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PCB設計におけるEMI制御の習得:PDNのためのデカップリング戦略 PCB設計におけるEMI制御をマスターするシリーズの第5回目へようこそ。この記事では、電力分配戦略についてさらに深く掘り下げ、PCBプロジェクトにおける電磁干渉(EMI)性能を向上させるための最適化方法について議論します。 図1 - Altium Designer®でのデカップリング戦略の例 デジタルプリント基板上でEMIを制御し、信号整合性を向上させる上での重要な要素は、効果的なデカップリング戦略を実装することです。これらのアプローチは、基板上の集積回路(IC)にクリーンで安定したエネルギー供給を保証します。 これを達成するために、PCB設計者は、高速スイッチングICのエネルギー需要を満たす強力な電力供給ネットワーク(PDN)を作成する必要があります。これにより、電源から適切な電流量をICが受け取ることを保証します。効率的かつタイムリーにエネルギーを供給するPDNを設計することは挑戦的です。これには、損失を減らし、高性能のためのインピーダンスニーズを満たすことが求められます。 データレートと信号速度が増加し続ける中、低インピーダンスのPDN(Power Delivery Network)を設計することがより重要かつ困難になっています。これは、インピーダンスプロファイルが送信される信号の周波数と密接に関連しているためです。これらの要因をバランスさせることは、PCB設計の性能を維持し、EMI(電磁干渉)の問題を最小限に抑えるために不可欠です。効果的なパワーデリバリーネットワーク(PDN)を設計する際には、デカップリングキャパシタの組み込みや、スタックアップ内でのパワープレーンや銅ポリゴンの使用など、いくつかの一般的な技術が使用されます。 しかし、広く受け入れられている方法や神話の中には、実際には効果がないだけでなく、ボードの性能に悪影響を及ぼすものもあります。 アンチレゾナンス 一つの人気のある技術は、10nFから1µFまでの異なるサイズの複数のキャパシタを使用することです。大きなキャパシタが集積回路(IC)にエネルギーを供給し、小さなキャパシタが高周波ノイズをフィルタリングするという考え方です。このアプローチは論理的に思えますが、PDNの全体的なインピーダンスを減らそうとするときに実際には逆効果になることがあります。逆効果になる理由は、実際のキャパシタは理想的に振る舞わず、高周波数で顕著になる寄生効果を持っているためです。 コンデンサは、その共振周波数までのみ容量性インピーダンスを示します。この点を超えると、コンデンサのパッケージ内の寄生成分がインピーダンスに影響を与え始め、コンデンサの振る舞いがより誘導性を帯びるようになります。全体の容量を高め、インピーダンスを低くするために異なるサイズのコンデンサを使用する試みは、重大な課題を提示することがあります。これは、各コンデンサが独自のインピーダンスプロファイルを持ち、その特有の特性によって影響を受けるためです。各コンデンサは異なる共振周波数も持っており、これらのインピーダンスプロファイルが互いに重なる状況につながります。このインピーダンスプロファイルの重なりは、特定の周波数でより高いインピーダンスピークを引き起こします。これらのピークは、コンデンサのさまざまな共振周波数間の相互作用によって発生します。 図2 - アンチレゾナンス — 異なるインピーダンスプロファイルを持つ異なるサイズのコンデンサを並列に配置する効果。出典: fresuelectronics.com
2025年の関税の脅威に対する電子業界の対応 2025年の関税の脅威に対する電子業界の対応 世界貿易に関する緊張が高まる中、次期大統領ドナルド・トランプは、半導体を含む輸入品に対して最高60〜100%の関税を提案しています。ここでは、その良い点、悪い点、そして業界がどのように対応しているかを紹介します。 目的は国内生産の増加を促し、長期的な戦略的優位性を提供することにありますが、短期的には、次期大統領ドナルド・トランプの関税の脅威は、ビジネスと消費者にとって非常に深刻な経済的および運用上の影響を及ぼすでしょう。これには、業界が個別に、そして集団的に対処する必要があります。 消費者技術協会(CTA)のCEOであるゲーリー・シャピロは次のように述べています。「トランプ次期大統領が提案する、カナダとメキシコからのすべての輸入品に対する新たな25%の関税と、中国からのすべての輸入品に既存の関税に加えて10%を課すという広範な新規関税は、実施されれば、アメリカ人にとって大きなインフレを引き起こす税金となり、米国経済にとって有害です。 関税提案の影響を分析する シャピロは、カナダやメキシコのような最も近い同盟国および貿易相手国に課される高い関税は「逆効果であり、米国のビジネスと消費者に害を及ぼすだけである」と警告しています。 CTA 分析によると: これら3カ国からの米国への技術製品および投入材料の輸入額が3500億ドル以上にのぼり、負担がかかることになります。 ノートパソコンとタブレットの価格は最大で46%上昇する可能性があります。 ビデオゲームコンソールは40%、スマートフォンは26%の値上がりが見込まれます。 これらの措置は、米国経済を重要な貿易パートナーから切り離す危険性があり、報復関税を招き、世界の供給チェーンを混乱させる可能性があります。研究では、中国からのすべての輸入品に対する60%の一律関税が、生産を他国へと大きくシフトさせる主因となるが、米国への生産移転はほとんど見込めないことも示されています。 消費者コストの上昇に加え、新たな関税により、供給チェーンの再編を迫られる企業が増え、これは複雑で費用のかかる取り組みであり、遅延や潜在的な生産不足につながる可能性があります。しかし、より大きな懸念事項は、新たな関税が米中貿易戦争を激化させ、特に半導体において中国が国内生産能力を高めるにつれ、世界の電子市場での競争が激化し、貿易関係にさらなる負担をかけることが予想される点です。 経済および産業への影響 実施されれば、提案された関税は直ちに広範囲にわたる影響を及ぼすと予想され、消費者行動に影響を与え、雇用の損失をリスクにさらし、企業戦略の変更を強い、最終的には世界市場のダイナミクスを変えることになります。 消費者にとって、電子機器の価格上昇は、すでに厳しい家計の負担をさらに増加させることになります。代替オプションを探す中で、消費者はコスト削減策としてリファービッシュ品を選択したり、アップグレードを遅らせることがあります。スマートフォン、ラップトップ、その他のデバイスの交換サイクルが長くなると、市場の成長が鈍化する可能性があります。また、修理やアップグレードが容易に設計されたモジュラー製品への需要が増加するかもしれません。 ビジネスが市場シェアと競争力を維持するのに苦労するとき、増加したコストを直接顧客に価格上昇として転嫁するのは常に簡単ではありません。直接的な価格上昇を超えて、提案された関税は、電子機器とその重要なコンポーネントが密接に関連している産業、例えばヘルスケア、自動車、教育などを通じて、高い電子機器の価格が波及することでインフレを悪化させる可能性があり、セクター全体のコストを押し上げることになります。 関税が長期的に国内製造業の増加に向けたシフトを引き起こす可能性がある一方で、手頃な価格の電子製品の輸入に依存するセクターの即時の雇用喪失は重大なリスクです。中小企業(SME)は特に脆弱です。大企業とは異なり、SMEは関税関連のコストを吸収する資本が不足しているかもしれませんし、価格の上昇や入手可能性の問題に対応するために大量の在庫を持つことができない、供給チェーンを再編するためのリソースが不足している可能性があります。 関税の課題に対する業界の対応 輸入コストの増加や CHIPS法のような政策によって促され、これは半導体製造とR&Dに520億ドルを割り当てていますが、インテル(アリゾナ州でのチップ生産施設の拡張に
2025年の電子産業の成長見通し 2025年の電子産業の成長見通し 期待は多少異なり、Statistaが7月に行った調整で世界の消費者向け電子製品の販売予測を $1.07兆から$977に下方修正した後、以前ほど楽観的ではなくなったかもしれませんが、2024年が成功した後、2025年に向けて電子業界が堅調な成長軌道に乗っていることは明らかです。 「世界の半導体市場は、2024年を高い評価で締めくくっています。業界は10月に史上最高の月間売上高を達成し、月々の売上が7か月連続で増加しました」とSIAの社長兼CEOであるJohn Neufferは述べています。「2024年の総年間売上は、以前の予測よりも高い約20%増加すると現在予測されており、2025年には二桁の成長が続くと見込まれています。」 この成長に貢献しているのは、半導体の進歩、AI駆動アプリケーションの採用、5Gインフラの拡大、そして持続可能なエネルギー解決策への需要の急増です。しかし、2025年には、リスクの風景は広大になります。気候変動から地政学的不安定、重要な鉱物資源の不足に至るまで、あらゆることから生じる財務および運用上の混乱に対して、バリューチェーンは非常に脆弱であり、戦略的な回復力とサプライチェーンの多様化への取り組みが求められます。 2025年がスムーズな道のりになるとは思えませんが、企業が2024年の勢いを維持し、急増する需要の価値を完全に実現しようと努力する中で、有望な機会が提供されます。 セクター全体の成長を支える半導体 ウェアラブル、スマートホームデバイス、EVなどの業界は、技術進歩を迅速に活用し、その利益を引き出すことで、セクター全体のイノベーションと成長を加速しています。半導体は引き続き業界のバックボーンであり、セクター全体の成長を支えていますが、2025年に期待される成長の程度は、注目されるアナリスト間で大きく異なり、6%から16%の範囲です。 ここでは、数字とその理由について見ていきます: Semiconductor Intelligence (SC-IQ)は、 2025年には大幅に遅い成長を予測しており、その理由として、AIの成長は続くものの減速、PCとスマートフォンの成長は平凡、自動車市場は比較的弱く、特に米国での高関税が消費者需要に影響を与える可能性を挙げています。 Future Horizonsも、 8%の遅い成長を見込んでいます。 Gartnerの最新の予測によると、半導体収益は2025年に14%成長し、 合計で7170億ドルに達すると予測されています。これは、市場が6300億ドルに達すると予測される2024年の19%の成長に続くものです。 半導体産業協会(SIA)によって支持された、世界半導体貿易統計(WSTS)は、2025年に半導体市場の広範な成長を予測しており、11.2%の増加で、世界市場の評価額を約6970億ドルにすると予測しています。成長は主にロジックとメモリーセクターによって推進され、これらは合わせて 4000億ドルを超える価値になるとWSTSは述べています。
ルールを曲げる:ダイナミックアプリケーションのためのフレキシブル回路の設計 ルールを曲げる:ダイナミックアプリケーションのためのフレキシブル回路の設計 フレキシブル回路は、剛性のあるPCBでは実現できないコンパクトで軽量、そして適応性の高い設計を可能にします。ウェアラブルデバイスからロボティックシステムまで、フレキシブルPCBは常に動き続けるアプリケーションで優れた性能を発揮します。しかし、これらのダイナミックな環境は、回路設計に独自の課題をもたらし、技術的な専門知識と戦略的な計画の両方が求められます。 このブログでは、ダイナミックなアプリケーションのためのフレキシブル回路の設計について見ていきます。材料科学の理解から一般的な課題への対処まで、このブログはPCBデザイナーに耐久性と信頼性のあるフレキシブル回路基板を作成するために必要な洞察を提供します。 ダイナミックなアプリケーションにフレキシブル回路が不可欠な理由は何か? フレキシブルPCBは、狭いスペースに適応し、繰り返しの曲げやねじれに耐える能力があるため、際立っています。これにより、剛性のあるPCBでは失敗するようなアプリケーションで役立ちます。例えば: フィットネストラッカーやスマートウォッチのようなウェアラブル電子機器。 ロボットアームや関節で連続的な動きを扱うロボティクス。 エアバッグ、センサー、内装照明を含む自動車システム。 最先端のスマートフォンや携帯デバイスの折りたたみ式および巻き取り式ディスプレイ。 これらのダイナミックなアプリケーションは、性能を損なうことなく機械的なストレスと繰り返しの動きに耐える設計を要求します。 材料科学 柔軟な回路のために選択する材料は、動的なアプリケーションでの性能に大きな影響を与えます。重要な材料とその役割を詳しく見てみましょう: 基材 ポリイミド(PI):その優れた機械的強度、柔軟性、および耐熱性のために、柔軟な回路に最も一般的に使用される材料です。 液晶ポリマー(LCP):低い水分吸収と優れた高周波性能が求められるアプリケーションに理想的です。 銅の種類 圧延アニール(RA)銅:その滑らかな表面と高い延性のため、動的なアプリケーションに好まれます。RA銅は、電気めっき(ED)銅と比較して、繰り返しのストレス下での亀裂が発生しにくいです。 接着剤なしラミネート:接着剤なしの構造は、剥離などの潜在的な弱点を排除し、材料の厚さを減らすことで、繰り返し曲げに対する回路の耐性を向上させます。 以下に示すのは、ブックバインダー構造を持つ例のリジッドフレックススタックアップです。このスタックアップの設計アプローチについては、 この記事でさらに読むことができます。 成功へのテスト:動的曲げおよびフレックスサイクルテスト
ポートオートメーションはどのようにしてリードタイムと送料を削減できるのか? ポートオートメーションはどのようにしてリードタイムと送料を削減できるのか? 技術が港湾運営の効率化において重要な役割を果たすことは間違いありません。供給チェーンの多くの場面で自動化は避けられず、このインフラを最初に採用する者が、高まるスループットの負担を軽減することになるでしょう。 人工知能(AI)がリードタイムを短縮し、世界的な船舶輸送のコストを削減することはほぼ確実ですが、港は自動化の全ての利益を享受する前に考慮すべき課題がいくつかあります。それは、港湾管理システム全体のデジタル接続性です。 コストはシームレスな運用を通じて削減され、クリティカルパスの最適化の結果として納期も短縮されますが、これに影響を与える外部要因が自律型海港システムの成功または失敗を決定するかもしれません。 港が直面している現在の課題は何ですか? デジタル化は、供給チェーンの成長の圧力に対応するためのものです。港湾運営でその潜在能力を完全に活用するためには、企業は直面している課題とそれが時間とともにどのように発展するかを考慮する必要があります。すべてのステークホルダーの視点を受け入れる企業は、港湾労働者から上流の配送業者まで、すべての人に利益をもたらす結果を提供します。 労働力不足 2024年10月、世界の港湾貿易業界は、運用システムのさらなる強靭性が必要であるとの警鐘を受けました。 2024年の数ヶ月にわたる抗議活動を通じて、ドックワーカーたちは自分たちの仕事がロボットに奪われることを望んでいません。これは、これらの抗議活動が引き起こすダウンタイムに対する解決策が技術にあると言っているわけではなく、より重要なことに、港湾運営者は先進システムが彼らの仕事を支援し、向上させることができるとスタッフに安心感を与える方法を見つけなければならないということです。 これは、自動化とAIが業界に必然的に導入される中で、採用者は慎重に進めなければならないというユニークな課題を提示します。 港湾混雑 港湾混雑の過去と現在の率に影響を与えるさまざまな要因があります。貿易が成長を続け、国々が努力で相互に連携する中、紛争は船積み港の遅延に役割を果たしています。 紛争は2つのタイプから生じます:世界の主要な航路沿いでの戦争(例えば、イエメン沖でのフーシ派の攻撃による迂回など)と大陸間で行われている貿易戦争(中国と米国の取引が 貿易関税の上昇や船積み要件の変更に主な寄与者である)。 高いスループットとこれらのイベントを組み合わせると、港は混乱に対応するためにリードタイムを短縮する必要があることに気づき始めます。 リスク管理 リスク管理プロセスは、出荷を保護する努力以上のものであり、これらの課題を最小限の影響で乗り越える能力です。港は、これらの場合においても、関係者を考慮し、リードタイムを効果的に伝達することが得意になる必要があります。これにより、PCBの配布業者と購入者の両方に情報を提供できます。 ここで、技術がその強みを発揮しますが、港での自動化の未来について心配する労働者たちは、効率とコントロールの繊細なバランスを必要としています。自動化は、情報の観点からすべての当事者にとって有益である可能性があります:荷物の追跡、配送時間の予測、作業負荷の管理、出荷に関する全体的な透明性などです。 環境 すべての排出量が多い産業と同様に、港にはサプライチェーンの環境への影響を軽減する役割があります。世界の船舶による炭素排出量が1,000百万トンを超える中、すべての港の取り扱いプロセスと機械の足跡を考慮する必要があります。 港湾コストの最適化と効率化
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