节能：有条件的自我救赎

　　明显地，宽带隙(WBG)半导体器件如SiC和GaN开关正在涌现，这些器件采用高成本效益的工艺技术来达到规模经济效益，从而保障大批量生产率。大规模推出WBG半导体的速度取决于市场的需求。市场对高效率、高密度和高温度应用器件的需求不断增长，推动功率半导体供应商以较预期更快的速度投入WBG半导体产品的竞争之中。

　　过去，功率半导体是作为单独的功率分立器件来开发的，有MOSFET、IGBT、二极管和功率控制器。但是，BCD工艺技术的开发，以及各种便携设备的推出，引导功率半导体供应商开发具有低成本和小占位面积的单芯片解决方案。自2000年以来，功率半导体器件领域一直是通过开发ASIC和ASSP功率管理IC来满足不同的市场需求。

　　提升能源转换效率

　　最直接有效的节能手段就是利用尽可能高的能源转换效率来驱动电子设备。所以，提升能源转换效率是半导体对节能科技最直接的贡献，从最初的80%到目前已经要求接近90%转换效率的能源之星标准越来越严格，对电源产品的设计和整体系统设计提出全新的要求。

　　安森美半导体郑兆雄总结提升能效的市场需求认为，需要结合采用更高能效的电源IC、功率器件和/或电机/电机驱动方案，以系统途径来提升电源产品能效。不仅要提升电源工作效率，又要改善功率因数，降低待机模式及轻载模式下的能耗。例如，由于通过电源的总电能中约有75%是在工作模式下消耗的，故提升电源在工作模式下的能效及降低损耗至关重要。而提升开关电源工作能效的一种有效技术是次级同步整流。此外，系统设计人员也面对不停减少电子设备电量消耗的挑战。消费类白家电如空调、洗衣机及冰箱等也正采用更高能效的变速电机来节能，“智能家电”的出现结合高能效电机的应用，将能耗降至最低。这相应地推动了白家电电源、通信及用户接口方案采用更多电子及半导体成分的商机。　　

        德州仪器大中华区销售与市场总经理、中国总裁谢兵则表示，利用先进技术降低能源消耗是TI重点关注的领域。TI提供领先的DSP、微控制器(MCU)、模拟和电源管理解决方案，致力于提高能源使用效率，将现有能源的消耗降到最低。例如：TI提供的行动和视频感应装置可以自动控制建筑物中空调和照明系统的开启;利用TI先进的便携电源管理技术，单电池的使用寿命可以超过20年;混合动力车中的电池管理器件显著提高了车辆的行驶里程和供电系统寿命; TI的先进马达控制和电源管理设备使工业应用和家用电器的能效有了显著的提高。

　　ADI张洁萍从工艺角度分析认为，功率器件工艺的改进是提高效率的关键;从系统角度出发，符合系统应用及工作状态的控制方式极大地提高了系统效率。控制器件通过检测系统的工作状态，动态地调节输出电压来达到效率优化的目的。随着系统容量的不断扩充及空间的考量，电源的通道数有所增加，控制器件通过检测输出功率，调节输出通道的开通与关断来达到提升系统效率的目的。

　　照明的节能改造是最快速、最轻松的节省能源、降低成本的途径之一。LED光源市场预计年复合增长率达到22%，其市场规模在2014年将达到80亿美元。而这仅仅涵盖LED普通照明应用，并不包括其他非常大的LED市场领域，比如移动设备、交通灯、标识系统、液晶电视和计算机背光照明等。然而，在所有照明应用中，成本是一个主要因素。LED驱动解决方案必须尽可能便宜，同时提供应用所需的性能水平。　　

        国际整流器公司亚太区销售副总裁潘大伟还特别指出，利用变频电机的空调和洗衣机等家电产品的不断普及。不过，电子控制单元的设计十分复杂，涉及数字、模拟和功率级。与此同时，针对大容量家电市场，设计人员必须以相对较低的成本实现高性能，他们希望获得具有小巧外形和高集成度的组件，以简化生产。譬如，iMOTION这样的集成设计平台，就是一种优化的系统结构，将专有高压IC与数字、模拟和功率模块，以及家电产品中面向无传感器电机控制的数字控制算法结合在一起。

　　被忽略的盲点

　　尽管电源管理对新式电子系统的可靠工作至关重要，但是，凌力尔特电源产品部产品市场总监Tony Armstrong认为，在今天的系统中，稳压器也许是最后一个仍然存在的、没有办法直接配置或监视关键电源系统工作参数的“盲点”。因此，电源设计师一直被迫使用混杂在一起的一堆排序器、微控制器和电压监察器来设定基本的稳压器启动和安全功能。数字可编程的 DC/DC 转换器已经使用很多年了，尤其是在具有 VID 输出电压控制的 VRM 核心电源中。但是直接从稳压器监视工作状态信息的能力，尤其是监视实时电流的能力，仍然一直缺失。

　　另一方面，诸如 I2C 等标准串行数字总线的使用使进出数字 DC/DC 转换器的通信能简单、高效率地进行，而且 PMBus 等新出现的标准为组件实现互操作性提供了方便。包括启动特性和定时、输出电压和电流限制、裕度控制规格、以及过压和欠压监察在内的重要稳压器参数都能直接以数字方式设定，从而取代了用电阻器和占用大量空间的排序及监视产品进行设定的方法。此外，诸如温度、输入和输出电压及电流等关键工作参数可以非常容易地监视，并可用来优化系统性能和可靠性。

　　Tony Armstrong指出，数字电源系统管理的一个主要好处是降低了设计成本，加快了产品上市。利用一种具直观式图形用户界面 (GUI) 的全面开发环境，可以高效率地开发复杂的多轨系统。这类系统还能通过 GUI 而不是通过焊接在“白色导线”定位点中实现更改，因此简化了电路内测试 (ICT) 和电路板调试。另一个好处是由于提供了实时遥测数据，所以有可能预测电源系统故障，并采取预防性措施。也许最重要的是，具有数字管理功能的 DC/DC 转换器使设计师能开发“绿色”电源系统，这类系统能在负载点、电路板、机架甚至系统安装级以最低能耗满足目标性能要求 (计算速度、数据传输速率等)，从而在产品的寿命期内，降低了基础设施成本和总体拥有成本。