電源技術在高密度與新材料輔助下追逐高效

電源技術的市場需求一直離不開高能效和清潔能源，在這兩個大的市場需求推動下，電源技術對高能效的追求已經不是簡單的設計能夠滿足的，新的高能效密度的新材料成為市場的主要推動力。

電源管理技術將繼續提高工作能效、優化功率因數，并越來越注重提升輕載能效及降低空載能耗。安森美半導體應用產品部高級營銷總監鄭兆雄介紹，在電源管理領域，模擬控制與數字控制將趨向融合。電源管理技術的另一個重要趨勢是邁向功率模塊，如電源集成模塊（PIM）及智能功率模塊（IPM）等。

ADI電源管理部門市場工程師 張潔萍則表示，對于電源產業鏈，標準化通用電源發展已經相當成熟，但高效、節能、小型化，高功率密度仍是新一代產品的關注點。針對電源市場的細分，如醫療、工業、汽車、能源、消費等，電源廠商會結合系統的應用，開發系統針對性較強的電源，這也會是未來電源廠商的發展目標之一。

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

張潔萍詳細介紹了SiC的應用，Sic技術制成的功率器件如IGBT，MOSFET具有更高的耐壓性能；Sic二極管具有極低的反向恢復時間。Sic技術在大功率模塊電源上備受關注，采用此技術可以提高模塊電源更高的擊穿電場強度和更好的熱傳導性，從而提高性能參數。其他的一些性能如高速開關、低開關損耗、低輸入電容、低驅動要求、小型化以及最大程度降低寄生電感也得到改進。

從市場需求方面看，如今的電源能效法規已經不止是關注滿載及典型負載條件下的能效，也越來越關注輕載能效及空載待機能耗，從而要求電源在完整負載范圍內提供高能效。例如，功率不超過50 W之電源適配器面臨的待機能耗要求是低于300 mW，當前市場上的較佳性能是實現低于30 mW的待機能耗。鄭兆雄指出，安森美半導體著重于提升高性能電源的能效，包括輕載條件下的能效，并將空載待機能耗降至最低，以符合甚至超越規范要求。

關于清潔能源的引入，鄭兆雄認為，新能源只有在結合到智能電網生態系統時才會更具吸引力。受多種條件限制，智能電網及智能電表的發展慢于預期，但未來前景有助節能。其中，太陽能作為分布式能源，結合到智能電網生態系統中，將具有廣闊發展空間。張潔萍則重點談到了中國市場，根據行業內預測，到2020年，中國的電力需求將翻一番。這一增長意味著對各種新產品的需求也將增長，包括智能電表、電站更新換代、太陽能和風力發電廠與傳輸設備以及超高壓輸電線路。在新能源的建設中，所面臨的關鍵問題有很多，其中提高光伏逆變效率、新能源并網接入、低電壓穿越、大容量能量存儲、特高壓輸電、需求側管理及智能計量技術等應該是業界比較關注的關鍵點。