2013半導(dǎo)體不相信預(yù)言

　　Intersil公司中國/香港總經(jīng)理陳宇對未來高性能模擬市場的看法是產(chǎn)品會更集成化，外形會更小化。如何使用最少的成本的條件下，達(dá)到最優(yōu)的效果;如何在芯片成本不增加的條件下，完善高清效果;如何在保證客戶時(shí)間的條件下，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期…等等，這些都會是模擬技術(shù)的發(fā)展趨勢，高性能更會是趨勢。之前我們提到過Intersil的SLOC解決方案，我認(rèn)為這個(gè)SLOC生態(tài)系統(tǒng)也會是未來高性能模擬技術(shù)的發(fā)展趨勢，互惠互利，技術(shù)分享也會是未來的趨勢。

　　高性能模擬技術(shù)的發(fā)展必然會導(dǎo)致客戶的需求增長，而客戶需求增長對于高性能模擬企業(yè)來說，是一件好事?？蛻粜枨笤黾颖厝粫媾R個(gè)性化，給客戶建議，滿足客戶的條件的同時(shí)，又能夠縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，這個(gè)也就是建立模擬的生態(tài)系統(tǒng)的好處，模擬生態(tài)系統(tǒng)將是未來模擬市場一個(gè)重要的趨勢?？蛻魝€(gè)性化期間需求增加，對于模擬廠商而言是一個(gè)機(jī)遇，我們可以了解市場需求動向，同時(shí)還可以完善自己的產(chǎn)品。

　　安森美半導(dǎo)體電源市場全球銷售及營銷高級總監(jiān)鄭兆雄針對高性能模擬技術(shù)的發(fā)展與客戶日益增多的個(gè)性化器件需求之間的平衡問題表示，如何平衡要視乎應(yīng)用，也許要在可行性及成本之間進(jìn)行折衷取舍。例如消費(fèi)市場對成本非常敏感，同時(shí)其應(yīng)用批量也非常大，故適合針對消費(fèi)市場開發(fā)專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)來滿足個(gè)性化器件的需求。另一方面，高性能通常意味著低批量應(yīng)用，適合于能夠承受高成本但數(shù)量有限的制造商的應(yīng)用。

　　電源管理：提升能效將是不斷追求

　　電源，是每個(gè)電子設(shè)備中必不可少的一部分，電源管理技術(shù)會慢慢成為重要趨勢，所有應(yīng)用都離不開電源管理，未來電源管理系統(tǒng)會更智能更綠色更高效。創(chuàng)新就成為未來電源管理應(yīng)對市場的必然因素，而這里的創(chuàng)新不僅僅是指產(chǎn)品技術(shù)的創(chuàng)新，封裝、材料、集成化以及布線排版都要有創(chuàng)新。而在綠色節(jié)能理念的倡導(dǎo)下，電源技術(shù)對提升能效的追求將是永不停息的。2013年，可能白金牌電源的標(biāo)準(zhǔn)將逐漸成為主流，而鈦金牌電源的要求也會逐漸被各家廠商所重視，成為未來的發(fā)展趨勢。

　　隨著創(chuàng)新型高能效應(yīng)用的需求不斷推進(jìn)，電源管理已經(jīng)成被各公司快速提入日程，現(xiàn)在更深入工程師的思維，并且占據(jù)重要位置。對于多種類型的終端設(shè)計(jì)，在功率級和功率密度方面的要求都將不斷提高，因?yàn)楝F(xiàn)在都要求系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更多功能。

　　幾年前，數(shù)字電源管理一直還只是一項(xiàng)小的技術(shù)，但我們相信，現(xiàn)在它已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)被快速采用的階段。在未來十年，對于高能效產(chǎn)品的關(guān)注將有望推動數(shù)字電源管理應(yīng)用的擴(kuò)展，主要應(yīng)用包括DC-DC轉(zhuǎn)換器、AC-DC轉(zhuǎn)換器、照明系統(tǒng)和逆變器。

　　要提升電源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換能效，不僅要提升電源在典型負(fù)載到滿載范圍內(nèi)的能效、改善功率因數(shù)，還要提升輕載范圍下的能效，并降低待機(jī)(空載)能耗。安森美半導(dǎo)體電源市場全球銷售及營銷高級總監(jiān)鄭兆雄舉例，當(dāng)今的電源設(shè)計(jì)人員不僅要提供更高的滿載及典型負(fù)載工作能效，也要優(yōu)化電源在輕載條件下的能效，從而在完整負(fù)載范圍內(nèi)均能提供優(yōu)異的高能效性能。談及未來電源管理系統(tǒng)，鄭兆雄介紹，一方面，可以采用創(chuàng)新的電源架構(gòu)來優(yōu)化電源在完整負(fù)載范圍內(nèi)的能效。另一方面，可以細(xì)致分析電源各個(gè)可能的功率損耗來源，采取針對性的措施來減小功率損耗，進(jìn)而提升能效，并配合減小尺寸及提升功率密度。

　　凌力爾特公司電源產(chǎn)品產(chǎn)品市場總監(jiān)Tony Armstrong直接指出，任何系統(tǒng)中的功耗問題都必須以兩種方式應(yīng)對，首先，在整個(gè)負(fù)載電流范圍內(nèi)，最大限度地提高轉(zhuǎn)換效率，其次，在所有工作模式時(shí)，降低從 DC/DC 轉(zhuǎn)換器吸取的靜態(tài)電流。因此，為了在降低系統(tǒng)功耗中發(fā)揮積極作用，電源轉(zhuǎn)換和管理 IC 必須提高效率，即功率損失更低，在輕負(fù)載和休眠模式時(shí)，有非常低的功耗水平。應(yīng)對未來的能效挑戰(zhàn)，Linear將繼續(xù)開發(fā)和推出更多具備更低靜態(tài)電流的產(chǎn)品。

　　NXP大中華區(qū)資深產(chǎn)品行銷經(jīng)理張錫亮認(rèn)為，智能電源日漸盛行，并為數(shù)字控制系統(tǒng)和數(shù)字通信帶來諸多機(jī)會，包括無線和有線方式。由于系統(tǒng)可以準(zhǔn)確知道所需電量并要求供應(yīng)相應(yīng)電量，因此智能電源可以節(jié)省更多用電。它還帶來了組合發(fā)展機(jī)遇，例如在電源線上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。對發(fā)電廠而言，更容易獲知電源負(fù)載 (或需求)，從而更易于準(zhǔn)備充足的電量。而對于個(gè)人和家庭而言，有更多的電源可供智能分配，如太陽能、風(fēng)力發(fā)電和發(fā)電廠供電。

　　ADI電源管理部門市場工程師張潔萍眼中，綠色、環(huán)保、節(jié)能一直是這幾年電源管理系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)。隨著綠色技術(shù)在各行業(yè)的不斷滲透，新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也在推動產(chǎn)品升級。照明、電信、智能電網(wǎng)、智能家電等領(lǐng)域同樣具有巨大的增長空間，也是電源廠商重點(diǎn)關(guān)注的方向。節(jié)能主要體現(xiàn)在電源產(chǎn)品本身的節(jié)能和整體機(jī)房節(jié)能，而“綠色”主要體現(xiàn)在提高整機(jī)效率、減少對電網(wǎng)的干擾以及節(jié)省空間、節(jié)約成本等方面。另外，模塊化電源、網(wǎng)絡(luò)化電源等也是目前的關(guān)注焦點(diǎn)。模塊化電源，除了能提高電源供應(yīng)的可靠性，企業(yè)自身還可根據(jù)用電負(fù)載選配模塊。因此，廠商們?nèi)绻胍诩ち业氖袌龈偁幹斜３稚踔撂岣呤袌稣加新?，持續(xù)技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新是重中之重。

　　功率器件：提升能效的踐行者

　　電源管理技術(shù)供應(yīng)商已不僅僅局限在電源技術(shù)本身，同時(shí)更多地關(guān)注系統(tǒng)信號鏈的把握和系統(tǒng)的應(yīng)用。在器件設(shè)計(jì)角度來看，通過器件帶有的特性提升整體工作效率。比如,電源器件通過檢測系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如動態(tài)調(diào)節(jié)輸出電壓來達(dá)到效率優(yōu)化的目的。從工藝角度來看，功率器件工藝的改進(jìn)是提高效率的關(guān)鍵。

　　富士通半導(dǎo)體亞太區(qū)市場副總裁鄭國威則談到了新技術(shù)對提升能效的意義，比如采用基于硅基板的氮化鎵(GaN)功率器件是提升電源效率的新技術(shù)，這些器件可廣泛用于電源增值應(yīng)用，對實(shí)現(xiàn)低碳社會做出重大貢獻(xiàn)。與傳統(tǒng)硅基功率器件相比，基于GaN的功率器件具有導(dǎo)通電阻低和能夠進(jìn)行高頻操作等特性。而這些特性恰恰有利于提高電源單元轉(zhuǎn)換效率，并使電源單元更加緊湊。富士通半導(dǎo)體計(jì)劃在硅基板上進(jìn)行GaN功率器件的商業(yè)化，從而可以通過硅晶圓直徑的增加，來實(shí)現(xiàn)低成本生產(chǎn)。

　　富士通半導(dǎo)體自2011年起開始向特定電源相關(guān)合作伙伴提供GaN功率器件樣品，并對之進(jìn)行優(yōu)化，以便應(yīng)用在電源單元中。最近，富士通半導(dǎo)體開始與富士通研究所 (Fujitsu Laboratories Limited) 合作進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，包括開發(fā)工藝技術(shù)來增加硅基板上的高質(zhì)量GaN晶體數(shù)量;開發(fā)器件技術(shù)，如優(yōu)化電極的設(shè)計(jì)，來控制開關(guān)期間導(dǎo)通電阻的上升;以及設(shè)計(jì)電源單元電路布局來支持基于GaN的器件的高速開關(guān)。這些技術(shù)開發(fā)結(jié)果使富士通半導(dǎo)體在使用GaN功率器件的功率因數(shù)校正電路中成功實(shí)現(xiàn)了高于傳統(tǒng)硅器件性能的轉(zhuǎn)換效率。

　　對GaN同樣寄予厚望的是國際整流器公司亞太區(qū)銷售副總裁潘大偉，他表示，由于設(shè)計(jì)者和技術(shù)人員已接近所能實(shí)現(xiàn)的芯片的外形極限，因此想要實(shí)現(xiàn)性能的進(jìn)一步提高將變得異常復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)成本也變得很高。在一些情況下，為了在浪費(fèi)很少能源的情況下提高系統(tǒng)的功率密度，同時(shí)降低系統(tǒng)尺寸、復(fù)雜性和成本，那么就需要利用新技術(shù)來構(gòu)建元件，或者在一些情況下，需要采用新材料。在IR公司GaN功率器件技術(shù)平臺上，我們可以看到一個(gè)很恰當(dāng)?shù)氖纠?，這也意味著高效功率設(shè)計(jì)新時(shí)代的到來。IR公司采用GaN功率技術(shù)的GaNpowIR®平臺與采用先進(jìn)硅技術(shù)的平臺相比，能夠把重要的專用應(yīng)用的優(yōu)值系數(shù) (FOM) 提高達(dá)十倍?；旧?，采用GaN的電源器件將最終用于與采用硅功率芯片相同的大部分應(yīng)用，以及一些潛在的目前還不可采用硅芯片的新應(yīng)用。電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用目前GaN功率器件的電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用目標(biāo)包括AC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、電機(jī)驅(qū)動器、D類音頻和照明系統(tǒng)。

　　而由于歐美政策上的變化，英特矽爾陳宇認(rèn)為，消費(fèi)類電子的小功率器件并不被太看好，而大功率器件卻有著不小的潛力，但整體來講，電源IC以及MOSFET還會有比較好的發(fā)展空間，而我們都知道功率半導(dǎo)體應(yīng)用范圍正從傳統(tǒng)的工業(yè)控制領(lǐng)域4C領(lǐng)域(計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)類電子產(chǎn)品和汽車電子)擴(kuò)展到國民經(jīng)濟(jì)與國防建設(shè)的各個(gè)方面。這種重要性決定了功率半導(dǎo)體在未來的變化，SiC等材料的關(guān)注度、器件集成化、器件搭載技術(shù)、封裝創(chuàng)新度等都是未來值得關(guān)注的地方。

　　安森美的鄭兆雄對功率器件的看法是，全球能耗大幅增加、能源價(jià)格不斷上升以及預(yù)計(jì)對經(jīng)濟(jì)及環(huán)境的不利影響，也持續(xù)推動針對更高性能功率分立元器件的需求。這些高性能功率半導(dǎo)體器件須提供更高能效，幫助降低損耗，并提供更高可靠性。例如，安森美半導(dǎo)體推出NGTB15N120、NGBT20N120及NGBT25N120等新系列的場截止型(Field Stop) 絕緣門雙極結(jié)晶體管(IGBT)，應(yīng)用于高性能電源轉(zhuǎn)換方案，適合多種要求嚴(yán)格的應(yīng)用，包括電磁爐、電飯煲及其它廚房小家電應(yīng)用。

　　新能源應(yīng)用：綠色是不懈的追求

　　雖然新能源應(yīng)用在經(jīng)歷了前幾年的火爆之后，看似最近有所降溫，不過，只要人們對節(jié)能與綠色環(huán)保的追求不變，各種新能源應(yīng)用依然會逐漸被重視，并取代傳統(tǒng)能源的部分市場，成為人們生活中必不可少的一部分。

　　綠色工程解決方案的市場持續(xù)快速增長，這是由于大家對環(huán)境的關(guān)注，廠商需要符合最新推出的法律法規(guī)，并且從商業(yè)角度，確保能源成本和能源供應(yīng)的安全性?；谝陨戏N種考慮，新電源管理方法的巨大商機(jī)存在于各個(gè)環(huán)節(jié)，包括從汽車到家電，從照明到可再生能源的各個(gè)領(lǐng)域。

　　凌力爾特專注于其倡導(dǎo)的能量收集產(chǎn)品，以專門服務(wù)于這一新市場。在我們周圍有豐富的環(huán)境能源，傳統(tǒng)的能量收集方法一直是使用太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)。不過，由于有了新的能量收集方法，我們現(xiàn)在可以用多種環(huán)境能源產(chǎn)生電能。此外，重要的不是電路的能量轉(zhuǎn)換效率，而是可用來給電路供電的“平均收集”能量的多少。例如: 熱電發(fā)生器將熱能轉(zhuǎn)換成電力、壓電組件轉(zhuǎn)換機(jī)械振動能、光伏組件用于轉(zhuǎn)換陽光 (或任何光子源)、而電流組件則可從濕氣實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。這使得有可能給遠(yuǎn)程傳感器供電，或給電容器、薄膜電池等存儲器件充電，以便在沒有電源的偏僻地點(diǎn)，也能給微處理器或發(fā)送器供電。這為我們的能量收集產(chǎn)品帶來了商機(jī)，這些產(chǎn)品可用于未來可能出現(xiàn)的各種解決方案。

　　替代能源帶來商機(jī)的一個(gè)絕佳例子是太陽能供電的電子設(shè)備市場。隨著企業(yè)不斷尋求降低能耗的方式，這個(gè)市場也在持續(xù)增長。例如，我們可以看一下智能電表。智能電表用在智能電網(wǎng)中，可由環(huán)境能源供電，以降低工作能耗費(fèi)用。一種可行和充足的能源是太陽能。不過，因?yàn)樘柲茏兓?、不是穩(wěn)定可靠的，所以幾乎所有由太陽能供電的設(shè)備都配備了可再充電電池。因此，一個(gè)重要的目標(biāo)是，設(shè)法得到盡可能多的太陽能，以快速給電池充電，并保持電池的充電狀態(tài)，這樣在沒有太陽能可用時(shí)，就可將電池用作能源。

　　節(jié)能環(huán)保的新能源是中國十二五規(guī)劃產(chǎn)業(yè)升級的重點(diǎn)。中國風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量近年迅速增長，太陽能光伏發(fā)電成長空間巨大，逆變器供不應(yīng)求。新能源的主要市場是新型能源在能源系統(tǒng)暨電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，它存在于電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配、用四大環(huán)節(jié)中，這也是智能電網(wǎng)概念中的一個(gè)重要部分。新型能源發(fā)電包括了太陽能光伏發(fā)電與風(fēng)能發(fā)電，這是區(qū)別于目前大量使用中的化石原料發(fā)電的補(bǔ)充，是可再生的、清潔的能源。這也是新能源技術(shù)關(guān)心的重點(diǎn)，也是主要市場，亦是現(xiàn)階段的投資重點(diǎn)。目前，國家大力提倡快速發(fā)展風(fēng)力發(fā)電，以及太陽能光伏發(fā)電，這些變化我可以從有關(guān)部門的一些數(shù)據(jù)中看到。其中主要涉及的技術(shù)包括了大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)與組裝技術(shù)、發(fā)電機(jī)控制技術(shù)、大功率變流技術(shù)、光伏系統(tǒng)的MPPT控制、光伏逆變技術(shù)和并網(wǎng)技術(shù)等。