節(jié)能:有條件的自我救贖
如果說(shuō)好萊塢的《2012》帶給大家的不過(guò)是一次心理上的恐懼沖擊,那么之前一部由美國(guó)前副總統(tǒng)戈?duì)枀⒀莸碾娪啊逗筇臁穭t是真真切切反映了一個(gè)正在發(fā)生的社會(huì)問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題又因?yàn)槿ツ甑妆睒O冰原快速融化而變得越來(lái)越嚴(yán)肅和嚴(yán)酷。抑制全球變暖,伴隨去年“碳排放”這個(gè)名詞政治化而變成了許多國(guó)家不得不執(zhí)行的政治任務(wù),而2012年歐盟開(kāi)始對(duì)其領(lǐng)空的“碳排放”收費(fèi)則加速了這個(gè)問(wèn)題國(guó)際化的步伐。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/129159.htm減少碳排放,又不能阻礙電子化信息生活對(duì)更多電力供給的需求,那么僅有的兩個(gè)方式是開(kāi)源和節(jié)流,開(kāi)源是利用更多清潔能源,而節(jié)流則是提升能源效率以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。在開(kāi)源技術(shù)遲遲無(wú)法取得重大突破的前提下,如果說(shuō)在2012年哪個(gè)技術(shù)是最不可能受經(jīng)濟(jì)低迷拖累的,節(jié)能技術(shù)首當(dāng)其沖。
拯救地球和人類生存的環(huán)境,節(jié)能勢(shì)在必行,但對(duì)于個(gè)體消費(fèi)者而言,說(shuō)服他們?yōu)楣?jié)能技術(shù)埋單并不是一個(gè)容易推進(jìn)的任務(wù)。畢竟,消費(fèi)者更關(guān)注的是用戶體驗(yàn)和實(shí)際使用成本,如果一個(gè)新的節(jié)能技術(shù)帶來(lái)的是比之前糟糕的用戶體驗(yàn)或者高昂得多的用戶整體實(shí)際支出,那么消費(fèi)者會(huì)表現(xiàn)得極為不配合??v然有政府的行政命令,依然無(wú)法讓消費(fèi)者快速接受節(jié)能技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)拯救地球的目的。
一個(gè)典型的例子是電動(dòng)汽車的緩慢普及。盡管政府為此提供各種經(jīng)濟(jì)上的補(bǔ)貼和便利條件,但相比于傳統(tǒng)汽車,電動(dòng)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(wú)關(guān)乎政府推行的力度大小。一個(gè)有趣的話題是從理論上說(shuō),石油發(fā)電再到充電再到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的整體效率目前還趕不上成熟的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的能源轉(zhuǎn)換效率。但對(duì)于以煤電為主的中國(guó),電動(dòng)汽車存在一定的推廣價(jià)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(dǎo)體技術(shù)的變革。畢竟,在不增加過(guò)多成本和損失用戶體驗(yàn)的基礎(chǔ)上提升能效,革新半導(dǎo)體產(chǎn)品是最簡(jiǎn)潔的辦法,這是半導(dǎo)體特別是功率半導(dǎo)體和電源管理技術(shù)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
綠色、環(huán)保、節(jié)能一直是這幾年電源動(dòng)力系統(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(dòng)產(chǎn)品升級(jí)。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(zhǎng)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(duì)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?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持甚至提高市場(chǎng)占有率,持續(xù)技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新是重中之重。
整體發(fā)展趨勢(shì)
回首2011年,盡管受消費(fèi)支出減緩及今年3月日本強(qiáng)震導(dǎo)致供應(yīng)鏈中斷等影響,功率和電源管理半導(dǎo)體市場(chǎng)成長(zhǎng)速度將較預(yù)期放緩,但整體而言未來(lái)五年的功率和電源管理半導(dǎo)體市場(chǎng)營(yíng)收仍可望以7.2%的年平均成長(zhǎng)率成長(zhǎng)(數(shù)據(jù)來(lái)自iSuppli報(bào)告),其主體發(fā)展趨勢(shì)很大程度上來(lái)自利用半導(dǎo)體技術(shù)來(lái)改善電能傳輸和分配以及開(kāi)發(fā)新的可再生能源(如風(fēng)能和太陽(yáng)能)方面。新型電源和功率半導(dǎo)體器件將不斷出現(xiàn);新材料,新技術(shù)不斷得到發(fā)展和應(yīng)用;體積小型化,組裝模塊化,功能系統(tǒng)化趨勢(shì)明顯。同時(shí),電源和功率半導(dǎo)體在汽車電子領(lǐng)域也有著越來(lái)越廣泛的使用,從電動(dòng)工具到交通工具,可以看成是電源和功率半導(dǎo)體產(chǎn)品應(yīng)用的一個(gè)新興趨勢(shì)。
最普遍的功率應(yīng)用是轉(zhuǎn)換、管理和分配。這些應(yīng)用的基本子系統(tǒng)包括AC-DC、DC-DC和DC-AC,所有三種子系統(tǒng)的主要發(fā)展推動(dòng)力量是采用性能更高的開(kāi)關(guān)和控制電路。發(fā)展趨勢(shì)是在系統(tǒng)加入更多的功率電子內(nèi)容,以便提供各種功能如更便捷的顯示(用于消費(fèi)電子產(chǎn)品的LED顯示)、通信(聯(lián)網(wǎng)),以及系統(tǒng)監(jiān)控和保護(hù)。為了迎合系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì),功率半導(dǎo)體供應(yīng)商正在推出具有高能效水平、高集成度的器件。
安森美半導(dǎo)體電源及便攜產(chǎn)品全球銷售及營(yíng)銷高級(jí)總監(jiān)鄭兆雄歸納,未來(lái)電源和功率半導(dǎo)體產(chǎn)品的市場(chǎng)需求和主要發(fā)展趨勢(shì)包括提升能效、降低能耗、提高集成度、提升系統(tǒng)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(yán)格的電源能效規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求以更節(jié)能,也滿足不同終端應(yīng)用所需。他特別舉例,諸如點(diǎn)火系統(tǒng)、后視攝像頭模塊、儀表板等多種汽車應(yīng)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(chǎng)工程師張潔萍直言,市場(chǎng)對(duì)逆變器的重視程度倍增,對(duì)各種新產(chǎn)品的需求也將增長(zhǎng),包括在智能電表、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方面的應(yīng)用。另外,歐美在實(shí)行中的新標(biāo)準(zhǔn)將要求新能源設(shè)備,特別是太陽(yáng)能光伏逆變?cè)O(shè)備,需要更高的轉(zhuǎn)換效率、更長(zhǎng)的使用壽命、更寬的實(shí)用溫度范圍及并網(wǎng)設(shè)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(shù);這些具體的要求也催生并推動(dòng)了相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,特別是一些新型的半導(dǎo)體器件,對(duì)于長(zhǎng)壽命、高溫度范圍的隔離器件,提高電流、電壓檢測(cè)精度的器件,及低成本的控制器的需求都有較大的增長(zhǎng)。
富士通半導(dǎo)體(上海)有限公司市場(chǎng)部高級(jí)經(jīng)理王韻則認(rèn)為,高耐壓、多通道、高集成度、數(shù)字控制等是今后的趨勢(shì)。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的輸出控制,在電源產(chǎn)品當(dāng)中會(huì)更多地集成數(shù)字接口、存儲(chǔ)器和數(shù)字控制模塊。所以可以發(fā)現(xiàn),越來(lái)越多的電源芯片廠商開(kāi)始強(qiáng)化數(shù)字方面的能力,包括通過(guò)直接兼并和收購(gòu)一些做單片機(jī)的廠商。
Microchip模擬和接口產(chǎn)品部產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Stephen Stella坦言功率半導(dǎo)體領(lǐng)域目前有不少值得關(guān)注的發(fā)展勢(shì)頭,一直以來(lái)持續(xù)成為熱點(diǎn)的仍然是集成。在大多數(shù)基本電源轉(zhuǎn)換功能實(shí)現(xiàn)集成之后,人們正在嘗試將更高級(jí)的功能和特性融入到電源系統(tǒng)乃至功率半導(dǎo)體IC中。這些高級(jí)功能包括板上診斷、智能、應(yīng)用性能增強(qiáng)算法以及用戶可配置性。這會(huì)對(duì)應(yīng)用和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期產(chǎn)生廣泛的影響。而這一嘗試正處于萌芽階段,因此提供的機(jī)遇層出不窮。他強(qiáng)調(diào)功率器件是這一切的推動(dòng)因素,是連接關(guān)鍵系統(tǒng)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(lái)支持高效且靈活的電源架構(gòu)。盡管強(qiáng)勢(shì)方法(需要自定義過(guò)程開(kāi)發(fā)和芯片設(shè)計(jì))可提供最優(yōu)的解決方案,但顯而易見(jiàn)的是,大多數(shù)應(yīng)用無(wú)法做到經(jīng)濟(jì)高效。對(duì)于對(duì)成本無(wú)嚴(yán)格控制的應(yīng)用,優(yōu)化程度不高的可配置產(chǎn)品無(wú)疑是更具成本效益的解決方案,同時(shí)可將效率最大化。隨著器件制造商不斷提高產(chǎn)品的可配置性,器件制造商與客戶將實(shí)現(xiàn)雙贏。
飛兆半導(dǎo)體韓國(guó)功率轉(zhuǎn)換部門副總裁趙東輝認(rèn)為,在功率分立器件方面,MOSFET正在從平面技術(shù)轉(zhuǎn)向Super Junction (電荷平衡)技術(shù),以期改善導(dǎo)通狀態(tài)電阻率(Rds(on))并實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)關(guān)。至于IGBT技術(shù),則應(yīng)用溝槽技術(shù)來(lái)減小片上橫向隔離結(jié)構(gòu)的尺寸,有助于減小芯片面積,同時(shí)保持性能。據(jù)報(bào)道,功率分立器件供應(yīng)商幾乎達(dá)到了基底材料和硅材料的極限。因而,新材料半導(dǎo)體器件預(yù)計(jì)將會(huì)替代傳統(tǒng)的硅半導(dǎo)體器件。
評(píng)論