電源技術(shù)在高密度與新材料輔助下追逐高效

　　電源技術(shù)的市場(chǎng)需求一直離不開(kāi)高能效和清潔能源，在這兩個(gè)大的市場(chǎng)需求推動(dòng)下，電源技術(shù)對(duì)高能效的追求已經(jīng)不是簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)能夠滿足的，新的高能效密度的新材料成為市場(chǎng)的主要推動(dòng)力。

　　電源管理技術(shù)將繼續(xù)提高工作能效、優(yōu)化功率因數(shù)，并越來(lái)越注重提升輕載能效及降低空載能耗。安森美半導(dǎo)體應(yīng)用產(chǎn)品部高級(jí)營(yíng)銷總監(jiān)鄭兆雄介紹，在電源管理領(lǐng)域，模擬控制與數(shù)字控制將趨向融合。電源管理技術(shù)的另一個(gè)重要趨勢(shì)是邁向功率模塊，如電源集成模塊(PIM)及智能功率模塊(IPM)等。

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　　ADI電源管理部門市場(chǎng)工程師 張潔萍則表示，對(duì)于電源產(chǎn)業(yè)鏈，標(biāo)準(zhǔn)化通用電源發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，但高效、節(jié)能、小型化，高功率密度仍是新一代產(chǎn)品的關(guān)注點(diǎn)。針對(duì)電源市場(chǎng)的細(xì)分，如醫(yī)療、工業(yè)、汽車、能源、消費(fèi)等，電源廠商會(huì)結(jié)合系統(tǒng)的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)系統(tǒng)針對(duì)性較強(qiáng)的電源，這也會(huì)是未來(lái)電源廠商的發(fā)展目標(biāo)之一。

　　具體到半導(dǎo)體器件，MOSFET、IGBT及整流器等功率半導(dǎo)體器件未來(lái)將繼續(xù)提升功率密度，并采用更加微型化的封裝，更好地配合應(yīng)用需求。例如，汽車中的半導(dǎo)體成分越來(lái)過(guò)高，電氣負(fù)載的功率需求也持續(xù)提升，要求采用更多更小的功率開(kāi)關(guān)元件，如MOSFET。在材料方面，鄭兆雄介紹，安森美半導(dǎo)體加入了領(lǐng)先納米電子研究中心imec的多合作伙伴業(yè)界研究及開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，共同開(kāi)發(fā)下一代硅基氮化鎵(GaN-on-Si)功率器件。氮化鎵具有優(yōu)異電子遷移率、更高擊穿電壓及良好導(dǎo)熱性的特性，使其非常適合于要求高開(kāi)關(guān)能效的功率器件及射頻(RF)器件。

　　張潔萍詳細(xì)介紹了SiC的應(yīng)用，Sic技術(shù)制成的功率器件如IGBT，MOSFET具有更高的耐壓性能;Sic二極管具有極低的反向恢復(fù)時(shí)間。Sic技術(shù)在大功率模塊電源上備受關(guān)注，采用此技術(shù)可以提高模塊電源更高的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度和更好的熱傳導(dǎo)性，從而提高性能參數(shù)。其他的一些性能如高速開(kāi)關(guān)、低開(kāi)關(guān)損耗、低輸入電容、低驅(qū)動(dòng)要求、小型化以及最大程度降低寄生電感也得到改進(jìn)。

　　從市場(chǎng)需求方面看，如今的電源能效法規(guī)已經(jīng)不止是關(guān)注滿載及典型負(fù)載條件下的能效，也越來(lái)越關(guān)注輕載能效及空載待機(jī)能耗，從而要求電源在完整負(fù)載范圍內(nèi)提供高能效。例如，功率不超過(guò)50 W之電源適配器面臨的待機(jī)能耗要求是低于300 mW，當(dāng)前市場(chǎng)上的較佳性能是實(shí)現(xiàn)低于30 mW的待機(jī)能耗。鄭兆雄指出，安森美半導(dǎo)體著重于提升高性能電源的能效，包括輕載條件下的能效，并將空載待機(jī)能耗降至最低，以符合甚至超越規(guī)范要求。

　　關(guān)于清潔能源的引入，鄭兆雄認(rèn)為，新能源只有在結(jié)合到智能電網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)時(shí)才會(huì)更具吸引力。受多種條件限制，智能電網(wǎng)及智能電表的發(fā)展慢于預(yù)期，但未來(lái)前景有助節(jié)能。其中，太陽(yáng)能作為分布式能源，結(jié)合到智能電網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中，將具有廣闊發(fā)展空間。張潔萍則重點(diǎn)談到了中國(guó)市場(chǎng)，根據(jù)行業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè)，到2020年，中國(guó)的電力需求將翻一番。這一增長(zhǎng)意味著對(duì)各種新產(chǎn)品的需求也將增長(zhǎng)，包括智能電表、電站更新?lián)Q代、太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電廠與傳輸設(shè)備以及超高壓輸電線路。在新能源的建設(shè)中，所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題有很多，其中提高光伏逆變效率、新能源并網(wǎng)接入、低電壓穿越、大容量能量存儲(chǔ)、特高壓輸電、需求側(cè)管理及智能計(jì)量技術(shù)等應(yīng)該是業(yè)界比較關(guān)注的關(guān)鍵點(diǎn)。