會造成短路、漏電等現象,因而做好控制設備的防潮處理是十分重要的,這就需要加強設備的密封、灌封等工作。
(三)提高操作人員的素質,加強控制設備的后期養護
設備能否按照要正常運作以及是否及時維護和保養也是影響控制設備可靠性的重要方面,因而加強控制設備的后期養護也是十分重要的,而這就需要加強操作人員的隊伍建設,提高設備操作人員的素質,一方面需要對操作人員進行崗前培訓工作,加強其對設備操作的熟悉程度; 另一方面還要建立行之有效的工作責任制,實現工作績效與工作表現掛鉤,從而提高操作人員的責任意識,減少工作事故。
結束語
根據對電氣自動化控制設備可靠性現狀的分析,電子元器件的質量直接關系到控制設備的性能和使用壽命,而要提高控制設備的可靠性就要加強其對環境的防護設計,增強控制設備對環境的適應性,同時設備能否按照要正常運作以及是否及時維護和保養。因此,要增強電氣自動化控制設備的可靠性就需要從三個方面入手: 嚴格把關電子元器件質量,提高零部件選用準則、加強控制設備的散熱、防潮等氣候防護的設計、提高操作人員的素質,加強控制設備的后期養護。
參考文獻
[1]宋雪瑞 .電氣自動化設備可靠性分析[J].吉林農業,2014, (9).
[2]徐海波,朱常興 .電氣自動化控制設備的可靠性研究分析[J].黑龍江科技信息,2011,(8).
關鍵詞: 陜西;電子信息產業;價值鏈模塊化;現狀;戰略
Key words: Shaanxi;electronic information industry;Value Chain Modularity;status;strategy
中圖分類號:F062.9 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)21-0021-03
0 引言
20世紀90年代以來,隨著電子、通信、計算機等信息技術的不斷創新和發展,經濟系統正沿著“規模經濟分工經濟模塊化”的基本路徑演進。模塊化理念和方法逐漸被引入到企業的生產和管理中來,進而成為推動產業結構調整和升級的革命性力量。
在模塊化的環境下,電子信息產業走在了最前面。在電子信息產業中,由于分工深化與專業化程度的提高,每個企業在全球的生產網絡中只定位于一個模塊,每個企業定位于專業化的領域,通過分工可以帶來報酬遞增。
所謂電子信息產業價值鏈模塊化,即電子信息產業一體化的價值鏈結構逐漸裂變成若干獨立的價值節點,通過各價值節點的橫向集中、整合以及功能的增強,形成了多個相對獨立運營的價值模塊制造者以及若干模塊規則設計與集成者的產業動態分化、整合過程[1]。
電子信息產業是陜西省國民經濟的戰略性、基礎性和先導性支柱產業之一,在陜西省“十二五”新興產業發展規劃當中,電子信息產業被作為首選產業加以扶持和發展。從價值鏈模塊化的視角研究陜西電子信息產業的發展有著重要的意義。
1 價值鏈模塊化視角下陜西電子信息產業發展現狀
陜西省電子信息產業經過軍事電子工業發展,消費電子發展以及電子信息產品制造業、通訊業、軟件業和信息服務業全面發展的三個完整的時期,已經形成了具有一定規模,鏈條較完整的產業,呈現出一定的特征。
1.1 規模效應初步形成,結構優勢明顯 陜西作為我國信息產業在西部的一個重要區域,電子信息產業競爭優勢與規模效應初步形成。目前陜西省共有電子信息業企業1160余家,從業人員約19萬人,2010年實現收入750億元,是2005年的2.1倍,年均遞增16.1%,其規模位居全國第16位,西部第2位。其中電子信息制造業預計實現收入350億元,是2005年的1.76倍,年均遞增11.9%;實現工業增加值90億元,是2005年的1.93倍,年均遞增14.1%,實現穩定增長;信息與軟件服務業預計實現收入400億元,是2005年的2.58倍,年均遞增20.9%;出口創匯6.48萬美元,年均增速為27.96%,實現快速增長[2]。
陜西電子信息產業結構優勢十分明顯,軟件和基礎元器件方面所占比重較大。從軟硬件產業結構來看,軟件產業占全國不到10%,而陜西的軟件占全省近45%,與發達國家的產業結構更為相似;從整機和配套產業來看,全國整體上以組裝加工為主,而陜西以元器件產業為主;從產業增加值率來看,全國電子信息產業增加值率為23%,而陜西為31%,高出全國8個百分點[3]。概括起來,陜西電子信息產業的規模效應已經初步形成,結構優勢明顯。
1.2 產品門類齊全,但發展不均衡 代表電子信息產業發展方向的產品主要有軟件及軟件服務業、卡通動漫產業、通訊、電腦、數字化家電、汽車電子、集成電路、新型材料、新型元器件、顯示技術、節能技術、網絡及網絡服務等。