电源技术在高密度与新材料辅助下追逐高效

电源技术的市场需求一直离不开高能效和清洁能源，在这两个大的市场需求推动下，电源技术对高能效的追求已经不是简单的设计能够满足的，新的高能效密度的新材料成为市场的主要推动力。

电源管理技术将继续提高工作能效、优化功率因数，并越来越注重提升轻载能效及降低空载能耗。安森美半导体应用产品部高级营销总监郑兆雄介绍，在电源管理领域，模拟控制与数字控制将趋向融合。电源管理技术的另一个重要趋势是迈向功率模块，如电源集成模块（PIM）及智能功率模块（IPM）等。

ADI电源管理部门市场工程师 张洁萍则表示，对于电源产业链，标准化通用电源发展已经相当成熟，但高效、节能、小型化，高功率密度仍是新一代产品的关注点。针对电源市场的细分，如医疗、工业、汽车、能源、消费等，电源厂商会结合系统的应用，开发系统针对性较强的电源，这也会是未来电源厂商的发展目标之一。

具体到半导体器件，MOSFET、IGBT及整流器等功率半导体器件未来将继续提升功率密度，并采用更加微型化的封装，更好地配合应用需求。例如，汽车中的半导体成分越来过高，电气负载的功率需求也持续提升，要求采用更多更小的功率开关元件，如MOSFET。在材料方面，郑兆雄介绍，安森美半导体加入了领先纳米电子研究中心imec的多合作伙伴业界研究及开发项目，共同开发下一代硅基氮化镓（GaN-on-Si）功率器件。氮化镓具有优异电子迁移率、更高击穿电压及良好导热性的特性，使其非常适合于要求高开关能效的功率器件及射频（RF）器件。

张洁萍详细介绍了SiC的应用，Sic技术制成的功率器件如IGBT，MOSFET具有更高的耐压性能；Sic二极管具有极低的反向恢复时间。Sic技术在大功率模块电源上备受关注，采用此技术可以提高模块电源更高的击穿电场强度和更好的热传导性，从而提高性能参数。其他的一些性能如高速开关、低开关损耗、低输入电容、低驱动要求、小型化以及最大程度降低寄生电感也得到改进。

从市场需求方面看，如今的电源能效法规已经不止是关注满载及典型负载条件下的能效，也越来越关注轻载能效及空载待机能耗，从而要求电源在完整负载范围内提供高能效。例如，功率不超过50 W之电源适配器面临的待机能耗要求是低于300 mW，当前市场上的较佳性能是实现低于30 mW的待机能耗。郑兆雄指出，安森美半导体着重于提升高性能电源的能效，包括轻载条件下的能效，并将空载待机能耗降至最低，以符合甚至超越规范要求。

关于清洁能源的引入，郑兆雄认为，新能源只有在结合到智能电网生态系统时才会更具吸引力。受多种条件限制，智能电网及智能电表的发展慢于预期，但未来前景有助节能。其中，太阳能作为分布式能源，结合到智能电网生态系统中，将具有广阔发展空间。张洁萍则重点谈到了中国市场，根据行业内预测，到2020年，中国的电力需求将翻一番。这一增长意味着对各种新产品的需求也将增长，包括智能电表、电站更新换代、太阳能和风力发电厂与传输设备以及超高压输电线路。在新能源的建设中，所面临的关键问题有很多，其中提高光伏逆变效率、新能源并网接入、低电压穿越、大容量能量存储、特高压输电、需求侧管理及智能计量技术等应该是业界比较关注的关键点。