开步电子精密电阻十年开发史大揭秘

2022年11月10日，在AspenCore主办的“IIC国际集成电路展览会暨研讨会”同期的高峰论坛“全球CEO峰会”上，开步电子董事长杨宝平先生从一个小故事出发，回顾了开步电子从贸易商到精密电流测量器件原厂的转型过程，他还强调了电阻器的重要意义。5D3esmc

小小的电阻器其实也很重要

“从德国回来以后，我做了很多工作，也拜访了很多客户，我带着演示设备，给客户，甚至同行展示。我想告诉大家，电阻器并不‘low’，它的作用非常重要。可能在很多人看来，它只是一个小铁片，但想要把它做好，其实很不容易。”杨宝平还介绍说，开步电子在深圳华强北设立了一个电阻博物馆，该博物馆旨在传播电阻相关的知识。“我们希望能通过博物馆来告诉大家，电阻器主要分为哪些类型，各类电阻器的使用场合，怎去用好一个电阻器，以及未来的电阻技术是怎样的。”5D3esmc

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以开步电子面向市场供货的精密电流测量器件为例：在上图中，右边两个黄颜色的器件是电流测量电阻，左边黑色的器件是基于精密电流测量电阻基础上的电流检测模块。“从我们想要做这个器件开始，到现在已经过去了十多年。在量产这个器件的过程中，我们有踩过一些坑，最后又走了出来。”杨宝平解释说，根据欧姆定律，电阻、电流、电压三者的关系为I=U/R(电流=电压/电阻)。“一个稳定的电流，需要稳定的电压和电阻。换句话说，当需要一个稳定的电压时，同样也需要稳定的电流和电阻。当进入到精密测量阶段时，我们也必须要求有精密化的电阻。”5D3esmc

据介绍，开步电子专注精密化电阻已经有很多年。“从2010年到2015年，我们用了五年的时间来想明白一个看似简单的道理——要做好底层的材料，包括做好电阻和其他元器件。”杨宝平指出，“因为如果底层材料不好，就谈不上性能的稳定，更谈不上性能的突破，也谈不上基础的交付保障。”5D3esmc

“我们在上海有一个材料制造工厂，公司的主流产品，从开发立项的阶段就会把材料做进去。”杨宝平感叹说，虽然这是一个很简单的道理，但是踩过很多坑以后才会意识到它的重要性，它关系到质量和交付非常关键的因素。5D3esmc

“当然，材料仅是一个开始。即使材料没有任何问题，但采用与别人一样的工艺、一样的方法、一样的设备，做出来的产品用户会认可吗？用户对产品的关注点是在价格便宜还是交货快？”杨宝平透露说，以上并不是开步电子开发产品的思路，“开步电子的电阻器商标叫‘睿思’，‘睿’代表了品牌的开发方向，即智慧先进，面向未来。因此，我们采用很多不同的方法来做产品。”5D3esmc

不调阻如何提升电阻性能？

开步电子的产品采用了Trimming Free(免调阻)技术，它可能是目前唯一采用该技术的公司。一般来说，合金电流检测电阻的产能与调阻直接相关，判断一家电阻公司有多少产能，可以根调阻机的数量来大致推断。但由于调阻机设备非常昂贵，它的数量严重制约着电阻的产能。5D3esmc

杨宝平表示：“在这种情况下，开步电子开始思考‘为什么要调阻？能不能不调阻？’我们通过对材料、加工一致性控制，以及对关键工艺环节的控制，想要达到不调阻的目的。在经过三年的努力之后，我们终于在2022年量产了Trimming Free技术的纯合金电流检测电阻。在这个电阻中，我们直接跳过了调阻工艺，比别家产品省去来一个关键的工艺环节，所以我们不但能保证电阻的产能，还能提升电阻产品的性能。”5D3esmc

不调阻怎么提升电阻性能？其实，大部分纯合金类的电流检测电阻都有一个缺口，这个缺口可以让机械或者激光通过，利用这个缺口电阻最终能达到目标阻值。5D3esmc

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因为目标阻值无法直接通过前端加工来达实现，所以以前德国、美国、日本、中国的电阻器都通过该缺口来达到目标阻值。但这种方式会带来一个问题——当电流通过电阻器时，该电阻器的表面就不太均匀，它会导致电阻器出现热点（如上图红色部分）。这个热点的温度比其他地方高很多，这就是电阻性能可靠性方面的缺点。而采用了Trinning Free技术的电阻器没有这样的缺口，既保证了可靠性又提高了性能，还跳过了电阻器的产能瓶颈。5D3esmc

精密测试测量电阻的开发思路

杨宝平表示，开步电子开发产品的思路是：智慧、先进、面向未来，且会有新工艺的出现。通过工艺、材料、装备的创新，来推动电阻器行业朝着更高效、更先进、更智能的方向发展。5D3esmc

多时候电阻器在电路中承担的是一个传感器的角色，当对它的检测精度要求不高时，使用普通的电阻器即可，当检测精度要求高时，就必须要用稳定且高精度的电阻产品。5D3esmc

通过对电阻器的认知，开步电子加入了一些算法来补偿电阻器，通过算法补偿电阻器的缺陷开发出了一款基于分流器的电流传感器。开发电流传感器的流程为：1.原材料处理；2.电子束焊接；3.车规级分流器生产；4.全自动化下线流程；5.电流传感器成型。5D3esmc

在具体的电流传感器产品方面，开步电子有CB-600系列和CB-350系列。5D3esmc

·CB-600系列

CB-600系列的作用是测电量，适用于储能或电动汽车。具体来看，CB-600可达到全温度范围、全生命周期、全电流量程内的动态精度，检测精度可达到0.1%。与传统测量相比，CB-600在测量精度上有很大的升级。比如，传统测量的精度大约为1%，CB-600的测量精度达0.1%。5D3esmc

除了精读优势之外，在碰到数千安，甚至上万安异常电流时，CB-600也能进行正常测试，它最大可测高达2万多安的电流，即使在电池包短路的情况下，也能测量到电流。预计未来，CB-600系列将较多应用在快充领域。5D3esmc

·CB-350系列

目前，CB-350系列在市场的反响非常好，其测量精度可达0.5%，多家排名前十的主流车厂已经在使用，这些车厂在量产车型上搭载了这款产品，其他很多客户也在测试验证的过程中。可以说，CB-350系列是开步电子今年的爆款产品。5D3esmc

精密测试测量电阻面临的挑战

未来的社会一定是一个高度自动化、高度智能化的社会，高度自动化和高度智能化的基础是精密的测量。精密电流也需精密的电压和电阻，这是开步电子十多年前开始发力测试测量的基本逻辑。5D3esmc

普通产品的测试测量基本不会有太大的挑战，但当要开发一个极限性能的产品时，就必须要面对极限性能参数的测量，这些测量往往是BPM级的，不仅要关注测试测量仪器设备，还要关注测试测量的方法。5D3esmc

杨宝平指出，在开发制造的过程中，开步电子非常注重测试测量能力的建设：“我也参与了国标委很多基础测试测量的标准制定、修订，我们和计量机构合作得非常紧密。如果你不知道自己开发的产品是好还是坏，不知道自己使用的材料是好还是坏，你就很做一个持续的产品开发动作。对我们而言，在开发过程中把产品呈现给用户，这个过程是最宝贵的财富，这些财富就是测试测量的数据。”据了解，开步电子在长沙和深圳都有车规实验室，且具备全套测试能力。5D3esmc

小结

最后，杨宝平总结了开步电子十年来的发展历程。“近十年里，开步电子保持高速成长，既有低谷又有高峰时刻，从贸易商转变为原厂的过程中，离不开公司的员工努力。今年，我们的苏州工厂已处于半投产状态，预计12月正式进入投产状态，这会让我们的产能大大提升，在产品的交付能力上，我们将会再接再厉。”5D3esmc