Microsemi：太陽能是半導體技術(shù)增長最快的細分市場

        在節(jié)能減排的大趨勢下，新能源技術(shù)備受全球業(yè)者矚目，在風能、太陽能、地熱能、生物能源等各種技術(shù)中，太陽能技術(shù)受到各國政府重視，各國政府紛紛出臺鼓勵政策，推動太陽能技術(shù)的發(fā)展，太陽能技術(shù)在2012年發(fā)展的重點是哪些？有哪些新看點，近日我們采訪了2012慕尼黑上海電子展參展商美高森美公司的高級營銷經(jīng)理Rufino Olay，他分享了對太陽能技術(shù)的研究。

美高森美公司高級營銷經(jīng)理Rufino Olay

　　1、您認為新能源市場未來發(fā)展如何？可否分享一些獨特的新能源技術(shù)或者方案？

　　Rufino Olay：新能源，特別是太陽能，被視為半導體技術(shù)增長最快的細分市場，我們留意到世界各地提出了各種激勵措施，以推動太陽能的生產(chǎn)。例如，對饋入傳統(tǒng)電網(wǎng)的太陽能實行上網(wǎng)電價補貼(feed-in tariff)政策。在這種形勢下，被稱為光伏(PV)產(chǎn)業(yè)的太陽能行業(yè)廠商，必須以最低的成本和最快的上市速度提供最佳的性能。

　　在光伏生態(tài)系統(tǒng)的各個層面，設(shè)計人員都在努力獲取更多的能量。半導體技術(shù)的進步使得光伏設(shè)計人員有能力提高效率，從而使獲得的珍貴能量最大化。眾多學術(shù)研究已顯示，太陽能面板的效率可以進一步提高，遠遠高于目前的晶體硅電池，但是，這些研究還沒具備生產(chǎn)成本競爭性。而逆變器生產(chǎn)商正在繼續(xù)努力，以期達到接近100%的效率水平。

　　Microsemi提供支持太陽能陣列內(nèi)電池之旁路功能的技術(shù)，以及用于微逆變器和優(yōu)化器的cSoC和功率管理解決方案。

　　2、您認為新能源供應商的核心競爭力在哪里？Microsemi是如何提升自己的核心競爭力？

　　Rufino Olay：對于逆變器企業(yè)來說，降低功率消耗和平衡系統(tǒng)成本的關(guān)鍵是集成多種板級部件。為了使太陽能發(fā)電成本和傳統(tǒng)發(fā)電成本相當和更低，生產(chǎn)商正在利用或開發(fā)新的技術(shù)、器件和程序，提高總體效率并降低功耗和成本。

　　我們必須了解，利用可再生太陽能的光伏技術(shù)，是一種相對較新并不斷演進發(fā)展的技術(shù)。美高森美認為太陽能控制系統(tǒng)的效率有著很大的改進空間。例如，我們相信太陽能面板模塊的接線盒可以省去或大大縮減尺寸。我們還認為，如果能夠降低功耗，以及在較小的占位面積中集成多種功能性來進行優(yōu)化，通?？梢詷O大地改善設(shè)計和拓撲。

　　3、您預測2012年新能源應用的熱點技術(shù)是哪些？ Microsemi會采取什么策略？Microsemi通過哪些策略和技術(shù)鞏固自己在新能源方面的領(lǐng)先優(yōu)勢？

　　Rufino Olay：由于光伏行業(yè)設(shè)計人員必須積極滿足不斷創(chuàng)新的需求，同時應對太陽能行業(yè)的成本和性能壓力，所以采用最新技術(shù)是至關(guān)重要的。美高森美公司提供從可編程器件和標準現(xiàn)貨部件直到完全定制ASIC的全面的產(chǎn)品系列，因而成為與光伏應用設(shè)計人員共同實現(xiàn)技術(shù)和業(yè)務目標的戰(zhàn)略合作伙伴。

　　傳統(tǒng)拓撲和設(shè)計依賴基于DSP和微控制器的方案。而美高森美的設(shè)計和拓撲是以我們基于快閃技術(shù)的SmartFusion cSoC及低功率IGLOO FPGA為基礎(chǔ)。這些可編程FPGA是幫助設(shè)計人員實現(xiàn)更高級別的板上集成和在更小占位面積中實現(xiàn)更高水平的功能集成的理想產(chǎn)品。

　　功能和算法，如更多數(shù)量的PWM狀態(tài)機、功率逆變過程中的工具、最大功率點追蹤(MPPT)和功率因數(shù)校正(PFC)等，可在嵌入式32位ARM® Cortex™-M3微處理器或在邏輯門之內(nèi)進行劃分，以適合各種設(shè)計需求。在整個過程中，采用PWM等設(shè)計技術(shù)，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，相比目前基于DSP的設(shè)計方法，美高森美方案具有可編程性，因而可以使用數(shù)量更多的PWM狀態(tài)機。

　　由于必須最大限度地減低因熱量而導致的功率損失，因此，美高森美基于快閃的低功率技術(shù)具有巨大的優(yōu)勢。這將使用數(shù)量更少且尺寸更小的機箱風扇，因而可以降低運行費用。

　　在功率管理和功率開關(guān)方面，美高森美的600 V CoolMOS™ C6器件采用第五代高電壓超級結(jié)技術(shù)，提供極低的傳導和開關(guān)損耗，可實現(xiàn)具有更高效率和功率密度水平的開關(guān)系統(tǒng)設(shè)計。此外，由于傳導損耗在總體系統(tǒng)損耗方面占據(jù)主導地位，MOS 8™ IGBT已經(jīng)針對低工作頻率(10 KHz - 30 KHz)而優(yōu)化。MOS 8 PT IGBT產(chǎn)品系列則在2.0 V (600 VBR(CES)) 和2.5 V (900 VBR(CES))下提供低傳導損耗特性。

　　此外，美高森美不斷擴大的DC/DC產(chǎn)品系列支持高達40V的輸入電壓，以及最高40A的寬泛輸出電流范圍。該系列器件包括內(nèi)置功率FET的開關(guān)調(diào)節(jié)器，以及采用外部功率FET并可在最高2 MHz頻率下運作的控制器。

　　在功率監(jiān)測方面，SmartFusion智能混合信號cSoC在單一IC平臺上集成了模擬前端、嵌入式ARM Cortex-M3處理器和可編程邏輯部件。這一靈活性為設(shè)計人員提供了開發(fā)低功耗的可適配平臺的能力，能夠精確地監(jiān)控實時負載數(shù)據(jù)，同時滿足多種安全連接性協(xié)議的要求。

　　在安全方面，美高森美的加密方案為面板完整性的驗證提供了一個安全通道?？稍诿繅K面板上放置一個低成本的器件，如-060器件，通過I2C或另一個低導線數(shù)協(xié)議進行通信。另一個可能的方案是利用SmartFusion的模擬能力，連接一個對篡改情況做出響應而改變其電容值的傳感器。

　　在面板本身，美高森美提供用于能源采集的太陽能旁路二極管。LX2400 IDEAL™太陽能旁路器件采用Microsemi專利CoolRUN™技術(shù)，在光伏模塊應用中提供一個旁路通道。該器件具有業(yè)界最低的正向電壓降，可在工作期間實現(xiàn)極低的發(fā)熱和溫升。LX2400具有同級最佳的可靠性和穩(wěn)健性，用于需要經(jīng)由模塊接線盒獲得10A或更高電流的應用。美高森美新型肖特基勢壘光伏旁路二極管是世界上最薄的型款，其厚度僅為0.74 mm，可讓客戶將其集成在玻璃下面，省去接線盒。這款超薄尺寸旁路二極管也可以用于縮減接線盒尺寸。SFDS系列10A二極管是專為太陽能面板而設(shè)計的，采用獨特的靈活的銅質(zhì)引腳，具有經(jīng)過衛(wèi)星應用驗證的高可靠性。

　　除了提供上述的獨特封裝之外，美高森美還提供采用軸向、表面安裝和通孔安裝的廣泛的肖特基旁路二極管。

　　4、Microsemi主要提供哪些新能源解決方案？獨特的優(yōu)勢是什么？

　　Rufino Olay：在電子設(shè)計方面，我們看到光伏拓撲傳統(tǒng)設(shè)計的絕大部分是使用基于DSP和微控制器的設(shè)計。采用這種方法，很難對設(shè)計進行低功率優(yōu)化。太陽能陣列絕對不是純數(shù)字式陣列，它們涉及模擬、混合信號和數(shù)字電路的混合。在這種情況下，累積系統(tǒng)開銷和功率損失的可能性非常高，采用低功率實施方案成為一種必然。美高森美可以提供這樣的解決方案。

　　我們?yōu)椴粩鄶U大的光伏應用設(shè)計社群提供他們所需的全部技術(shù)和產(chǎn)品，從而將其設(shè)計快速推向市場。通過采用模擬、混合信號和數(shù)字器件的產(chǎn)品組合，如旁路器件、MOSFET和IGBT、DC-DC轉(zhuǎn)換器、混合信號FPGA和脈寬調(diào)制(PWM)模塊等等，我們幫助光伏設(shè)計人員開發(fā)高效、可靠、成本敏感的應用，以期滿足世界各地不斷增長的部署光伏系統(tǒng)的需求。

　　5、在2012慕尼黑上海電子展上Microsemi展示哪些新的新能源方案？

　　Rufino Olay：美高森美除了提供具有多種功率模塊配置的功率半導體產(chǎn)品之外，還提供IGBT、MOSFET和FRED器件，推動實現(xiàn)更高效的新型轉(zhuǎn)換器拓撲，如三級逆變器、交錯式PFC升壓轉(zhuǎn)換器及矩陣轉(zhuǎn)換器。