誰該為EMI負責？系統商與晶片商的角力！

atitizz

作者為 宣棠電磁科技 技術經理 劉啟宇

山寨機當紅的時候，有個對電子產品外行的朋友問我買山寨機好還是買品牌機好，我的回答是有錢就買品牌機，沒錢就買山寨機，朋友又問差哪麼多錢到底差在哪裡？其實其他地方我也不清楚，但至少我很清楚山寨機不需要符合電磁相容，品牌機必須要符合電磁相容(也就是要過EMI)，換句話說山寨機使用者所處的電磁環境在法律上是沒有必要低於輻射限制值，不過話說回來既然因為窮-賤命一條，就何必在意看不見摸不著的電磁環境。
2 a) N0 Q- P0 e* C5 x5 A6 u! P
言歸正傳，EMI(電磁干擾)發生要有3個條件，來源Source，路徑Path，帶出天線Antenna，目前電子產品的EMI來源就是IC晶片。而PC板與機殼的設計決定了路徑，而電子產品對外的接線與開口就是天線。若EMI發生問題，可以下手的地方為IC晶片，電路，電路板，機殼，電纜，除了第一項IC之外，後面四項都是系統廠來負擔的成本。以變更設計費用來看，晶片開一個光罩就是百萬計價的，而洗新的電路板則是以萬計價，所以早年主要是系統商來負擔EMI對策，例如筆者在宏碁電腦測Intel Pentium II CPU 時，工程樣品366MHz的CPU就會有366MHz的輻射，400MHz的CPU就有400MHz的輻射，由於這些問題不算嚴重，在電腦主機上加對策也就克服了，而且後來測到Pentium II的量產版 CPU時，CPU主頻的輻射也改善很多，反觀Intel Pentium II那時候的主要對手AMD K6 (當然現在AMD不一樣了)，其輻射之強舉世聞名，連桌上型電腦銅牆鐵壁般的機殼都遮不住，AMD 為了這個問題還寫了64頁的 K6 EMI 設計要點，可以想像系統商若要做到這64頁的要求可得要花多大的力氣。從這裡引發兩個問題:

6 y( N  a7 H( S  ^

mic29

目前歐盟已經有IC的EMI測試草案了，EMI表現差的就讓市場淘汰吧，不同意將責任推給系統的說法
上樑不正，下樑要花很大的功夫才能不歪
如果此時有另一顆IC的EMI很正呢?

NINJA

EMI的問題真的需要多方的努力 才能解決

vatic

但有時ic真的EMI太爛~想要靠系統廠做後天的努力~代價太高了~

chunyulu

我想這問題非常明顯
( y8 \8 V$ A3 |我的回答絕對是系統商...晶片商 只管銷售晶片給系統商...
而系統商則是要銷售整台機器給消費者或是客戶...
  t; B% J* [7 G3 b! P到最後無論是否為晶片問題與否..最後要銷售還是系統商要自行解決的...否則說難聽一點 沒解決可以銷售嗎??
! q3 K& S7 g) ]6 `共勉之..

atitizz

當然有時候也有系統商不講理的情形，例如明明USB 2.0的信號線有動作時一定要用屏蔽線才能過EMI，還一味的要求USB 晶片商要在非屏蔽線的條件下過EMI，因為只有把USB信號壓到功能喪失下才能通過EMI測試。同樣的情形在VGA信號線也是一樣的，所以在大賣場看到液晶顯示器雖然價格不斷的下殺到只剩幾千元，但在VGA信號線投入的成本還是不敢馬虎-粗粗的一條，裡面還有編織網，而且大部分上面還有抗輻射鐵心，因為有EMI知識與經驗的人很清楚這是省不掉的，但往往有外行的人卻以為把VGA的電路板設計好就可以不用編織網的VGA線，這是錯誤的想法；不過反過來說VGA的電路板設計的不好，就算用編織網加抗輻射鐵心的CABLE也可能會測不過EMI，也就是好的電路板設計是通過EMI的必要條件而非充分條件!

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atitizz

可是做工程變更於IC的時間與金錢畢竟比在電路板要高太多了，所以晶片商如果能協助身為客戶的系統商用系統設計方法解決EMI問題把服務做到位，不失為最好的解決方式。

只是晶片端與系統端畢竟各有領域，彼此了解不易，在共同解決問題時立場不免受到對方質疑，找有能力與經驗的第三方-例如宣棠電磁來處理就是一個好的選擇。下面就是一個例子：系統商的產品在頻率375MHz超出4.8dB，來源是Infineon 的ADM7001 Single Ethernet 10/100M PHY，


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雖然系統商已有加台達的Common mode 濾波器(T3)，仍然抵擋不住over 4.8dB，經分析後才發現必須在加一級 common bead 才能通過EMI測試，這就說明也許IC先天不良，也可以靠後天的補救來處理EMI問題。

atitizz

1 為什麼K6的 EMI特性要比功能差不多Pentium II差那麼多?
2 為什麼系統商還會選擇EMI特性差的晶片?
( a6 i2 y7 M; p; J1 ]  N( E5 ?+ b+ X
% h0 z( M1 f: z9 X這兩個問題的答案是一樣的，就是搶時間-因為等不及，以及搶價格-因為比較便宜。現在的IC研發時間只有以前的一半，每新增一項功能就要重新開發嗎？這樣太慢了，買現有的矽智財整合在一起才是最快的，整合過程為了搶時間，類比數位會雜處，高頻低頻會交錯，電源與地供應不良也就難以顧到。

有個朋友跟我說他們用ESS Video decoder 做車用 DVD player，ESS 晶片帶出來的EMI很差，後來一年後ESS有出更新版，EMI就很好，可是我們等不及了，這就是為了搶時間。至於搶價格，看到的例子是我們測EMI時遇到網通產品必須用網路卡配測，用Intel晶片的網路卡測EMI很好，用R牌與V牌晶片的網路卡會高一點，但R牌與V牌的網路卡只要450NT而Intel 的網路卡要1200NT，價格差這麼多我想一般人應該買不下去吧！
- i& u' e9 W- b' L" q' x- {- t
& a+ b$ T" v" [# {所以在時間與價格的優先考慮下EMI會被放在後面考慮(可是弄到最後還是不得不考慮)，等到電子產品功能OK後做EMI測試發現不過時，系統商就會想到是不是應該叫晶片供應商來解決EMI問題。自從電子產品揮別以往高利(鼎易 宋德豐先生說以前做產品給頻果電腦,光一台的EMI Gasket就花費10美元) ，進入微利時代，反觀現在IC設計業早已是百家爭鳴，賣方市場的時代不再，使得晶片商姿態不得不放低-不僅比技術，比品質，還要比服務。