electroniqueS numéro 1 de - Page 1 - Q ELECTRONIQUE JANVIER 2010 N°1 15 ı ı www.electroniques.biz Les circuits intégrés 3D: un marché très prometteur PAGE 52 DOSSIER Pierre-Jean Albrieux, président P. 30 du GFIE et de l’Iftec «L’ENSEIGNEMENT DES RÈGLES DE FABRICATION EST DEVENU URGENT» STRATÉGIE UN GRAND PROJET EUROPÉEN POUR RÉVOLUTIONNER L’ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE S P.38 TENDANCE PAGE 56 Les Del blanches se laissent plus facilement apprivoiser Un amplificateur pour la mesure de température par thermocouple PAGE 64 MISE EN ŒUVRE GUIDE D’ACHAT Les circuits logiques programmables P.78 ÉVÉNEMENT 2010-2011 ANNÉES DE CROISSANCE PAGE 6 ÉDITORIAL “ ElectroniqueS va témoigner de l’aventure «des électroniques» de demain ” her lecteur, aujourd’hui, les profondes mutations de la presse et l’accélération du rythme des évolutions technologiques dans le monde de l’électronique, des systèmes embarqués, de la mesure… nous ont conduits à nous adapter pour mieux vous informer. Ainsi, les revues que vous connaissiez bien, Electronique et Electronique International, ont fusionné pour donner naissance au magazine mensuel ElectroniqueS et à un site web associé entièrement renouvelé. Le but, à travers ces deux médias animés par une même équipe rédactionnelle, est d’être le plus réactif possible face aux annonces économiques et technologiques de l’électronique dans le monde, en Europe et en France. Ceci grâce au web et à la parution d’une lettre d’information quotidienne. L’édition papier nous permettra, quant à elle, de mieux décrypter l’actualité, de la mettre en perspective et de vous fournir des analyses approfondies sur les grandes tendances qui traversent notre secteur. Le choix de mettre un S majuscule à la fin du mot Electronique n’est pas anodin. Nous pensons en effet que l’électronique actuelle, et encore plus celle de demain, est et sera plurielle. Certes l’électronique, ce sont les composants traditionnels actifs ou passifs, mais c’est aussi la puissance appelée à jouer un rôle majeur dans le contexte actuel d’économie d’énergie et de développement durable; ce sont également les Del qui révolutionnent l’éclairage ou les cartes à puce qui, associées à des technologies de communication en champ proche, ouvrent la voie à l’émergence d’objets sécurisés communicants; ce sont enfin les capteurs et les systèmes embarqués que l’on retrouve au cœur des voitures, des satellites, des imprimantes… Avec une importance croissante prise par le logiciel qui représente, pour l’heure, plus de 50% de la valeur de la plupart des modules électroniques. Sans oublier au sein de ce paysage élargi, les outils matériels (instruments de mesures…) et logiciels (environnements de CAO…) qui rendent possibles la création,la mise au point et le test des systèmes électroniques. Et demain, nanostructures et semiconducteurs organiques seront peut-être au cœur d’appareils ou à l’origine d’applications dont ne nous soupçonnons pas l’existence aujourd’hui. Pour suivre cette aventure, la revue ElectroniqueS et son web associé seront présents pour rendre compte des évolutions des marchés traditionnels et de ceux qui vont s’ouvrir, des technologies prometteuses à venir mais aussi des nouveaux modes de commercialisation qui se développent, ainsi que des adaptations permanentes des écoles qui forment les jeunes ingénieurs de demain. Pour nous l’objectif est clair: ces deux médias, désormais autonomes, complémentaires et inséparables, ont l’ambition, jour après jour pour le Web, mois après mois pour le papier, de vous apporter une information économique et technique complète, synthétique, claire et utile pour vous accompagner dans vos projets, et vous aider à comprendre, analyser et anticiper les tendances qui traversent le monde… «des électroniques». N’hésitez pas à nous faire part de vos remarques et commentaires. Bonne lecture à tous. ■ FRANÇOIS GAUTHIER Rédacteur en chef d’ElectroniqueS ELECTRONIQUE Q www.electronique.biz DIRECTEUR DE LA PUBLICATION: Alain Weill RÉDACTION Rédacteur en chef: François Gauthier assisté de Philippe Schwartz (5432): CAO, instrumentation et test, logiciels et systèmes embarqués Rédacteur en chef délégué: Pascal Coutance (5397): connecteurs, affichage, composants passifs Philippe Corvisier - chef de service (5396): composants RF et hyper, conversion d’énergie, Jacques Marouani chef de rubrique (5464): économie, Frédéric Rémond chef de rubrique (5442): composants numériques, capteurs, Didier Girault (5433): distribution, sous-traitance, production. RÉALISATION Fabienne Degasne - 1ère secrétaire de rédaction (5516), Sophie Moulay - secrétaire de rédaction (5516), Pascal Dumortier - 1er rédacteur graphiste (5425) . S 12, RUE D’ORADOUR SUR GLANE - 75504 PARIS CEDEX 15. 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ELECTRONIQUES - N°1 Janvier 2010 3 ELECTRONIQUES N°1 - JANVIER 2010 ÉVÉNEMENT 6 2010 et 2011 devraient être des années de croissance pour l’électronique SOMMAIRE 36 Les capteurs magnétiques entament une période faste GÉRER 38 Un projet européen veut révolutionner l’électronique de puissance ACTUALITÉ COMPOSANTS 40 Naissance d’une Silicon Valley à la française ENTREPRENDRE 10 Le convertisseur DC/DC délivre 300W par voie! pour la récupération d’énergie 12 L’amplificateur audio stéréo classe D 14 Freescale rajoute une pincée de Quicc à ses processeurs QorIQ pour un microcontrôleur 25Mips 42 Sequans a bravé les turbulences de la crise 43 Future et PNE allient les métiers de distributeur et de centrale d’achats 14 160μA/MHz suffisent un duo avec Omron 44 Atmel continuera de privilégier une croissance organique... 16 Microphones Mems: ST entonne 18 Contacts signaux et contacts de puissance font bon ménage commerciale! 44 ...et veut céder l’usine de Rousset à LFoundry 45 Radiospares développe sa propre marque de produits Les technologies d’affichage auront particulièrement le vent en poupe au cours des prochaines années et seront l’un des principaux moteurs de la reprise. P.6 2010 et 2011 devraient être des années de croissance pour l’électronique 20 L’éclairage à Oled devient une réalité 20 Les Del émettant en blanc neutre haussent le ton SOLUTIONS 45 47 48 50 Soitec s’engage dans le solaire BOUGER RECRUTER AGENDA 22 Distribution de flux TVHD dans la DOSSIER 52 En route vers l’âge des circuits intégrés 3D maison: les propositions affluent! 24 L’embarqué mobilisé comme jamais autour de la plate-forme Android OUTILS TENDANCE 56 Les Del blanches se laissent plus facilement apprivoiser P.22 Distribution de flux TVHD dans la maison: les propositions affluent! 26 Vers une productivité améliorée 27 Les modules PXI s’intègrent pour les concepteurs analogiques dans des bancs de test radiocoms 60 Le sans-plomb favorise les 29 Le contrôleur d’installations STRATÉGIE L’INVITÉ DU MOIS finitions organiques, argent et étain chimiques accroît ses possibilités de mesure MISE EN ŒUVRE 64 Un amplificateur pour la mesure 70 Concevoir un slider sans contact avec un capteur infrarouge de température par thermocouple WirelessHD, WHDI, WiGig: autant d’alliances industrielles qui visent à faire disparaître les câbles de transmission des flux TVHD. 30 PIERRE-JEAN ALBRIEUX PRÉVOIR «L’enseignement des règles de fabrication est devenu urgent» 74 La collecte de données, gage GUIDE D’ACHAT d’un bon débogage du testbench 33 Reprise pour les condensateurs, marasme persistant pour les circuits imprimés 33 Rechute pour les investissements productifs en France 78 Les circuits logiques programmables LE MARCHÉ CLASSÉ 94 Les nouveaux produits du mois P.78 34 Connectique: retour à la croissance en 2010 Ce numéro comporte: avant la couverture, un excart “Opération partenaires” broché; un encart de 4 pages abonnement broché non folioté; un courrier de réabonnement jeté sur une diffusion partielle. ELECTRONIQUES - N°1 Janvier 2010 Les séries Lattice répondent aux critères «low cost» et «low power», tout en proposant des ressources de connectivité série haut débit. Les circuits logiques programmables 5 ÉVÉNEMENT 2010 et 2011 devraient être des années de croiss pour l’électronique «Les deux années à venir devraient ouvrir la voie à une reprise dans le domaine des composants électroniques, mais celle-ci ne se produira qu’en privilégiant l’innovation, dans un climat d’affaires qui restera difficile», estime Jean-Philippe Dauvin, chef économiste du cabinet Décision. ’heure du rebond est-elle arrivée pour l’électronique, laissant derrière nous plus de quatorze mois de crise économique et financière ? C’est en tout cas le scénario qu’a défendu Jean-Philippe Dauvin, chef économiste du cabinet Décision, dès les premiers jours de décembre. Lors du 2e JEES, le sommet européen de l’électronique organisé conjointement par le Sitelesc (Syndicat de l’industrie des semiconducteurs) et le Gixel (Groupement professionnel de l’industrie des composants et systèmes électroniques), qui s’est tenu les 10 et 11 décembre derniers, il a promis deux années de croissance en 2010 et 2011. « Les banques recommencent à accorder des prêts, la consommation des ménages redémarre, les investissements CONJONCTURE > Dans quel état et comment l’industrie électronique va-t-elle sortir de la crise? Le JEES, rendez-vous annuel des professionnels de la filière électronique, aura permis de donner la parole aux experts du secteur, à ceux qui interviennent sur le terrain, et qui sont de ce fait les plus crédibles pour sentir les évolutions de l’industrie électronique. Nous nous sommes focalisés dans ces deux pages sur l’analyse conjoncturelle présentée par Jean-Philippe Dauvin, chef économiste au cabinet Décision, et sur les marchés porteurs qui s’ouvrent à l’industrie électronique. > La 2e édition de cette manifestation, organisée conjointement par le Sitelesc (Syndicat de l’industrie des semiconducteurs) et le Gixel (Groupement professionnel de l’industrie des composants et systèmes électroniques), qui s’est tenue les 10 et 11 décembre derniers, à Paris, a été suivie par quelques 130 participants, dirigeants et responsables d’organisations professionnelles, contre180 personnes lors de la première édition. LES RESTRICTIONS BUDGÉTAIRES ONT PESÉ SUR LA PARTICIPATION AUX JEES 2009 repartent », a-t-il déclaré devant les 130 personnes présentes à la conférence (voir ci-contre). Léger rebond en 2010 Après une baisse du marché mondial qu’il évalue à 7% en 2009, la croissance serait de 1,5% en 2010 et de 6% en 2011, tandis que la progression annuelle moyenne serait de 2,7% au niveau mondial jusqu’en 2013. De toutes les DE NOUVELLES APPLICATIONS AUX DÉBOUCHÉS PROMETTEURS SERONT LES MOTEURS DE LA REPRISE > “L’électronique pour un monde durable” a été le thème fédérateur du 2e JEES. Un intitulé qui résume bien les missions de l’électronique dans le monde actuel, à savoir répondre aux besoins et enjeux sociétaux. «L’électronique n’aide pas seulement à maintenir un monde durable, il est acteur de la création de ce monde durable», affirme Gérard Matheron, président du Sitelesc. > Les acteurs du secteur devront proposer des solutions technologiques permettant de faire face aux défis environnementaux tels que l’utilisation rationnelle de l’eau ou encore la consommation d’énergie, afin de laisser aux prochaines générations un monde dans lequel ils pourront continuer à vivre dans de bonnes conditions. «Nous savons que l’eau et l’énergie sont épuisables, or 20% de la population mondiale utilise aujourd’hui 80% des ressources disponibles», affirme Jean Audouze, directeur de recherche au CNRS. > Un autre secteur à considérer de près est celui de la santé qui est devenu, selon PriceWaterhouseCoopers, le premier secteur économique mondial avec des dépenses de 4300 milliards de dollars en 2007. Avec un rythme de progression annuelle moyen de 6%, celles-ci pourraient atteindre 10000 milliards de dollars en 2020, estime le cabinet d’études. «60% des décès dans le monde sont causés par des maladies chroniques. Les problèmes cardiaques, les cancers, les maladies respiratoires, le diabète peuvent, dès à présent, être pris en charge par la télémédecine, être traitées en amont avant même que les symptômes apparaissent et ainsi sauver des vies. Les technologies d’imagerie permettraient de réduire de 50% la mortalité due à des accidents cardiaques. De nombreux cancers traités préventivement pourraient également être évités ou soignés de façon efficace», explique Paul Smith, vice-président de Philips Healthcare. > Les intervenants du JEES ont également fait référence à deux autres marchés prometteurs: la sécurité avec des solutions d’identification numérique issues des technologies sans contact et le photovoltaïque dont le succès allemand montre qu’il est à la portée de pays bénéficiant d’un ensoleillement limité. > Encore faut-il que les pouvoirs publics jouent leur rôle et donnent une impulsion à ces marchés par des incitations à l’équipement et à l’investissement, tant dans le domaine de la santé que dans celui de l’environnement. ELECTRONIQUES - N°1 Janvier 2010 6 ÉVÉNEMENT ance régions du monde, seule la Chine afficherait une croissance en 2009 (+ 6,4 %). Une nouvelle progression de 6,4% serait attendue en 2010 dans ce pays, pour atteindre 10,2% en 2011. Quant à la croissance annuelle moyenne du géant asiatique, elle serait de 7% jusqu’en 2013. Avant d’en venir à ces prévisions, Jean-Philippe Dauvin a rappelé que la crise, dont nous subissons encore les conséquences en ce début d’année, n’est pas seulement une crise financière, mais constitue une récession de l’économie réelle, conséquence de stratégies industrielles dépassées. «Depuis 15 ans, les entreprises ont donné la priorité aux profits à court terme à travers la mondialisation, au lieu de poursuivre une stratégie à long terme de création de valeur à travers l’innovation et cela a entraîné une abondance de liquidités, mais aussi une paupérisation industrielle. Une solide reprise ne dépend à présent, non pas de plans de sauvetage industriels, mais de notre capacité à innover. Et l’industrie des composants électroniques devrait –comme elle l’a souvent fait– être à l’origine de cette nouvelle ère de croissance», affirme Jean-Philippe Dauvin. Gixel Le JEES 2009 a enregistré une baisse de participation de 30% par rapport à l’édition 2008. «Cette évolution était prévisible en raison des restrictions budgétaires toujours en cours dans les entreprises», estime Gérard Matheron, président du Sitelesc. dollar défavorable, spéculation sur les matériaux de base, comportement des consommateurs entraînant des coûts et des marges à la baisse, ralentiront la croissance. Aussi, nous ne devrions retrouver le niveau de 2007 qu’en 2012 et le rythme de croissance de l’industrie électronique au cours de la prochaine décennie pourrait être bien moindre que celui que nous avons connu au cours de la décennie qui s’achève», met en garde l’économiste de Décision. Alors que lors des crises passées, l’industrie électronique a montré une certaine résistance, cela a été beaucoup moins le cas cette fois-ci, car celle-ci doit faire face à une baisse de la demande de la part de la clientèle finale et à une faiblesse de l’innovation en composants électroniques. Ce qui explique LES GAGNANTS ET LES PERDANTS SUR LA PÉRIODE 2008-2013 (EN %) PERDANTS Magnétoscopes analogiques Téléviseurs à tube cathodique Lecteurs DVD Ecrans plats pour PC Systèmes anti-blocage (automobile) Grands systèmes informatiques Scanners PC Caméscopes Systèmes audio GAGNANTS -100 -36 -11 -6 -5 -5 -2 -2 -2 -2 Téléviseurs Oled Mini-PC Cadres photos numériques Eclairage à Del Panneaux solaires Eclairage économe Décodeurs Infrastructures télécoms large bande Spatial Médical que la reprise sera lente cette année dans toutes les régions du monde à l’exception de l’Asie, estime le cabinet Décision. Scénario le plus probable : reprise technique cette année après la baisse de 2009 puis reprise plus ferme due à une plus forte demande en 2011. Mais tous les produits ne seront pas logés à la même enseigne, même à plus long terme. Au cours de la période 2008-2013, il y aura des produits gagnants et des produits perdants (tableau). 237 54 31 28 22 13 11 11 11 10 50 unités de production de semiconducteurs fermées en un an «Nous avons globalement, sur le moyen terme, les ingrédients d’une forte reprise: les stocks de composants sont revenus au niveau historique de 2003, le niveau d’utilisation des usines de semiconducteurs progresse (il dépassait 60 % au 3etrimestre 2009) et nous assistons à une Suite page 8 Optimisme mesuré « Cette industrie va croître au cours des deux prochaines années, mais il ne faut pas croire que cela se fera facilement et sans risque. Manque de compétences, protectionnisme, cours du ELECTRONIQUES - N°1 Janvier 2010 Tous les produits ne seront pas logés à la même enseigne. Pour les fournisseurs de composants, il importe donc, plus que jamais, de détecter les marchés du futur. 7 ÉVÉNEMENT rapide restructuration de cette industrie. 50 unités de production de semiconducteurs ont été fermées depuis le début de la crise, l’effectif du secteur a diminué de 10% et de nouvelles applications propices à générer des grands volumes sont apparues (par exemple les smartphones et les netbooks)», précise Jean-Philippe Dauvin. Sur la période 2008-2013, Décision s’attend donc à une croissance annuelle moyenne de même de répondre aux besoins sociétaux : sécurité, médecine, économies d’énergie (voir l’encadré de la page 8). Dans le même temps, le taux de diffusion des composants électroniques dans les équipements est passé de 6% en 1965 à 12% en 1975, 16% en 1985, 25 % en 2005 et pourrait atteindre 30% en 2013. Pourtant, malgré toutes ces promesses de débouchés pour l’industrie des semiconducteurs, seules les Evolution de la production électronique d’ici 2013 (en %) La reprise sera lente cette année dans toutes les régions du monde à l’exception de l’Asie et plus particulièrement de la Chine, estime Décision. Source: Décision 5% pour les semiconducteurs, de 4 % pour les connecteurs, et de 1% en ce qui concerne les composants passifs. A l’échéance de 2013, les marchés mondiaux de ces différents types de composants atteindraient ainsi respectivement 300, 26 et 114 milliards de dollars selon le cabinet d’études. Répondre aux besoins sociétaux « L’innovation dans les composants électroniques sera facteur de progrès économique », souligne Jean-Philippe Dauvin. Propices à l’amélioration de la productivité des infrastructures dans les années 1960, de celle des entreprises dans les années 1970 et 1980, puis de celle de l’individu dans les années 2000 (notamment avec la pénétration à grande échelle des PC et des smartphones), les composants électroniques doivent maintenant être à entreprises les mieux armées réussiront. En 2009, seules quatre entreprises du secteur ont investi plus d’un milliard de dollars pour une croissance annuelle moyenne des revenus estimée à 5 % par an jusqu’en 2013. Pour réussir, il faudra également investir de l’ordre de 20% de son chiffre d’affaires en R&D. Ce sera le moyen d’assurer une différentiation par l’innovation et de proposer non plus un composant, mais un système complet aux intégrateurs. «Nous devons changer de “business model” et confier le pouvoir à ceux qui font l’innovation, et non plus aux seuls financiers, comme cela est le plus souvent le cas aujourd’hui. A ces conditions, l’électronique aura devant elle deux années de croissance et au-delà de 2013, à nouveau une longue période de progression.» JACQUES MAROUANI ELECTRONIQUES - N°1 Janvier 2010 8 ACTUALITÉ EN BREF COMPOSANTS DISCRETS COMPOSANTS CONVERSION D’ÉNERGIE UNE NOUVELLE ARCHITECTURE GaN SUR SILICIUM AU SERVICE DE LA PUISSANCE Lors de la conférence annuelle IEDM (IEEE Electron Devices Meeting) qui s’est tenue du 7 au 9 décembre 2009 à Baltimore, l’institut belge Imec a présenté une architecture innovante Le convertisseur DC/DC s’adapte aux applications de récupération d’énergie Avec le LTC3108, Linear Technology introduit un convertisseur DC/DC se satisfaisant d’une tension d’entrée de 20mV. Un tel circuit vise les applications de récupération de l’énergie ambiante dispensée par des générateurs thermoélectriques, des cellules photovoltaïques ou des thermopiles. de transistor à effet de champ à double hétérostructure en nitrure de gallium sur silicium (GaN-onSi). Celle-ci est caractérisée par de faibles courants de fuite et une tension de claquage élevée, deux paramètres essentiels pour la réalisation de circuits de commutation de forte puissance et à pertes réduites. Concrètement, le transistor prototype développé par l’Imec affiche une tension de claquage de 980V et une résistance dynamique à l’état passant Ph.C. de 3,5mΩxcm2. RADIOFRÉQUENCES AVAGO COMBINE LNA ET FBAR DANS UN MODULE FRONTAL GPS A destination des terminaux dotés d’une fonction GPS, Avago Technologies lance un module frontal associant pour la première fois un amplificateur faible bruit (LNA) GaAs E-pHEMT et un filtre à ondes acoustiques de volume en technologie FBAR (Film bulk acoustic resonator). Cette intégration d’un réseau de préfiltrage a pour effet d’améliorer la réjection des signaux RF indésirables. Référencé ALM1912, ce module est présenté dans un boîtier miniature dont les dimensions sont de 2,9x2x1mm seulement. Il affiche un gain de 19,3dB et un facteur de bruit de 1,62dB. Le point d’interception du troisième ordre est quant à lui situé à +1,5dBm à l’entrée, tandis que l’atténuation des signaux hors bande excède 50dBc. Opérant sous une tension d’alimentation de 2,7V, le module consomme typiquement 6mA. Ph.C. ans certaines applications, La voie principale délivre une il peut également commuter le typiquement celles mettant tension fixe programmable par système sur une capacité réseren œuvre des capteurs disbroches à l’une des quatre valeurs voir si l’alimentation principale tants, l’alimentation par batterie possibles : 2,35 V, 3,3 V, 4,1 V ou venait à défaillir. se révèle impraticable ou indési5V. Ce rail sera emprunté par les 20mV à l’entrée suffisent! rable pour des raisons de coût, de capteurs de mesure et l’émetteur Le LTC3108 accepte une tension dangerosité, ou autres. Une soluRF en vue d’une transmission d’entrée aussi faible que 20mV. tion consiste à alimenter ces syspériodique de données à une Dans un tel cas, un transformateur tèmes de mesures ou d’acquisiunité de traitement distante. standard de rapport élevé (1:100) tion de données à partir d’une Un comparateur dispense par fera la jonction entre la source source exploitant un phénomène ailleurs une information «power d’énergie (par exemple une cellule naturel (lumière, chaleur, vibragood », signalant que cette voie à effet Peltier) et le convertisseur. tions ou déplacement…) pour d’alimentation est dans sa plage produire de l’électricité. Il de régulation. peut ainsi s’agir de généUne seconde sortie à rateurs thermoélectriques, découpage, activée par de cellules photovoltaïl’hôte, alimentera de son ques, de thermopiles, etc. côté les composants qui ne Dans ce principe de récudisposeraient pas d’un pération ou de collecte mode de mise en veille. (une terminologie plus Par le biais de son régulaproche de l’appellation teur LDO auxiliaire interne, « energy harvesting » le LTC3108 fournit en sus employée par les Angloune tension de 2,2V et un Saxons) d’une énergie courant de 3,3mA, ce qui « gratuite », le chaînon est plus que suffisant pour manquant est le convertis- A partir d’une source délivrant une tension très basse, le un petit microcontrôleur seur DC/DC. Ce dernier LTC3108 génère trois alimentations pour un microcontrôleur, hôte. Le circuit prend égaun émetteur RF, des capteurs ou d’autres circuits, mais se révèle indispensable également afin de charger une capacité réservoir qui sera lement à son compte l’enpour délivrer des niveaux mise à profit dans l’hypothèse d’une source d’entrée absente. tretien d’un condensateur de tension en accord avec de forte valeur, d’un superPlus généralement, pour une les exigences manifestées par condensateur ou d’un élément de application donnée, la tension l’électronique embarquée (probatterie rechargeable. Ces entités d’entrée minimale exigée par le cesseur, émetteur RF, capteurs s’avéreront utiles dans l’hypoLTC3108 est fonction du rapport analogiques…). Il doit par ailleurs thèse d’une source d’énergie du transformateur, de la puissance se montrer à la hauteur afin de principale absente ou inapte à à fournir à la charge et de la résisfournir à la charge le courant satisfaire la demande en courant tance DC interne de la source. demandé. émanant de l’une des sorties. Une L’inductance de l’enroulement Premier élément d’une famille de très faible consommation au repos secondaire du dit transformateur convertisseurs DC/DC élévateurs (moins de 6µA) et un rendement détermine, en conjonction avec la dévolus à de telles applications, élevé garantissent de faibles capacité de charge, la fréquence le LTC3108 de Linear Technology durées de charge. d’oscillation (normalement entre fait en sus office de gestionnaire Le LTC3108 est disponible en boî20kHz et 200kHz) du circuit résod’énergie. Si sa fonction princitier DFN (3x4 mm) ou SSOP-16, en nant. Le redressement synchrone pale consiste à accumuler de gamme de température étendue mis en œuvre en aval a pour effet, l’énergie pendant les périodes de (LTC3108EDE/EGN) ou indusen ce qui le concerne, d’améliorer veille, pour en restituer une partrielle (LTC3108IDE/IGN). PHILIPPE CORVISIER le rendement. tie lors de l’émission d’un burst, ELECTRONIQUES - N°1 Janvier 2010 10 ACTUALITÉ CIRCUITS AUDIO COMPOSANTS L’amplificateur audio stéréo classe D délivre 300W par voie! 600W en configuration mono ou 2x300W en stéréo: les deux amplificateurs audio classe D de Texas Instruments délivrent des niveaux de puissance jamais atteints avec des composants intégrés. A vec les TAS5630 et TAS5631 Texas Instruments complète sa famille d’amplificateurs audio classe D avec deux modèles développant des niveaux de puissance sans équivalent dans l’industrie. A partir d’une alimentation de 50V, telle que requise par les étages de puissance à Mosfet, les nouveaux venus sont en effet susceptibles de délivrer 600W en configuration mono, ou 2 x 300 W en stéréo, sur une charge de 4 Ω et avec un taux de distorsion et bruit (THD+N) de 10%. Vis-à-vis d’une approche discrète traditionnelle, le nombre de composants requis pour obtenir des résultats sensiblement équivalents serait réduit de quelque 70%. Des versions à entrées analogiques ou PWM Les TAS5630/31 exploitent l’architecture en boucle fermée PurePath HD de TI qui, aux dires de ce dernier, dispense le haut rendement de la classe D avec une distorsion du signal digne des ampli- ficateurs évoluant en classe AB. Ainsi, à 1W sur 4Ω, le THD+N est typiquement de 0,03% à 1000Hz. Le rendement de 88 % obtenu évite quant à lui l’usage d’un dissipateur de taille imposante. Parmi les autres caractéristiques des TAS5630/31, nous citerons: un rapport signal sur bruit pondéré supérieur à 100dB et un taux de réjection de l’alimentation de 80dB avec une structure en pont. Enfin, la bande passante proche de 80kHz garantit une restitution sonore de qualité avec un ensemble home cinema Blu-ray. Les tensions de service nécessaires aux circuiteries numériques et analogiques basse tension sont délivrées par un régulateur 3,3V interne. De ce fait, en sus du rail de puissance 50V, une seule tension d’alimentation 12V externe est requise. Le TAS5630 dispose d’entrées audio analogiques, tandis que le TAS5631 accepte les signaux PWM émanant d’un processeur audio numérique, par exemple le TAS3308 de la société. Différentes configurations des entrées et des Les amplificateurs audio TAS5630/31 sont configurables pour délivrer 600W en mode mono, 300W en stéréo ou encore 145W sur chacune des quatre voies. sorties, de 1 x 600 W jusqu’à 4 x 145 W, sont supportées : en pont PBTL (parallel bridge-tied load) avec mise en parallèle des amplificateurs afin de délivrer le maximum de puissance sur une seule voie, en pont classique BTL (2 voies), en mode asymétrique SE (single-ended) (4 voies), ou encore en une combinaison BTL/ SE (3 voies). Le choix de la topologie s’effectue par l’intermédiaire de trois broches de sélection. Selon le boîtier, HTQFP (PHD) ou HSSOP (DKD), à 64 et 44 broches respectivement, les TAS5630/31 sont proposés à 5,45 $ ou 6,35 $ par 1 000 pièces. Chacun de ces formats dispose de niveaux et schémas de protection thermique différents. Ajoutons que ces amplificateurs sont compatibles broche à broche avec leurs aînés, les TAS1615 et TAS1616 de 2x150W. PHILIPPE CORVISIER CONVERSION D'ÉNERGIE LE CONVERTISSEUR DC/DC RÉPOND AU QUART DE TOUR ssentiellement destiné aux téléviseurs LCD et aux magnétoscopes numériques, le dernier convertisseur DC/DC abaisseur de tension de Fujitsu est caractérisé par une réponse transitoire ultra-rapide. Une nécessité lorsque les variations de charge sont importantes, ce qui est par exemple le cas à la mise en route d’un appareil ou lors de variations importantes du contraste dans une scène vidéo. Pour ce faire, le MB39A145 tire profit d’une méthode de comparaison évoluée permettant d’obtenir une réponse rapide et une tension de sortie stable, affectée d’une faible ondulation, indépendamment de la résistance série équivalente du condensateur de lissage utilisé. ambiante, la précision obtenue est de ±0,7%. Le circuit fonctionne en mode PWM à des fréquences de 310kHz, 620kHz ou 1MHz. Cependant, pour des intensités de courant inférieures à 100mA, le circuit opte pour un fonctionnement en mode PFM, afin de bénéficier d’un rendement correct sous une faible charge. La fréquence minimale peut être réglée sur 30kHz afin de s’affranchir des problèmes de bruit dans la bande audio. Les traditionnelles protections thermique, contre les surtensions et les surintensités ainsi qu’en cas de sous-tension, sont également présentes. Echantillonné ce mois, le MB39A145 est encapsulé dans un boîtier plastique TSSOP 24 broches, dont les dimensions sont de 4,4x6,5x1,2mm. Ph.C. ELECTRONIQUES - N°1 Janvier 2010 Ce convertisseur à deux canaux accepte une tension d’entrée comprise entre 6 et 28V. Les tensions de sortie sont quant à elle ajustables entre 0,7 et 5,5V. A température 12 ACTUALITÉ RÉSEAUX COMPOSANTS Freescale rajoute une pincée de Quicc à ses processeurs QorIQ L’américain lance des solutions réseaux gérant sur une seule puce la partie contrôle et la partie traitement de données. A u sein des réseaux de communications, qui s’apparentent souvent à un capharnaüm de protocoles différents censés se fondre comme par magie dans un environnement «tout-IP», gérer à la fois la partie contrôle et la partie données est rarement une mince affaire – a fortiori avec un seul circuit. Beaucoup de processeurs réseaux comptent pour cela sur une unique architecture de cœurs, qui doivent dès lors soit être multipliée sur la puce soit bénéficier d'une montée en fréquence pour pouvoir être au four et au moulin; deux options qui ne s’avèrent pas toujours des plus efficaces. Tel est le constat ayant abouti au développement par Freescale des P1012 et P1021, au sein desquels l’américain a mêlé les deux technologies qui en ont fait le leader incontesté du secteur, à savoir sa plate-forme Power QorIQ et ses cœurs Quicc. Les deux circuits Ces processeurs réseaux visent tout à la fois les infrastructures filaires et sans fil, les réseaux d’entreprise et de PME et même les réseaux industriels (doc. Freescale). présentés par le fabricant combinent en effet un à deux cœurs Power e500 cadencés entre 533 et 800MHz et chargés de la partie commande, ainsi qu’un moteur Quicc tournant jusqu’à 400MHz qui s’acquittera de la transposition multiprotocole (T1/E1, xDSL, ATM, HDLC ou encore Ethernet). Clairement, l’objectif ici est de se dispenser de FPGA et/ou de circuits spécifiques additionnels. Compatibles broche à broche avec les processeurs QorIQ P1 et P2, les P1012 et P1021 sont également compatibles au niveau logiciel avec les PowerQuicc II Pro et PowerQuicc III (par exemple les MPC8323, MPC8358, MPC8360 et MPC8569), ce qui les inscrit dans la continuité de la gamme du fabricant et permet de réutiliser les logiciels déjà développés. 4,6W à plein régime In fine, ces composants délivrent une puissance de calcul trois fois supérieure à celle des PowerQuicc II Pro (3840Mips Dhrystones) pour une consommation somme toute sage d’environ 4,6W à 800MHz, de quoi éliminer les ventilateurs du système. Fabriqués en technologie Cmos 45nm sur SOI, ces circuits embarquent 256Ko de mémoire cache de niveau 2, un moteur de cryptage SEC 3.3, trois contrôleurs Ethernet 10/100/1000Mbits/s, un port ATM Utopia, deux interfaces PCI Express, des ports USB 2.0 et quatre ports TDM ainsi qu’un module de cryptage de données. Qui plus est, le coût d’interconnexion avec le système est encore abaissé par le support de mémoire DDR3 externe économique et par l’intégration d’un bloc de mise en «série-parallèle» (SerDes) à quatre canaux. Les P1012 et P1021 sont en cours d’échantillonnage, avec une production en volume prévue pour le deuxième trimestre. FRÉDÉRIC RÉMOND NUMÉRIQUE 160μA/MHz suffisent pour un microcontrôleur 25Mips Silicon Labs lance une famille de contrôleurs 8 bits qui se placent d’emblée parmi les moins gourmands du marché. ilicon Labs avait déjà créé l’évènement, lors du salon Embedded World il y a deux ans, en lançant une famille de microcontrôleurs 8 bits susceptibles de fonctionner sous une tension aussi basse que 0,9V, et pouvant donc être alimentés à partir d’une seule batterie. L’américain enfonce aujourd’hui le clou avec les F91x/0x qui conservent cette caractéristique tout en réduisant encore un peu plus leur S Silicon Labs abaisse encore la consommation de ses microcontrôleurs à cœur 8051 tout en améliorant le convertisseur analogique-numérique embarqué. consommation, qui ne dépasse plus les 160µA/MHz en fonctionnement, 300 nA en mode veille avec l’horloge temps réel et la détection de «brownout » activées. Et même 10 nA en n’alimentant plus que la Ram interne. Toujours bâtis autour d’un cœur C8051 optimisé, les F91x/0x délivrent une puissance maximale de 25 Mips et embarquent 8 à 16 Ko de mémoire flash, un convertisseur analogique-numérique 12 bits (contre 10 bits pour les modèles précédents) et un convertisseur de tension à découpage susceptible de fournir jusqu’à 65 mW pour alimenter des composants externes : diode électroluminescente, émetteur-récepteur radiofréquences, capteur, etc. Ils sont encapsulés en boîtier compact 24 broches mesurant seulement 4x4mm et vendus pour 10000 pièces 1,69$ pour les F91x et 1,53$ pour les F90x. FRÉDÉRIC RÉMOND ELECTRONIQUES - N°1 Janvier 2010 14 ACTUALITÉ EN BREF OPTIQUE CAPTEURS ACOUSTIQUE OMNIVISION AJOUTE DES FONCTIONS À SES MODULES PHOTOS COMPACTS Omnivision étoffe sa gamme baptisée CameraCube de modules photos complets intégrant dans un volume très compact un imageur avec son électronique et son optique en lançant l’OVM7692, un modèle VGA doté de plusieurs améliorations par rapport au précédent modèle, l’OVM7690, lancé en février dernier. L’OVM7692 intègre en effet une interface série MIPI en plus de l’interface parallèle DVP, une détection de luminance automatique 50/60Hz ainsi qu’une gestion des émissions électromagnétiques. Il s’appuie sur l’architecture de photosite propriétaire OmniPixel3-HS qui se distingue par une sensibilité de 960mV lux s. Soudable à l’envie, son boîtier mesurant 2,8x3,2x2,5mm figure parmi les plus compacts du marché. F.R. RAYONNEMENTS Microphones Mems: ST entonne un duo avec Omron Le fabricant franco-italien lance une gamme de microphones combinant les microsystèmes du japonais et ses propres circuits de traitement du signal. près être rapidement devenu un acteur incontournable des accéléromètres et des gyroscopes, STMicroelectronics entend utiliser sa force de frappe industrielle à une autre famille de Mems en plein essor. Le fabricant francoitalien lance en effet en collaboration avec le japonais Omron une famille de microphones Mems combinant ses circuits de traitement du signal et les éléments sensibles du japonais. L’objectif des deux fabricants est d’accélérer le déploiement de ces microphones micro-usinés qui ont fait leur apparition depuis quelques années: citons notamment le leader mondial Knowles Acoustics, qui vient de livrer son milliardième Mems SiSonic, mais aussi le danois Sonion, le malaisien MemsTech, l’américain Analog Devices, l’écossais Wolfson Microelectronics, les japonais Matsushita et Yamaha ou encore les allemands Infineon et Bosch (qui ont racheté le pionnier Akustica). Cette liste, qui s’est considérablement allongée depuis deux ans, laisse à penser que les microphones Mems sont sans doute les prochains microsystèmes appelés à conquérir les plus larges volumes (*). En l’occurrence, STMicroelectronics n’a pas voulu voir ce marché lui échapper, lui dont les usines sont (*) Selon une étude récente d’iSuppli, le marché des composants acoustiques micro-usinés devrait connaître une croissance annuelle moyenne de 18 % entre 2008 et 2013 et dépasserait à cette date le milliard de pièces vendues par an. Sur le créneau plus large des Mems grand public (téléphones portables inclus), ST serait leader en 2008 devant Avago, TI et Knowles. A Vendus moins de 1$ en volume, ces microphones Mems viennent concurrencer les modèles ECM actuels tout en offrant une fiabilité et une qualité supérieures. LES CAPTEURS DE LUMINOSITÉ AMBIANTE GAGNENT EN RAPIDITÉ Osram lance le SFH5712, son premier capteur de luminosité ambiante à sortie numérique I2C (le précédent SFH5711 n’offrait qu’une sortie analogique), qu’il destine notamment à l’ajustement de luminosité pour écran d’appareil nomade. Délivrant des débits de données allant jusqu’à 3,4MHz (une caractéristique unique sur le marché selon le fabricant), il intègre l’électronique de traitement du signal nécessaire qui gère par exemple le scintillement des sources lumineuses électriques à 50 ou 60Hz. Doté d’une pleine échelle allant de 3 à 65000 lux, le SFH5712 consomme 150μA en mode actif et 1,5μA en mode veille. Son boîtier quatre contacts mesure seulement 2x2x0,7mm. F.R. taillées pour la production à très grande échelle de ce type de composants. Aussi s’est-il associé à Omron afin d’accéder rapidement à une technologie de Mems acoustiques qui lui faisait défaut. « Nous avons estimé que cette relation avec Omron apporterait ces nouveaux microphones Mems sur le marché plus rapidement que si nous avions dû tout faire par nous-mêmes», estime Didier Dedeurwaerder, responsable des relations presse chez STMicroelectronics. L’idée consiste bien évidemment à utiliser ces volumes naissants pour ramener le prix des microphones Mems à un niveau comparable à celui des classiques modèles ECM, soit bien en deçà du dollar. A ce sujet, ST promet d’ailleurs que ses microphones seront vendus moins de 1$ en volume, tout en offrant les avantages des Mems, à commencer par une fiabilité en termes de vibration, de variation en température et d’immunité aux perturbations électromagnétiques et une compacité supérieure à celles des modèles ECM. Sensibles dès 20Hz Concrètement, les modèles présentés ici embarquent un élément sensible fabriqué par Omron à partir d’une architecture propriétaire offrant une sensibilité élevée de -26dB à 1Pa et 1kHz ainsi qu’une pleine échelle démarrant à seulement 20Hz, une première selon le japonais par rapport aux modèles concurrents qui, souvent, demeurent insensibles aux fréquences inférieures à 100Hz. Ces éléments sont produits dans l’usine de Yasu sur des tranches de 200mm. Ils sont donc parés pour de grands volumes, Omron fabriquant déjà, sur ses lignes de production équivalentes, des capteurs de pression pour moniteurs de pression sanguine. ST, quant à lui, assure la conception du circuit de mise en forme des signaux (y compris leur conversion analogique-numérique) ainsi que l’encapsulation de l’ensemble dans un boîtier miniature (3x4x1mm). In fine, ces capteurs présentent un rapport signal sur bruit de 60,5dB, une réjection d’alimentation de 70 dB et une consommation réduite à 0,6 mA. Des versions embarquant plusieurs capteurs sont d’ores et déjà prévues, ce qui renforceraient ainsi l’efficacité de l’annulation d’écho en exploitant plusieurs sources pouvant être orientées différemment. Parmi les applications visées figurent bien évidemment les téléphones portables mais aussi les ordinateurs portables, les appareils photo et caméscopes numériques ou encore les appareils médicaux comme les aides auditives et les stéthoscopes électroniques. 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