ESD器件：新接口是热点 集成EMI方案将流行
在北方的冬季，我们会经常感受到静电放电(ESD)。例如，在我们开门的时候就能感受到静电放电的威力。实际上，当我们感觉到电击时，静电电压已超过2000伏；看到放电火花时，静电电压已高达5000伏。相对于如此高的电压，许多超大规模集成电路只要在几十伏或更低的静电冲击下就会被损坏。因此，静电防护电路一直是电子工程师必须考虑的一个问题。业内人士预测，在未来几年，计算机、消费电子等应用中的新型接口将对ESD防护器件产生巨大需求。为此，元器件厂商近期推出了多种新产品应对市场的需求。
淡出低成本手机市场未来3年市场增长率达8%
在3年前，静电防护器件的一个大市场是手机，但现在这种情况发生了改变。一位业内人士向《中国电子报》记者介绍说，据他了解，目前在中低端手机产品设计中基本已经不采用ESD防护器件了。原因是在设计过程中，对手机屏幕边角等容易发生静电冲击的地方，工程师一般采用了介质隔离的方式，从而避免了静电冲击。
但东芝电子(上海)有限公司分立器件技术课经理刘剑锋认为，ESD防护器件的主要市场还是在电子消费类产品，例如手机、笔记本电脑和平板电视等。“其实考虑到人体静电的存在，使用ESD防护器件是必然的趋势。”刘剑锋说，“只不过现在一些产品过分考虑成本，而且市场又主要在南方。在这些地方，冬天静电较小。另外，有些手机基带芯片厂商也有在芯片中集成ESD防护器件的趋势。综合这些因素，一些手机才不考虑使用ESD防护器件。但总的来说，ESD防护器件的市场，尤其是高技术含量/高附加值/小封装ESD防护器件的前景还是光明的。”
恩智浦半导体大中华区产品市场总监林玉树则进一步表示，不管目前手机设计工程师是否考虑使用ESD防护器件，但当手机主芯片集成度越来越高的时候，它抗静电能力的局限性也越来越大，因此,未来手机对ESD防护器件的应用将呈现不断增长的趋势。“同时，我们对ESD防护器件在HDMI(高清晰多媒体接口)、USB3.0(通用串行总线3.0版)、DisplayPort等新型接口市场上的应用持非常乐观的态度。对这些高速接口进行ESD防护设计是必须的，并且这些接口需要更高性能的ESD防护器件。”林玉树说，“因此，在这些市场上ESD防护器件应会逐年成倍增长。”“就ESD防护器件在无线应用中的使用而言，我们确实看到了低端手机中的设计改变趋势。”安森美半导体标准产品部亚太区市场营销总监王蔼伦小姐说，“但我们看到PDA(个人数字助理)和其他高端手机对ESD防护器件的需求越来越高。与此同时，液晶电视和笔记本电脑等应用中HDMI及MDDI(移动显示数字接口)等高带宽端口对ESD防护器件需求也越来越更高。我们预计在未来3年内，ESD防护器件的市场总值(TAM)仍将以8%的年复合增长率增长。”
低容值产品适应高速应用EMI和ESD集成方案将流行
从ESD防护器件的类型上来看，一些元器件企业提供阻容元件类型的保护器件，另一些企业则提供二极管类型的保护器件。从技术趋势上看，ESD防护器件呈现几大特点：
一是厂商采用不同的封装技术，提供更小尺寸的ESD防护器件。更小尺寸的ESD防护器件不仅可以节省空间，还可以降低器件的成本。
二是供应商开发低电容值的ESD防护器件去适应高速应用的需求。“计算机、无线及家庭娱乐市场正在向HDMI1.3和USB3.0等高速接口标准转变。”安森美半导体王蔼伦小姐介绍说，“这些高速应用需要更低电容值的ESD防护产品来保持数据完整性。”
三是市场需要集成EMI（电磁兼容）的ESD防护产品。很多企业正在研发或推广这类产品。恩智浦就推出了无引脚封装的集ESD防护和EMI滤波两项功能于一体的解决方案。恩智浦介绍说，高度集成方案能够减少电路板空间，简化设计，缩短设计周期，还能降低分立解决方案在生产检测时带来的隐形成本，比如进料检查等成本。这些优势将大幅拓宽方案的应用范围。
四是由于一些射频(RF)应用在外加二极管类型的ESD防护器件后,其接收灵敏度会受到影响，因此，市场也需要支持射频(RF)应用的ESD防护产品。据悉，村田就正在采用陶瓷技术开发相关的产品。
五是不同接口内置ESD防护功能。美信就推出一系列内置了ESD防护功能的接口产品。“这种器件比普通无防护功能的器件价格要贵，但增加的费用比起外加防护二极管的费用要低。”美信北京办事处栾成强介绍说，“而且，内部集成ESD防护电路不会增加任何输入输出管脚的等效电容，也节省了电路板面积。”
此外，ESD防护器件的技术趋势还包括提高耐压，降低钳位电压以及布线更简单等。
新产品频频上市厂商掀起新一轮供应潮
虽然低端手机市场对ESD防护器件的需求不高，但计算机、高端手机和消费类电子(电视、机顶盒等)等应用中的新型接口对ESD防护器件提出了大量的新需求，厂商都非常看好这类ESD防护器件市场，近期纷纷推出ESD防护新品。
例如，泰科电子在今年9月推出三款采用0201CSP封装的新品。其中0201尺寸的硅基ESD(SESD)器件比上一代0402型的器件体积大约缩小了70%，大小仅为0.6mm×0.3mm×0.3mm。SESD0402S-005-05的典型电容值为0.5pF（皮法），适用于USB和HDMI等数字接口应用。意法半导体也在今年9月推出内置了ESD防护功能、达到HDMI1.3版要求的HDMI芯片———HDMI2C1-5DIJ。新产品降低高达70%的电路板空间。恩智浦在今年4月推出了采用超薄无铅封装(UTLP)的集30dBEMI滤波和30kVESD防护于一体的解决方案系列。该系列特别适合在移动和便携式应用中提供EMI/RFI滤波和ESD防护。安森美在今年4月也推出低电容值的ESD保护产品NUP4016和ESD11L5.0D。该器件具备每条I/O线路0.5pF的超低电容。