应用场合的需要推动电子器件小型化

• 2023-05-31 18:35:52 来源：互联网

为了满足许多新型和先进应用系统的需要，电子装置和组件正在趋于被小型化。

(资料图)

智能手机和智能手表是让大多数消费者联想到小型化的产品。小型化在电子领域并不新鲜，毫无疑问，这种趋势正在加速发展。有许多因素促使电子器件更小、更薄、更精简。小型化趋势远远超出了半导体的规模化趋势。摩尔定律和更先进的集成电路使业界生产出功能更强大且尺寸更小的系统。不过，最终是一小部分高级应用领域推动了小型化元器件的需要。

集成电路并不是先进电子产品中唯一小型化的部件。无线设备、智能消费类设备、数据中心基础设施和边缘计算等应用领域需要更强大的I/O和更高的特征密度，这推动了装置中每个元器件的小型化。连接器等机械部件更是小型化的主要目标，特别是在当今先进产品中的复杂多板组件中尤其如此。

小型化的驱动因素

设计是许多应用领域常见的电子元件小型化的关键驱动因素。在设计中缩小半导体体积只是小型化的部分努力。小型化趋势延伸到所有元器件领域，包括机械器件和连接器。推动小型化的主要因素包括：

市场需要更高的特征密度，也就是说需要把越来越多的元器件封装到更小的电路板/外壳空间中市场需要更多样的功能，需要在单个芯片、电路板和设备中实现多种功能更高的I/O密度，以支持上面强调的更高功能要求用户体验的演变推动设备小型化，进而刺激元器件小型化需求

使小型化变得进一步复杂的事实是，许多支持高级应用场合的系统都是由复杂的多电路板组件构建的。在某些电子设备中，最大的元器件是连接器和电缆，因此这些元器件的小型化对于实现外形尺寸目标非常重要。我们看到，需要进行元器件小型化的一些主要应用设备包括：射频/无线设备、消费电子和数据中心/边缘计算。

射频和无线系统

过去，射频系统占用更多的电路板空间，并且需要笨重的外部元件进行无线通信。造成这种情况的两个主要原因非常缺少小型高效的元器件，以及许多射频设备在较低频率下工作。由于这些系统中信号的工作波长需要。其实，某些在较低频率下工作的射频元器件和电路必须是较大尺寸的。

5G、毫米波雷达和毫米波传感是三个主要应用领域。在更高的工作频率下，我们需要采用更小尺寸的元器件。由于现代无线应用设备在更高频率下工作，其频率达到千兆赫兹（GHz）级别，因此射频电路和元器件的尺寸被缩小。尺寸缩小的系统包括：依赖于印刷射频电路的专用射频系统，以及具有功能更强大且排列更密集天线阵列的无线系统。

5G毫米波射频柔性对板连接器

天线阵列的小型化问题出现在两个重要领域：5G设备和汽车雷达传感器。这些设备的外形尺寸分别受到外壳和车内设备布局高度的限制，要求在外形上非常扁平的电路板组件。为了实现为这些系统设定的外形轮廓和尺寸目标，并同时确保板对板连接的信号完整性，扁平连接器是必不可少的。

消费类电子产品

智能手机是全球最受欢迎的移动设备，但个人健康产品和新型家电产品等其它设备也同时在推动元器件的小型化。许多消费类电子产品以其时尚的外形而闻名，这就要求业界对这些产品中的最大元器件进行小型化。

手机中的连接器就是很好的例子。为了容纳更多元器件，元器件外形尺寸被缩小，所占用的电路板空间减少，因此天线模块、显示器和主印刷电路板之间的连接需要我们沿z轴设置非常薄的板对板或柔性对板连接器。

Easy-On FFC/FPC连接器

这些类型的扁平连接器可实现具有高I/O密度、灵活性、或超薄型特点的连接或同时具备这些特点的连接。随着越来越多的设备采用可折叠外壳，更多的互连设计将变得灵活，通常业界使用薄型连接器和电缆组件。这些连接器通常需要在同一连接器上连接电源和信号电路，所连接电源电路的额定电流可能很大，而所连接的高速数字信号电路需要确保信号完整性。

数据中心和边缘计算

数据中心基础设施和边缘计算系统的硬件具有共同的特点，因为这两个领域的功能更加密度。随着越来越多的基础设施内置了更强大的网络设备、AI加速设备和现场可编程门阵列（FPGA）/图形处理单元（GPU）扩展选项，数据中心环境越来越需要进行更多的计算。因此，在数据中心，机架式服务器内部的可用空间变得更小。

在边缘计算中也存在同样的尺寸限制，业界试图以更小尺寸的装置使上述数据中心功能在地理上更接近最终用户。在各种推动因素的推动下，上述两个领域中的如下计算系统装置被不断小型化：

安装和外壳解决方案风扇和散热器型材扩展/加速卡夹层和板对板连接器用于信号和电源的线对板连接器光收发器及其互连解决方案

在边缘人工智能等专门的计算范例中，连接器系统必须在主板上的器件之间以及外围设备之间提供高速数据传输功能。在这些系统中，连接器和电缆组件也可能需要在同一连接器中同时提供电源和信号连接，这具体取决于目标外形尺寸和应用领域。

最后，构建这些系统时，我们还要考虑一个重要的可靠性因素，这些系统必须有相当长的使用寿命，并且要耐受恶劣的环境。为此，这些产品的连接器系统应提供适当的IP等级防护并应能够承受机械冲击，但其外形尺寸必须较小，且其引脚密度和z轴高度必须符合要求。

Molex莫仕元器件支持先进的应用产品

涉及这些先进领域的公司将继续面临缩小器件外形尺寸的挑战，并且需要一系列适当的连接器解决方案，这些连接器必须符合在高度、信号完整性和所需I/O电路数量方面的要求。Molex莫仕处于这些先进应用领域的最前沿，提供一系列连接器解决方案以及构建定制互连系统的工程设计能力和专业技能。Molex莫仕提供高产量、高性价比的产品，可满足从通信到汽车和消费类物联网产品等行业在内的各行业在产品精简化、小型化、信号完整性和外形尺寸方面的需求。

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