新PS3利用45nm版Cell降低成本，组装工时减少30％

http://china.nikkeibp.com.cn/new ... ?ref=ML&start=3

    索尼计算机娱乐（SCE）于2009年9月1日上市了尺寸比原产品大幅减小并降低了功耗的新款“PlayStation 3”（PS3，型号：“CECH-2000A”）（图1）。与2007年11月上市的原机型（型号：“CECHH00”，以下称07年款）相比，最厚部分减薄至65mm，约为原来的2/3，重量减轻至3.2kg，约为原来的2/3。耗电量最大约为250W，减小30W左右。建议零售价为2万9980日元，下降1万日元。

　　在设计新款PS3时，SCE尤其重视的是“彻底降低制造成本”（该公司SVP兼设计2部部长伊藤雅康）。即通过削减部件个数并精简内部结构，使之更加容易组装。部件个数是2006年11月上市的第一代机型（型号“CECHA00”）的“大约一半”（SCE）。也就意味着削减了约2000个部件。组装工时比原结构的PS3减少了约30％。“过去也曾着手削减工时，但此次实现了锐减”（SCE设计2部5科科长凤康宏）。

    新款PS3将其核心——微处理器“Cell Broadband Engine”由07年款采用的65nm工艺产品改成了45nm工艺产品（图2）。45nm版Cell的最大耗电量“约为50W以上”（SCE）。在第一代机型所配备的90nm工艺Cell的一半以下。

　　新款PS3的小型化是以大幅削减了耗电量的45nm版Cell为前提实现的。因为通过降低耗电量，才得以实现冷却机构和电源模块的小型化。另外，通过调整蓝光光盘（BD）装置及主板的设计，削减了部件个数。

　　通过减小冷却机构、电源模块和BD装置的尺寸，精简了内部结构。新款PS3采用的是在位于机壳下部的主板上配置冷却机构、电源模块和BD装置的“平房”结构。而过去的PS3全部采用在主板下面配置冷却机构、在上面配置BD装置和电源模块的“二层楼”结构（图1）。新款PS3之所以减薄至原来的约2/3，主要原因在于改变了结构。“这是通过机械设计师与电气设计师密切合作实现的”（SCE）。

实现高功能且降低成本

　　新款PS3的冷却机构并非通过简单的结构精简而削减了成本，而是通过大胆追加部件来提高冷却效率，从而成功减薄了厚度并降低了成本（图3）。某热设计技术人员给予了高度的评价：“该设计实现了高功能且降低了成本”。

    通过降低Cell的耗电量来减小发热量，才得以实现散热片和冷却风扇的小型化。散热片的小型化是通过减小散热风扇的面积、并将间隔缩至2mm而实现的。冷却风扇由第一代机型的直径约138mm减为约96mm。据SCE介绍，为提高冷却效率，采取了以下措施：①利用热泵、②改变冷却顺序、③有效利用风扇吹出的空气。

    ①热泵是向散热片传热的部件。第一代机型为将热量扩散到整个冷却机构而采用了热泵，但后来通过改进，未在07年款等产品中采用热泵。此次为使Cell发出的热高效传到已减小尺寸的散热片，大胆采用了1个热泵（图4）。

　　②是指将过去所有PS3中利用风扇吸入的空气冷却的电源模块换成利用风扇吹出的空气冷却的方式。此次的冷却机构将风扇、散热片和排气管融为一体，排气管排出的空气直接吹向电源。“利用流速高的空气高效冷却电源”（SCE的凤康宏）。流经电源模块内部的空气由模块的排气孔直接排出PS3外部。也就是说，电源模块的排气孔直接成为机体背面的排气孔。这样就降低了通道的阻力。

　　③方面，新款PS3将排气管与风扇和散热片融为一体并改进了嵌合部分，不仅削减了组装工时，还确保了无缝隙的密闭通道。这是为了充分利用风扇吹出的空气。PS3从第一代机型开始就一直采用静压高的离心风扇，里面流动着高压空气。如果有缝隙，内部就会漏气，在机器内循环，会引起通道阻力增大的问题。原来的结构为防止漏气，使用肋材和海绵等填充缝隙，因此需要很多组装工时。

    采用耗电量低的45nm版Cell不仅有利于减小电源部分的尺寸，还有利于通过采用通用部件和削减部件个数来降低成本。

　　新款PS3的电源模块为横长形状，尺寸为约275mm×94mm×42mm。收纳在机壳的背面部分。某电源厂商的技术人员指出，与第一代机型相比，新款PS3在技术上带来的震惊较少。“第一代机型的400W级AC-DC电源小得出乎意料。此次200W级的电源也很小，不过通过努力可以实现”（该技术人员）。

　　虽然部件采用了很多通用产品，“与原机型一样，也采用了共振型半桥式电路，200W级AC-DC转换器实现了高达80％以上的变换效率”（该技术人员）。另外，散热风扇的上部随着模块形状而倾斜也很少见。“可以看出设计的精致程度”（该技术人员）。

　　主板上的Cell用DCDC电路的去耦电容器也换成了便宜的产品。07年款之前一直采用NEC Tokin等制造的4端子“Proadlizer”。新款PS3中Cell所需的电流容量减小，“因此能够使用更加便宜的高分子电容器和积层陶瓷电容器”（SCE设计2部副部长兼2科科长红泽亨）。

　　此外，减少BD装置的部件个数，进一步降低了成本（图5）。BD装置部件个数减少当然有利于薄型化。本来“为减薄整个PS3，首先着手减薄BD装置”（SCE的伊藤）。

　　通过将运行光盘的机构与顶板融为一体等，将整个光驱的厚度减薄了约5.5mm。BD装置内的激光头本身也通过调整光学系统，减薄了3.2mm左右。