能源领域技术不断发展,汽车、军事和数据通讯市场将继续推动连接方面的创新。
能源领域技术不断发展,汽车、军事和数据通讯市场将继续推动连接方面的创新。
在新冠疫情时代,技术进步的步伐仍在继续。用于抗击covid-19的 mRNA疫苗是在成功研发其它抗病毒mRNA疫苗的基础上而生产出来的。现在已经优化了流程,以便能够以最短时间提供疫苗,作为预防未来病毒的常规手段。目前对医疗技术的关注将导致增加对设备的资金投入,较多使用小型循环推拉和分离I/O连接器。
随着供应链的复苏,芯片的持续短缺将持续到2022年。电子行业所经历的资金短缺预计将刺激对国内制造业的投资,尤其是在美国政府对关键零部件的支持下。
新的金融服务生态系统正在建立起来。DeFi(去中心化金融)提供了快速数字通信和控制。其功率需求将影响数据中心的设计。
5G的实施和6G的未来发展将需要对宽带基础设施进行大量投资。将需要新的高频电子元件,包括新的连接器和低太赫兹的波导(WGs)电缆系列。
作为工程师,会思考技术及其指导方针方面的进步,比如摩尔定律。然而,在行业经济上,会考虑金融利率、供应链限制,再到新的FCC带宽的预估价值,以及对创新步伐深远的影响。政府在投资和法规方面发挥着作用,包括对新的可持续建设(包括太阳能和风能设备)的税收抵免,到与Covid-19疫苗接种相关的劳工问题。
Amphenol工业公司的Helios H4 HP连接器具有UL/TUV等级,用于太阳能逆变器、组合器箱和太阳能电池板的安装。
数字平台的使用量增加
比特币是第一个著名的区块链货币,2021年成为主流投资。其它加密货币,如以太坊,预计将在2022年达到运营规模,并成为金融机构之间加密安全和无摩擦交易的基础,用于资金转移、信用卡处理、交换融资,甚至贷款的资产支持。新的金融体系将会更快,运营成本更低,提供更多的透明度,并减少对集中式银行和金融体系的依赖。
新的数字技术平台可以为本地和全球的交流提供去中心化的共同价值基础。以太坊区块链已经成为DeFi中的一个重要因素,预计在2022年第一季度,它将比VISA处理更多的交易。我们很少有人会注意到流程的变化,但这将降低个人和企业财务交易的成本。一些预测显示,世界将使用比特币作为即时交换的基础货币;更快的营业额可能会为经济增长增加几个百分点。
用于数字货币的区块链应用在2021年大大扩展。它还被用来定义不可替代的代币(NFT),这是存储在数字账本中不可互换的数据单位。对于一些很容易复制的物品,如视频、稀有艺术品和照片,区块链技术被用作真实性和所有权的公开证明。 NFT缺乏互换性,因此它们可以被复制,但所有权仍得到保证(最初的NFT保存在所有者的“钱包”中),这使得它们不同于可以分割和改变所有权的加密货币。2022年将把 NFT作为一种转移资产所有权与有保证的控制文件而得到扩大使用。我们甚至可能看到由 NFT定义的6G低 THz WG连接器组件的新专利。
5G领域的成长集中在细节技术
目前大多数无线基础设施都是为4G和LTE设备开发的,涉及的频率传输距离较远。这对于低容量电话、谷歌搜索和电子邮件都很有效,但不能处理不断发展的高速技术所需的高容量数据传输和通信需求,包括车辆V2X和智能城市基础设施。
V2X技术将车辆与交通环境中的其他固定和移动元素连接起来,促进安全、高效和自主的交互。
(图片由Samtec提供)
5G将需要大量紧密间隔的站点来发挥作用。在5G安装中使用MIMO天线正促使具有更高频率(波长更短)射频端口数量的大幅增长,从而减少物理尺寸。虽然许多技术文章讨论了针对更高GHz频段的新连接器,但基本的5G无线电接入网(RAN)将专注于当前LTE频率和现有连接器的450MHz到6GHz(称为“FR1”)频率。高频带5G使用24-47GHz的频率,接近毫米波波段的底部,以达到Gb/s范围内的下载速度,可与有线互联网相媲美。
I-PEX的MHF连接器支持的频率高达9GHz。
毫米波(mmWave)的传输范围有限,这增加了所需小电池的数量。小单元内的板组装需要大量的微型板连接器。如:MHFI-PEX(也用于PCIe),Hirose 的 U.FL 产品系列,和标准N,SMB,SMPM低PIM版本(包括电缆版本)等。
由罗森伯格高频技术有限公司提供的小电池连接器解决方案。
新能源车增加了连接器应用
到2022年,多家制造商将推出全电动卡车,一次电池充电就可以工作一整天。通用汽车推出电动悍马卡车之后,又推出一辆电动汽车SUV,该车配备较新的800伏特快速充电系统。该公司的全电动e-Silverado将与福特的 F150 Lightning车竞争,几家初创公司今年也将推出电动卡车。电动卡车的扩张将影响由IEC和其它标准定义的高功率拖挂系统连接器的未来市场。
Amphenol 的UPC电源连接器用于混合动力汽车。这些连接器具备IP67和IP69K密封等级,并根据UL2251和IP2XB(IEC60529)标准防触摸。
一些新车的计算能力甚至超过喷气式飞机,拥有多达100个可编程电子控制单元(ECUs)和多达1亿行软件代码,可以运行引擎动力系统、信息娱乐、通信、安全传感器和驾驶员辅助系统等的所有功能。这些电子车辆元件和系统必须相互共存,而不会造成EMI/RFI干扰。供应商正在学习应对AEC-Q100要求,该标准定义了有源组件的标准测试,AEC-Q200-无源设备的测试。这些组件将使用相对低成本、高容量的连接器,加上具有冗余机械终端定位保证(TPA)和连接器位置,提供比许多军用规格更高的可靠性。随着更高的GHz信号扩大使用,新的迷你FAKRA连接器将变得很重要。
由于传感器和控制组件的增长,用于V2V/V2X通信的组件,以及汽车应用的电缆组件将成为整个电缆组件市场的最大部分,预计到2022年的销售额接近520亿美元。
TE连接的AMP+HVP800高压互连系统组件是为混合动力和电动汽车设计的。
新的车辆控制系统将包括符合IEC63171-2(IP20)、IEC63171-5(IP67)和新的SPE(单对以太网)协议,以及新的IEC63171-7。范围为1000m,数据速率高达1Gb/s,功率高达50W,使用微型矩形和圆形M8和M12连接器。SPE还可以处理较慢的10Mb/s,现在可以转换到以太网。
Phoenix Contact单对以太网连接器
TE连接的Generation 50连接器组合
新的军事,航空航天应用潜力巨大
5G和6G将为军事行动提供网络安全和通信能力。2021年10月,DARPA发布了一份用于中低收入国家的RFP,用于G波段亚太赫频率范围110-300GHz组件,用于遥感和更高数据速率(更宽的带宽)通信应用。这将利用200GHz以上的低大气吸收率。从12月提交的提案中,正式项目开工日期计划在2022年5月。将互连扩展到110GHz以上是当前系统的自然扩展,现在互连测试易已经到145GHz。
高频毫米波组件是用于商业和军事应用的双重用途。Anritsu的ME7838G系列矢量网络分析仪通过单一同轴模式连接器可以测试从40kHz到226GHz,并使用波导提供覆盖1.1THz的范围
期待已久的新 MIL规格是MIL-DTL-32689。由DLA Land 和Maritime内的工程和技术支持理事会发布。初稿最近发布了行业审查,并要求在2022年1月15日之前发表意见。这些连接器是MIL-DTL-38999的微型版本,与具有类似规格的D38999相比,重量要轻约70%,尺寸通常要小50%。最大的支持来自于格伦奈尔。在2021年底加入项目委员会后,与一些知名供应商合作,包括: Amphenol Aerospace, ITT Cannon, Eaton (Souriau), 和 TE Connectivity、Fischer Connectors 和Omnetics Connector Corporation等 。据报道这些公司正在开发有竞争力的产品。Bishop & Associate 9月发布的新报告《World Circular Connector Market 2021》,微型38999将拥有2021年至2025年所有系列型号中最高的GAGR增长。
Amphenol Aerospace的2M Hermetic 微型 D38999 连接器
SOSA(传感器开放系统架构)标准预计将成为美国军队未来使用所有传感器设备的重要组成部分。经过四年多准备工作,SOSA联盟于2021年9月发布了其关于SOSA参考体系结构的新技术标准第1.0版。第一个符合SOSA标准的系统计划在2022年推出。该规范为显著降低开发和集成成本以及安装具有多源零部件共性的新传感器功能所需的时间提供了基础。SOSA参考体系结构广泛地引用了现有的标准,特别是VITA。
SOSA标准涉及一个更新的RT3背板连接器,对于PCIe Gen4(16Gb/s)或100GbE(4车道)带宽要求更高的系统,最多可支持25Gb/s。更高带宽的RT3连接器向后兼容传统的 MULTIGIG RT 和RT2-R连接器。
SOSA背板还可以包括由VITA 66定义的那些连接组件,其中包括光纤连接模块和用于射频和光连接器的VITA 67,它们可用于以更高的带宽数据传输。
两个LightCONEX 12TRX风格的一个插件模块和背板连接器兼容的VITA66.4标准。(总共2根×24根光纤)由Smiths Interconnect公司提供。
MIL-DTL-38999系列III型圆形连接器,最多有4个MT套圈,可容纳多达96个光通道,由TE连接根据新的VITA87标准推出。
对于盒子之间的外部连接,SOSA正在采用军用标准解决方案,如MIL-DTL-38999坚固的圆形连接器,结合VITA标准解决方案。例如,VITA76圆形铜互连将用于SOSA系统的高密度、高速铜缆传输。SOSA对高密度光学的要求导致了一种新的VITA 87标准,具有高密度MT接口的MIL-DTL-38999型连接器。
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