影响连接性设计的四大行业发展趋势

作者:TE 终端设备事业部技术总监 陈家辉  来源:中国电子商情

发布时间:2016-01-22

电子产品设计者面临着更新迭代的挑战，他们不但需要为产品增加新功能，同时还要应对密度更高、速度更快、连接范围更广、电源管理更高效的发展趋势。在当今世界，产品更新周期往往只有几个月，因此设计周期也变得越来越短。面对这样的趋势，开发人员在TE Connectivity数据与终端设备事业部的帮助下，将先进、可靠的连接器和组件运用到新一代电子产品中，从而真正推动了新产品的开发速度。

从“大数据”和物联网(IoT)到可穿戴设备、4K电视以及5G无线网络，不断扩大的市场需求使得更多的数据以更快的速度传输到更多地点，从而带动了产品特性的逐步提升，为客户带来速度更快、体积更小、连接性更强、能效更高的连接器产品。与此同时，产品的生命周期也变得越来越短，而企业则一直面临着将产品更快投放市场的压力。因此，他们必须快速、灵活地生产出新产品，以随时应对市场需求。数据中心的硬件十年如一日、消费类设备损坏后才更换的时代已一去不复返。在这个数据需求量极大的新环境中，设计人员需要使用易于在同一封装中进行升级的组件，从而快速、高效地满足后续用户需求。

趋势1： 紧凑型设计

用户对于电子产品的性能与密度的需求是密不可分的。多核处理器和存储器系统正在快速发展，虚拟化催生了对更多连接的需求。然而，可用于实施连接的空间大小始终不变，唯一的改变则是产品不断缩小的可用空间，特别是可穿戴设备、智能手机、智能手表、平板电脑和机顶盒等消费类和连接设备中的空间。例如，在数据中心中，从前的12端口交换机已经被如今的24、48或96端口交换机所替代，而19英寸和21英寸的机架也能够容纳并支持连接数更多的路由器和交换机。

对于产品开发人员而言，唯一的应对方式就是在设计中采用体积越来越小的连接器，包括外部连接器和内部互连产品、线对板连接器、存储器连接器和插座、屏蔽与接地设备以及电源连接器等。因此，开发人员面临的挑战便是找到具备高性能和高可靠性的连接器及相关组件，同时还要兼顾轻便性及EMI（电磁干扰）屏蔽性能。此外，设计人员在紧密排列连接器时仍要面临元器件发热、信号完整性（串扰）和向后兼容性等问题。

作为将高密度和微型化概念引入电子产品市场的领军企业，TE数据与终端设备事业部协助开发并实施QSFP+、Mini-SAS HD、HDMI和USB Type-C等多项标准，为数据中心设备、无线和有线网络设备、消费类电子产品、连接设备和可穿戴设备提供高密度连接器。

趋势 2 ：更高速的设计

在整个电子产品行业中，研发人员始终致力于实现更快的数据传输速度。数据中心设备已将数据传输速度从10Gbps提升至25、40、50和100Gbps，而虚拟现实技术和4K电视的出现催生了消费类产品对速度的进阶需求。例如，一部搭载虚拟现实技术的耳机的数据传输速度已达到12Gbps。

如今，随着客户对于更高速产品的需求，连接器和电缆组件不断发展。因而，当下的前沿技术很快就会被普及为市场标准。例如，目前的微型QSFP连接器将可能是未来的RJ45连接器。无论是行业巨头还是初创公司，都希望能够提供既可靠且性价比高的高速系统与设备。

TE数据与终端设备事业部与全球多个行业的厂商紧密合作，协助客户设计并应用连接器和电缆组件、存储器连接器和插座、天线等其他技术，确保高速性能与低干扰。

趋势 3：无限连动

过去的电子产品只需通过电缆实现设备间的连接，然而当今的技术环境融合了云、IoT、可穿戴技术、远程传感器和低功耗处理器，显得更加复杂。因此，这一切必须通过某种新的方式实现连接。设计人员希望能够专注于新产品核心功能的研发，无需担心产品的内部和外部连接速度、可靠性或稳健性。

例如，TE为多种板对板连接应用提供行业中种类最为齐全的弹簧夹（也称为屏蔽弹簧、接地弹簧、通用接地触点或接地线夹）。TE所有的弹簧夹在印刷电路板上仅占用非常小的空间，并可利用标准设备进行焊接和取放。TE通过为各行业客户提供弹簧夹，帮助众多企业降低了设计成本，更缩短了产品上市时间。

TE数据与终端设备事业部始终致力于运用最新标准实施创新解决方案，包括适用于可穿戴设备的微型I/O连接器、天线、无线充电系统、柔性印刷电路板和传感器、以及内部和外部电缆组件。此外，TE还为I/O、消费类设备内部、线对板、板对板、电路保护、电源和插座提供多样的连接解决方案。

趋势 4：电源是关键

电子产品的运行速度变得更快、功能更强大，因而需要更强劲的电源支持，但随之产生的热量也更多。因此，设计人员必须确保系统和设备不会因为产生过多的热量而导致成本过高或与人体工学相悖。新一代连接器就此诞生，在允许的发热范围内，占用最少空间并提供更多电量。

例如，TE Connectivity的MULTI-BEAM XLE连接器具备新型3触点，与原来的单触点或4触点设计相比，新型触点采用更厚、更高的导热材料制成。新型3触点设计可实现热插拔和盲插功能，并且只需较小的插接力即可完成。

此外， MULTI-BEAM XLE连接器更纤薄的外壳设计能够缩小整体PCB封装体积，并可选择使用低功率触点，即经过行业验证的通用电源模块(UPM)触点。新型触点和外壳设计可在相同的封装中提供高于原先40%的电流。MULTI-BEAM XLE采用与此前MULTI-BEAM XL连接器相同的模块化设计，并可根据客户具体需求度身定制，还可作为预装配电缆组件提供给客户。

与此同时，电源连接器也对工程设计提出了挑战。首先，这一应用需要哪些连接器，是单独的板对板、线对板、线对线、汇流排、卡边缘等产品还是多个类型的连接器组合？因为在实际应用中，一些应用需要电源和信号连接器的组合，而其他则仅需电源连接器。此外，连接器在电力负载下插接的应用则需要考虑热插拔性的适用性。TE提供的解决方案能够应对以上几乎所有挑战。