電源管理直面節(jié)能挑戰(zhàn)

伴隨著能源重要性的提升，節(jié)能已經(jīng)從簡單的一句口號變成影響產(chǎn)品成本的重要組成部分。據(jù)世界能源組織評估，20年來世界能源凈成本上升120%以上，而這恰恰又是決定物價上漲的重要原因。
電源管理，這是任何電子產(chǎn)品都無法回避的重要步驟，伴隨著能源成本的提升，降低功耗就成為時下電子產(chǎn)品重要的競爭優(yōu)勢之一，這已經(jīng)不僅僅是使用方便性的問題，更多的被賦予了成本的含義。電子產(chǎn)品的成本已經(jīng)不能簡單的以銷售價格來衡量，使用成本正越來越成為決定產(chǎn)品命運(yùn)的重要因素。一個很典型的案例就是節(jié)能高價的變頻空調(diào)的熱銷。節(jié)能的挑戰(zhàn)已經(jīng)真切的擺在電源管理廠商面前。

電源管理系統(tǒng)

以移動性取勝的便攜產(chǎn)品以電池供電為主，對功耗的要求自然非常嚴(yán)格，特別是目前的便攜產(chǎn)品加入的功能越來越多，這對電源管理系統(tǒng)提出了信的挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)往往就意味著機(jī)遇，臺灣茂達(dá)電子正是在這種挑戰(zhàn)中尋找機(jī)遇的代表。作為能提供包括開關(guān)式電源管理IC(PWM)、低壓差穩(wěn)壓器(LDO)、分立組件MOSFET以及電壓偵測完整電源管理方案的模擬設(shè)計廠商，茂達(dá)電子期望能在電源管理技術(shù)新挑戰(zhàn)面前通過技術(shù)革新不斷壯大自己，這是茂達(dá)電子行銷處張家瑋副處長在接受記者訪問時談到的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。

對于目前便攜產(chǎn)品電源管理，單芯片解決方案還是面臨著很大的挑戰(zhàn)，仍然是個相對遙遠(yuǎn)的理想。當(dāng)然，降低功耗的最重要手段來自于核心芯片工藝的進(jìn)步，更小尺寸、更低功耗的核心芯片決定著整個產(chǎn)品的整體功耗。當(dāng)制程從0.13mm向90nm甚至65nm與45nm方向發(fā)展，功耗固然降低了很多，但工作電壓的要求更為嚴(yán)格，精度的要求就變得更苛刻，與此同時，EMI干擾問題也更突出。所以說，降低功耗固然是半導(dǎo)體制程的功勞，但如何把功耗順利穩(wěn)定地降低則是電源管理廠商的最大功勞。準(zhǔn)確的說便攜產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)低功耗和微型化并不僅僅是只由芯片制程革新及功率降低所帶動，軟件的發(fā)展對電源管理同樣提供了很大的幫助。

具體到最熱門的PMP市場，各種功能不斷地被加入其中，不僅僅在解碼方面要求很高，在顯示方面同樣面臨挑戰(zhàn)，加入無線功能和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊化都是PMP未來的趨勢，如何用一套系統(tǒng)解決不同模塊的供電需求并且降低能耗成為電源管理急需解決的問題。

亂世出英雄，PMP的電源管理市場目前還不夠標(biāo)準(zhǔn)，而這樣的一個市場恰恰意味著市場有很大的變數(shù)，這正是茂達(dá)所著力尋找的突破點(diǎn)。

當(dāng)然，茂達(dá)電子的產(chǎn)品線遠(yuǎn)不止這些，在開關(guān)式電源管理IC(PWM)、低壓差穩(wěn)壓器(LDO)、分立組件MOSFET這三個主要產(chǎn)品領(lǐng)域茂達(dá)同樣具有優(yōu)勢。MOSFET目前的重點(diǎn)集中在8英寸晶圓領(lǐng)域，并從低壓轉(zhuǎn)向100V以上領(lǐng)域拓展，目標(biāo)應(yīng)用瞄準(zhǔn)了電動自行車這個龐大的市場， IGBT領(lǐng)域的重點(diǎn)集中在國內(nèi)的消費(fèi)電子應(yīng)用。在音頻放大器市場茂達(dá)則涵蓋了A、B和D類各種應(yīng)用，特別是D類產(chǎn)品從2~3w面向便攜高端應(yīng)用產(chǎn)品，到10w以上的大功率LCD電視驅(qū)動都取得了突破。 此外，茂達(dá)還瞄準(zhǔn)了GPS這個新型的領(lǐng)域，與系統(tǒng)廠商和芯片商共同合作在GPS產(chǎn)品的電源管理部分取得了相當(dāng)可觀的成績。

功率半導(dǎo)體

如果說電源管理對于節(jié)能來說是高超的外科手術(shù)，那么功率半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)展才是真正的內(nèi)科調(diào)理，是讓節(jié)能技術(shù)取得決定性發(fā)展的關(guān)鍵。能源的緊張和環(huán)保的要求呼喚著半導(dǎo)體供應(yīng)商在推動能效提高方面扮演著更為主動積極的角色。

成立50年的飛兆半導(dǎo)體公司作為領(lǐng)先的功率模擬和功率分立技術(shù)式高能效解決方案供應(yīng)商，正專注于開發(fā)能夠進(jìn)一步提高功率效率的以下一代功率半導(dǎo)體為核心的解決方案。飛兆半導(dǎo)體作為 The Power Franchise 功率專家，致力于電子產(chǎn)品 (比如手機(jī)、DVD 播放器、平板顯示器、筆記本電腦、打印機(jī)、相機(jī)、電視、家用電器、電源適配器、電源、照明設(shè)備、電機(jī)控制和汽車電子產(chǎn)品等) 所需高能效組件的設(shè)計和制造。提高功率效率是各種電器設(shè)備都面臨的問題，而每一種產(chǎn)品在空間、系統(tǒng)成本、性能和功率等級方面都有其特殊的設(shè)計挑戰(zhàn)。

在照明領(lǐng)域，傳統(tǒng)的日光燈因發(fā)光能效只有10%而致使大量的能源轉(zhuǎn)化為無用的熱能，因此必須面對的挑戰(zhàn)包括提高效率、延長壽命、提高生活質(zhì)質(zhì)和提供更大的靈活性。比較理想的解決方案主要是提高發(fā)光與散熱的能耗比，使用熒光燈、LED 或 HID 燈取代白熾燈，可大幅提高能效達(dá) 85%。
MOSFET 和 IGBT 等集成式IC，可減少組件數(shù)目、降低總體成本、簡化鎮(zhèn)流器設(shè)計、降低開關(guān)損耗，并提升調(diào)光能力。

而對于電子換向電機(jī)，節(jié)能的同時必須保證產(chǎn)品和系統(tǒng)的安全與可靠性，因此應(yīng)對提高效率、簡化設(shè)計，降低系統(tǒng)成本等挑戰(zhàn)的前提是不降低產(chǎn)品關(guān)鍵指標(biāo)。交、直流轉(zhuǎn)換供電是很可靠的突破，從單相 AC 電機(jī)轉(zhuǎn)換為可變速 DC 電機(jī)，可節(jié)能 40%。將 IGBT、MOSFET、 HVIC 和LVIC 集成在先進(jìn)的封裝中可簡化設(shè)計，并縮短上市時間。

而對于供電電源的挑戰(zhàn)集中在提高效率和可靠性，降低待機(jī)功耗，減小尺寸和降低總體系統(tǒng)成本方面。這個方向的解決方案包括：帶有軟開關(guān)功能的集成式功率開關(guān)能夠降低開關(guān)損耗，同時簡化設(shè)計，并減小尺寸。半導(dǎo)體 IC 工藝的進(jìn)步和功能性的不斷增強(qiáng)，幫助了電源制造商滿足 1 瓦倡議的要求。降低控制器開關(guān)頻率的技術(shù)也可減小低輸出功率或待機(jī)功率下的開關(guān)損耗。此外，某些功能以節(jié)省能量如功率因數(shù)校正電路可在待機(jī)期間關(guān)斷。低柵極電荷 FET 開關(guān)也能降低損耗。

正如飛兆半導(dǎo)體總裁兼首席執(zhí)行長Mark Thompson指出：“資深功率半導(dǎo)體供應(yīng)商要不斷推出能夠提高能效和節(jié)省能量的創(chuàng)新性解決方案及架構(gòu)，積極推動節(jié)能趨勢，致力于提供了創(chuàng)新性的器件、集成式解決方案和先進(jìn)的封裝技術(shù)，能夠滿足市場對集成度更高、性能更高、尺寸更小和功率效率更大的電子應(yīng)用產(chǎn)品的強(qiáng)烈需求。特別是對高速發(fā)展的中國來說，解決好能效問題更是當(dāng)務(wù)之急。”