節(jié)能：有條件的自我救贖

　　如果說好萊塢的《2012》帶給大家的不過是一次心理上的恐懼沖擊，那么之前一部由美國前副總統戈爾參演的電影《后天》則是真真切切反映了一個正在發(fā)生的社會問題，這個問題又因為去年底北極冰原快速融化而變得越來越嚴肅和嚴酷。抑制全球變暖，伴隨去年“碳排放”這個名詞政治化而變成了許多國家不得不執(zhí)行的政治任務，而2012年歐盟開始對其領空的“碳排放”收費則加速了這個問題國際化的步伐。

　　減少碳排放，又不能阻礙電子化信息生活對更多電力供給的需求，那么僅有的兩個方式是開源和節(jié)流，開源是利用更多清潔能源，而節(jié)流則是提升能源效率以實現節(jié)能。在開源技術遲遲無法取得重大突破的前提下，如果說在2012年哪個技術是最不可能受經濟低迷拖累的，節(jié)能技術首當其沖。

　　拯救地球和人類生存的環(huán)境，節(jié)能勢在必行，但對于個體消費者而言，說服他們?yōu)楣?jié)能技術埋單并不是一個容易推進的任務。畢竟，消費者更關注的是用戶體驗和實際使用成本，如果一個新的節(jié)能技術帶來的是比之前糟糕的用戶體驗或者高昂得多的用戶整體實際支出，那么消費者會表現得極為不配合。縱然有政府的行政命令，依然無法讓消費者快速接受節(jié)能技術，從而實現拯救地球的目的。

　　一個典型的例子是電動汽車的緩慢普及。盡管政府為此提供各種經濟上的補貼和便利條件，但相比于傳統汽車，電動汽車在駕駛的便捷性和駕駛感受上還是存在不小的差距，這恰恰是阻礙其推廣的最根本原因，而無關乎政府推行的力度大小。一個有趣的話題是從理論上說，石油發(fā)電再到充電再到電動機驅動的整體效率目前還趕不上成熟的汽油發(fā)動機的能源轉換效率。但對于以煤電為主的中國，電動汽車存在一定的推廣價值。

　　目前，節(jié)能的核心是提升能效，提升能效的根本在于半導體技術的變革。畢竟，在不增加過多成本和損失用戶體驗的基礎上提升能效，革新半導體產品是最簡潔的辦法，這是半導體特別是功率半導體和電源管理技術面臨的機遇和挑戰(zhàn)。

　　綠色、環(huán)保、節(jié)能一直是這幾年電源動力系統技術創(chuàng)新的重點。隨著綠色技術在各行業(yè)的不斷滲透，新的行業(yè)標準也在推動產品升級。照明、電信、智能電網、智能家電等領域同樣具有巨大的增長空間，也是電源廠商重點關注的方向。節(jié)能主要體現在電源產品本身的節(jié)能和整體機房節(jié)能，而“綠色”主要體現在提高整機效率、減少對電網的干擾以及節(jié)省空間、節(jié)約成本等方面。另外，模塊化電源、網絡化電源等也是目前的關注焦點。模塊化電源，除了能提高電源供應的可靠性，企業(yè)自身還可根據用電負載選配模塊。因此，廠商們如果想要在激烈的市場競爭中保持甚至提高市場占有率，持續(xù)技術和產品創(chuàng)新是重中之重。

　　整體發(fā)展趨勢

　　回首2011年，盡管受消費支出減緩及今年3月日本強震導致供應鏈中斷等影響，功率和電源管理半導體市場成長速度將較預期放緩，但整體而言未來五年的功率和電源管理半導體市場營收仍可望以7.2%的年平均成長率成長(數據來自iSuppli報告)，其主體發(fā)展趨勢很大程度上來自利用半導體技術來改善電能傳輸和分配以及開發(fā)新的可再生能源(如風能和太陽能)方面。新型電源和功率半導體器件將不斷出現;新材料，新技術不斷得到發(fā)展和應用;體積小型化，組裝模塊化，功能系統化趨勢明顯。同時，電源和功率半導體在汽車電子領域也有著越來越廣泛的使用，從電動工具到交通工具，可以看成是電源和功率半導體產品應用的一個新興趨勢。

　　最普遍的功率應用是轉換、管理和分配。這些應用的基本子系統包括AC-DC、DC-DC和DC-AC，所有三種子系統的主要發(fā)展推動力量是采用性能更高的開關和控制電路。發(fā)展趨勢是在系統加入更多的功率電子內容，以便提供各種功能如更便捷的顯示(用于消費電子產品的LED顯示)、通信(聯網)，以及系統監(jiān)控和保護。為了迎合系統發(fā)展趨勢，功率半導體供應商正在推出具有高能效水平、高集成度的器件。

　　安森美半導體電源及便攜產品全球銷售及營銷高級總監(jiān)鄭兆雄歸納，未來電源和功率半導體產品的市場需求和主要發(fā)展趨勢包括提升能效、降低能耗、提高集成度、提升系統可靠性、減小電路板占位面積及提供更寬廣范圍的微型封裝選擇等，不僅符合日趨嚴格的電源能效規(guī)范標準要求以更節(jié)能，也滿足不同終端應用所需。他特別舉例，諸如點火系統、后視攝像頭模塊、儀表板等多種汽車應用都要求極低靜態(tài)電流的低壓降(LDO)線性穩(wěn)壓器。

　　ADI公司電源管理部門市場工程師張潔萍直言，市場對逆變器的重視程度倍增，對各種新產品的需求也將增長，包括在智能電表、電站更新換代、太陽能和風力發(fā)電廠與傳輸設備以及超高壓輸電線路方面的應用。另外，歐美在實行中的新標準將要求新能源設備，特別是太陽能光伏逆變設備，需要更高的轉換效率、更長的使用壽命、更寬的實用溫度范圍及并網設備的更高的EMC要求，從安全的考慮，控制器及逆變器都需要完全的隔離技術;這些具體的要求也催生并推動了相應產業(yè)的發(fā)展，特別是一些新型的半導體器件，對于長壽命、高溫度范圍的隔離器件，提高電流、電壓檢測精度的器件，及低成本的控制器的需求都有較大的增長。

　　富士通半導體(上海)有限公司市場部高級經理王韻則認為，高耐壓、多通道、高集成度、數字控制等是今后的趨勢。為了實現復雜的輸出控制，在電源產品當中會更多地集成數字接口、存儲器和數字控制模塊。所以可以發(fā)現，越來越多的電源芯片廠商開始強化數字方面的能力，包括通過直接兼并和收購一些做單片機的廠商。

　　Microchip模擬和接口產品部產品營銷經理Stephen Stella坦言功率半導體領域目前有不少值得關注的發(fā)展勢頭，一直以來持續(xù)成為熱點的仍然是集成。在大多數基本電源轉換功能實現集成之后，人們正在嘗試將更高級的功能和特性融入到電源系統乃至功率半導體IC中。這些高級功能包括板上診斷、智能、應用性能增強算法以及用戶可配置性。這會對應用和產品開發(fā)周期產生廣泛的影響。而這一嘗試正處于萌芽階段，因此提供的機遇層出不窮。他強調功率器件是這一切的推動因素，是連接關鍵系統組件的重要紐帶。功率器件企業(yè)及其客戶面臨的挑戰(zhàn)是如何提供和部署合適的功率器件，來支持高效且靈活的電源架構。盡管強勢方法(需要自定義過程開發(fā)和芯片設計)可提供最優(yōu)的解決方案，但顯而易見的是，大多數應用無法做到經濟高效。對于對成本無嚴格控制的應用，優(yōu)化程度不高的可配置產品無疑是更具成本效益的解決方案，同時可將效率最大化。隨著器件制造商不斷提高產品的可配置性，器件制造商與客戶將實現雙贏。

　　飛兆半導體韓國功率轉換部門副總裁趙東輝認為，在功率分立器件方面，MOSFET正在從平面技術轉向Super Junction (電荷平衡)技術，以期改善導通狀態(tài)電阻率(Rds(on))并實現快速開關。至于IGBT技術，則應用溝槽技術來減小片上橫向隔離結構的尺寸，有助于減小芯片面積，同時保持性能。據報道，功率分立器件供應商幾乎達到了基底材料和硅材料的極限。因而，新材料半導體器件預計將會替代傳統的硅半導體器件。