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作者：郭慶春 引言 良工鍛煉凡幾年，鑄得寶劍名龍泉。用唐人郭震的這句詩來描繪日本的精良制造工藝恰如其分。 我們先就劍論劍。日本武士刀是世界名刀之一，它源于中國漢代的百煉鋼技術。將金屬鐵反復加熱、折疊、鍛打，同時具備優異剛性和韌性的刀劍就誕生了。由于成本高昂、不易維護，后來百煉鋼在中國被其他鋼材取代。日本則繼承了百煉鋼工藝并將它推進到極致，造就了削鐵如泥的世界名刀。 成就TDK的不是武士刀，而是追求精良的理想。武士刀上最不希望看到的是鐵銹，但憑借這不起眼的鐵銹，TDK創造出了一個驚人巨大的產業。1930年，加藤與五郎博士和武井無博士發明了鐵氧體，其主要原料就是鐵銹（氧化鐵）。二人在1935年成立了東京（Tokyo）電氣（Denki）化學（Kagaku）工業株式會社，1983年更名為TDK株式會社。 以鐵氧體為起點，TDK步入快速發展的軌道。上世紀80年代。TDK的盒式錄音帶風靡全球。今天，TDK硬盤驅動器磁頭世界領先。當然，TDK的產品不限于磁性材料。如今它的產品還涵蓋各種元件、組件、電源及應用薄膜產品等。下面我們來看一下今年高交會電子展上TDK公司展出的最新產品技術。 不含稀土的鐵氧體磁鐵和不含鏑的釹磁鐵 磁性材料是TDK的根本。TDK的很多技術都是圍繞其深厚的磁性材料技術展開的。磁鐵方面的進展大概最能反映TDK不斷的技術進步。 稀土是化學元素中的維生素；微量的稀土元素可以大幅提高材料的性能。但稀土在全球的分部不均，原料的價格波動較大，日本企業感到比較被動，這是TDK致力于無稀土磁性材料研究的動力。TDK開發出的高性能鐵氧體磁鐵FB9RF系列不含La（鑭）和Co（鈷）等稀有金屬，其磁性卻與含有稀有金屬的FB9系列接近，可以保證穩定的生產、供應。FB9RF系列的主要用途包括電氣馬達、家電馬達、電動工具馬達等。 
圖1：通過改良晶粒結構，TDK提升了不含稀土的鐵氧體磁鐵性能 Dy（鏑）和Tb（鋱）屬于重稀土元素，價格昂貴，但它們能提高釹鐵硼永磁材料的矯頑力。現在，TDK開發出了不含這兩種元素的釹磁鐵，實現了與含有重稀土元素的NEORCE53系列同等水平的磁力特性，而且整個磁鐵內部特性均勻，所以消除了對磁鐵形狀的限制。此外，這種不含重稀土元素的釹磁鐵還實現了高耐腐蝕性。
圖2：TDK不含鏑的釹磁鐵性能表現 對于中國來說，不含稀土的高性能磁性材料的出現也不見得是件壞事。中國正處于經濟發展轉型時期，初級產品和原材料的出口是不可持續的發展模式。低效率的稀土開采不僅浪費了寶貴的資源，缺乏監管的開采方式也對環境造成了壓力。因此，電子工業對稀土依賴的降低也是中國實現產業調整的一個契機。 汽車電子相關技術 在本次高交會上，TDK展示了若干車用產品和技術，從常規的車用產品到電動汽車和混合動力汽車產品，包括電容器、線圈/電感器和電源轉換器。 電動汽車無線供電系統 電動汽車無疑是大勢所趨，而無線充電則是近期的熱點技術。TDK正在開發的無線供電系統可以讓汽車在停泊過程中進行充電，充電功率高達3.3kW，可在8小時完成充電。該系統采用磁共振原理，充電效率據稱高達90%。它采用TDK獨創的PC95材料，所以從低溫到高溫的能量損耗都非常小。另外一個亮點是充電線圈小型化；受電線圈的尺寸僅為A4紙張大小。 這是TDK多年積累的磁力線路設計技術、電路設計技術、模擬仿真技術的成果。電磁兼容方面，TDK還使用電波暗室檢測系統對干擾輻射噪音進行分析。
圖3：TDK的電動汽車無線供電系統 金屬支架電容 車載電子設備會遭受劇烈的溫度變化和激烈的振動。汽車電子必須能夠承受相當的熱負荷和機械負荷。TDK獨創的金屬支架電容就是為了應付汽車的惡劣環境。 金屬支架電容具有優異的負荷耐受性，即使經過3000次的熱沖擊也極少發生開裂。同時，該電容對基板翹曲具有卓越的耐受性。雙層型的器件（如圖2所示）的容量在同等面積下翻番。
圖4：通過安裝金屬蓋，金屬支架電容可緩解高溫和沖擊 樹脂電極產品 這是TDK獨有的技術，外部電極采用彈性的導電性樹脂，可緩解機械應力，同時提高對熱沖擊的耐受性。此外，這種產品的耐基板翹曲性也十分優異。
圖5：樹脂電極產品可緩解熱沖擊和外部壓力 用于EV/HEV的軸向引線式鋁電解電容器 這是TDK旗下愛普科斯（EPCOS）的產品。2008年，TDK以公開收購股票的方式收購了德國電子設備廠商EPCOS。 軸向引線式鋁電解電容器采用特殊設計，實現耐高紋波電流特性。它可以減小60%的電容體積，在降低故障率的同時減小了PCB占用面積。該電容器具有低ESR，耐振性高達40g，125°C下壽命達到1000小時，已通過AEC-Q200可靠性認證。
圖6：一個軸向引線式鋁電解電容器可替代三個徑向引線式電容器 EV/HEV用DC-DC轉換器 該轉換器用來從新能源汽車的動力系統高壓電池向輔助設備供電。TDK融合其獨有的材料技術、電路技術和仿真技術，實現了小型、輕量、高效率的電源轉換。TDK的DC-DC轉換器目前可輸出14.5V/165A，能量密度為1W/cc。
圖7：TDK的新能源汽車用DC-DC轉換器能量密度將達到2W/cc 用于智能手機的產品 在近幾年的智能手機大潮中，日本手機顯然被甩在了后面。但是，日本的元器件其實最適合像手機這樣的空間受限應用。移動終端的興起對日本元器件制造商來說應該是個福音。下面我們來看一下TDK在高交會電子展上展示的幾種用于智能手機的元器件和組件。 超薄、柔性的無線充電線圈 這是一款WPC無線充電聯盟Qi標準的接收線圈，厚度僅0.48mm，功率為5W。TDK將高性能磁性材料用于無線充電，實現了小尺寸、高性能和抗沖擊性。
圖8：TDK符合Qi標準的無線充電接收線圈厚度僅0.48mm 用于高輸出閃光燈的雙電層電容器（EDLC） 這是一款輕薄、低阻抗的快速充放電器件，可向移動設備中短時間內需要大電流的耗電電路提供數安培的大電流，減輕、延緩電池的負荷。該EDLC壽命長，不含稀有及貴金屬，也不會起火爆炸，主要用途包括高輸出LED閃光燈和輔助電源等。該器件的尺寸為2.5 x 25 x 20mm，最大充電電壓5.5V，容量350mF，阻抗70mΩ。
圖9：輕薄、低阻抗的快速充放電EDLC 用于攝像頭模塊的鏡頭致動器 如今，人們越來越多地用智能手機進行拍照，對手機鏡頭的性能要求也越來越高，尤其是對焦速度和畫面質量。TDK開發的高速閉環音圈致動器（CL-VCA）和高質量光學圖像穩定器（OIS）就是為了滿足這些需要。
圖10：TDK高速閉環音圈致動器的結構 與常規鏡頭致動器相比，TDK的CL-VCA帶有霍爾傳感器，其閉環、有位置控制變位特性使得其相應時間非常短暫，如圖7所示。該器件主要用途包括手機攝像頭、平板電腦攝像頭和投影機等。
圖11：閉環與開環變位特性比較 WLAN/藍牙無線前端模塊 這是TDK旗下愛普科斯（EPCOS）的產品。這個用于智能手機的小型Wi-Fi和藍牙前端模塊D2036內置帶通濾波器和雙工器、平衡器、BAW濾波器，比分立設計節省一半的PCB面積，僅3.0x2.5mm。此模塊還提供內置PA/LNA的選項。
圖12：EPCOS小型Wi-Fi和藍牙前端模塊內置多種功能 電源產品 此次展會上，TDK展出了TDK-Lambda的Genesys & Z+系列CVCC可編程直流電源、隔離型雙向DC-DC轉換器、CUS新一代工業級超薄電源和DRB&DRF系列導軌開關電源。 TDK-Lambda的CVCC電源用于半導體、汽車、PDP、有機EL顯示器、超純水的生產設施、測量測試設備和研發設備，具有結構緊湊、超薄、高容量、高性能的特點。隔離型雙向DC-DC轉換器可進行雙向功率變換，通過串行通信控制電壓和電流。功率變換方向可通過通信接口控制，也可以自動切換。通過數字控制，它可以實現94%以上的高效率。CUS新一代工業級超薄電源是在中國最新開發的一款高效率、超薄、高性能的電源。CUS250高度僅0.7U，功率300-350W，提供多種安裝方式和散熱方式。DRB&DRF系列導軌開關電源用于工業自動化、測試裝置、可再生能源設備、交通控制、自動售票機和半導體設備等。此類電源具有小型化（極窄的寬度）、高效率、低待機功耗等特點。
圖13：Genesys（左）和Z+系列（右）CVCC可編程直流電源
圖14：隔離型雙向DC-DC轉換器
圖15：CUS新一代工業級超薄電源
圖16：DRB（左）&DRF（右）系列導軌開關電源 工業應用器件 TDK旗下EPCOS展出了幾款用于智能電表和直流母線的器件。 智能電表用壓敏電阻具有高穩定性、可靠性、一致性和長壽命。它還可用于電源、電壓保護模塊、家用電器、變頻器/逆變器和瞬態電壓抑制器等。智能電表用金屬化薄膜電容器具有容值穩定性高、能承受高溫高濕的特點，主要用于阻容減壓電路。
圖17：智能電表用壓敏電阻 用于直流母線的金屬化薄膜電容器具有高紋波電流、小型大容量和高溫規格三種類型，適用于可再生能源設備、各種工業設備和車載應用。用于直流母線的鋁電解電容器具有小型化、高電容、長壽命、高紋波電流的特點，適合作為變頻器、光伏逆變器和工業電源中的鏈路電容器使用。
圖18：用于直流母線的金屬化薄膜電容器和鋁電解電容器 EMC電波暗室和EMC中心 最后，我們必須提及TDK的電波暗室。TDK具有業界最高水準的超高性能電波暗室，在全球建有1000多間。TDK具有40年的電波暗室建設經驗，使用先進的吸波材料、暗室設計技術及構造技術。TDK的華南EMC中心已取得VCCI、FCC和IC注冊，提供CE、VCCI、FCC、IC和C-Tick等EMC測試和認證服務。TDK的電波暗室為自己和客戶的產品研發都發揮了關鍵作用。
圖19：TDK在全球建有1000多間高水準電波暗室 |
