寻找成长迅速的空间应对全球电源管理渐缓的增速

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 2010年对于全球电源管理供应商来说都可谓大丰收的一年――相比2009年,全球电源管理市场大涨41.6%,市场规模从225亿美元迅速膨胀到318亿美元!不过2011年就没有好的光景了,虽然电源管理市场依然可以保持两位数的增长,但是增速明显放缓,面对这样震荡格局的市场,把握跟进热点应用是规避风险的良策,不但可以保持高成长,还可以避免陷入价格战的恶性泥沼中,在2011年的慕尼黑上海电子展上,将有包括英飞凌、罗姆、飞兆半导体、Vicor、凌力尔特在内的众多全球知名电源管理供应商参展,他们热议了2011年具备高成长潜力的热点应用和电源技术发展趋势,对于很多电源厂商有借鉴意义。

一、 工业、汽车和便携应用有高增长潜力

飞兆半导体移动、计算、消费和通信市场推广及应用总监马春奇认为从2009年到2013年,外部电源的数量预计增长11%以上,全世界所使用的电源数量会在60亿至100亿只之间,而这些电源通常整天插在插座上,其中20个小时都在不使用中,却一直消耗电能。这些数据说明了能源浪费的问题不断升温,也显示了降低待机功耗可能带来的深远影响。所以他认为能效仍然是设计工程师、消费者和政府共同关心的问题,由于各国政府通常强制实施提高效率的规范,所以与能效有管的技术会有很好的增长。

“现在,电器中的马达正从交流感应马达转变为更高效的无刷直流(BLDC)马达。为了满足这一市场需求,飞兆半导体推出了高集成度的智能功率模块,使得电器制造商能够轻松利用先进的节能技术。相比交流感应马达,这些更高效马达的效率高出20%左右。预计2011年,主流家电和风扇马达的出货量将超过6亿件,这对飞兆半导体而言意味着一个庞大的新市场。因为目前这些电器马达中只有不到15%是采用更高效的变频马达。”他强调。

此外他表示汽车电子和便携应用也是应用热点,“由于集成度的提升,虽然手机中半导体芯片含量增长只有约5%,但随着消费者要求更优化的功率管理和更丰富的多媒体体验,智能手机开始成为这一市场的主要推动力量。我们预计,这种需求将推动手机的半导体芯片含量增长到25-30%。”

Vicor公司的亚太地区业务总监芮健秋认为LED照明、绿色能源,电动 /混能汽车将会是电源工业界中的新热点。“在全球绿色潮流的推动下,我们预期这些应用在未来几年的需求将大幅增加。同时、我们可以预见,随着业界对电源架构及产品的认识日渐增加,将来的电源方案,无论是效率和功率密度等应有长足的发展,特别是在功率转换的部分。客户可以在这些领域中找到更有效和更可靠的电源转换产品,以进一步阐述绿色理念。”他补充道。

二、 通用电源趋向高效率、小型化和系统化

电源是每个电子产品的核心部件,随着电子产品继续延续节能环保和小型化的发展趋势,通用电源也顺应这样的发展轨迹,罗姆发言人指出目前,电源转换效率的要求已经从80%普遍提高到90%以上。应用的产品有PC、LCD TV、携带产品等。同步整流的MOSEFT内置技术已广泛应用,价格上也更加大众化。另外,随着产品的薄型化,比如一些LCD TV厂家的新一代电源板厚度限定在10mm以下,适应陶瓷电容及高频应用的产品会受到欢迎,所以2011年的通用电源的关键词依然是小型化和能效。

此外,电源不再是完成一个简单的调理功能,电源系统化也成为一个趋势,就是强化相关功能组合,具体的例子有PMIC(AC-DC电源)与LED背光的组合,罗姆的BD9211F就是把1次电源转换和LED Driver结合在一起,提高整体效率和系统可靠性。其他的例子包括系统电源(CPU+DC/DC+Clock)――CPU实时控制电源输出状态,适合嵌入式系统的复杂控制,这些在4G LTE中都会应用。

三、 数字电源会抢夺模拟电源市场吗?

目前,在众多厂商的支持下,数字电源已经从高端应用开始逐渐向中低端应用转移,那么,2011年,是否可以迎来数字电源的井喷呢?

Vicor的芮健秋对数字电源保持谨慎的乐观,电源技术的发展不是单纯数字化,他认为数字电源产品已在市场上发布了一段时间,但是目前数字电源还没有一个明确定义,主要是由供应商各自表述,各自为数字电源作出其独立的定义。当年提倡数字电源,是因为数字电源的效率高,瞬变反应快速及具有自适应控制能力。那时这些都是不常见的优点,然而,随着技术的进步,今天有些电源产品可能不被界定为数字电源,但也具备了这些优势,提供上述的好处给客户。

“2011年,我预测电源产品的需求会增加,特别是在中等至高端应用,尤其是具有高效率、自适应控制能力和快速反应时间的产品。这些产品包含但并不局限于‘数字电源’。”他强调。

罗姆发言人也指出数字电源没有确切的定义,通常认为可以进行通信,并能通过数字总线进行配置便是数字电源。其特征可配置、可监控、设计灵活。但要配合CPU、MCU等工作,或者本身就是个ASIC芯片。他认为数字电源比较适合复杂多变系统的应用,目前应用领域还比较有限,因此,其需求会稳步增长,但不会爆发。
不过飞兆半导体的马春奇却认为随着消费者对移动连接性的需求增加,计数字电源市场在2011年将会扩展,即有比较好的发展。

四、 可再生能源、变频技术和智能电网是巨大的新兴市场

不断涌现的新兴市场让电源市场在集成化和数字化的夹击下找到了未来的发展方向,这些新兴的市场包括可再生能源、变频技术和智能电网,其中,可再生能源市场就蕴含了巨大的发展商机,预计到2013年,可再生能源市场年增长率长达到25%!

罗姆发言人指出上述三个新兴市场都涉及节能减排,商机无限。不过挑战在于转换效率、电源质量、并网、储能和散热等方面。在应对挑战方面,各个厂家各有自己的高招。

针对可再生能源、变频技术领域,罗姆在2011年逐步会有系列的IGBT、SiC大功率器件投入量产,其中SiC的MOSFET有开关频率高,导通电阻低的特点,适合高端的整流与逆变应用。在智能电网领域,特别是每年上千万只的智能电表市场,罗姆推出了完整的解决方案,包括低功耗MCU、低功耗段码驱动、EEPROM、FeRAM和通信模块等。

飞兆半导体为主要太阳能逆变器生产厂提供用于可再生能源发电的功率转换应用解决方案。“我们的IGBT、高压整流器与SupreMOS® MOSFET都拥有高效和高可靠性,是功率转换级的理想选择。另外,飞兆半导体可靠的半桥栅极驱动器和光隔离栅极驱动器可在功率开关和主控制器之间提供出色的连接。” 马春奇表示。

五、 哪些突破性新技术会亮相慕尼黑上海电子展?

在电源半导体器件领域,SiC(Silicon carbide:碳化硅材料不但具备击穿电场强度高、热稳定性好,还具有载流子饱和漂移速度高、热导率高等特点。因为这些特性,SiC可以用来制造各种耐高温的高频大功率器件,罗姆已经率先将基于碳化硅的肖特基势垒二极管(SBD)投入量产。在2011年慕尼黑上海电子展上,罗姆将在现场展出这些基于碳化硅的元器件与晶圆。

飞兆半导体将除展示其最新的功率技术和便携技术外,飞兆半导体技术专家还将于同步功率技术创新研讨会上发布白皮书。飞兆半导体技术行销部首席经理张三岭将发表题为《mWSaver™技术──最先进的节能技术》的演讲。mWSaver技术是围绕脉宽调制控制器的最先进技术,其待机功耗低于10mW,远远超出能源之星 (Energy Star) 五星级要求(待机功耗 < 30mW),并为便携设备充电器产品建立了全新的功耗标准。而飞兆半导体技术行销部资深经理陈立烽将发表有关LED照明解决方案的演讲。

Vicor公司则将展示其最新的VI BRICK PFM功率因素校正隔离AC-DC转换器和其他多个电源方案。这是采用了零电压高频率自适配置单元拓朴 (Adaptive Cell)。这种新的架构令VI BRICK PFM转换器可以在全球AC电压范围内维持高效率的电源转换,提供48V的直流输出,最大输出功率330W,效率高达93%!并且体积非常细小。

2011年3月15日到17日,第十届慕尼黑上海电子展将在上海新国际展览中心E1、E2馆召开,届时,大批电源厂商将在现场展示其最新产品与解决方案。除了以上提及的罗姆、飞兆半导体、Vicor,更有英飞凌、凌力尔特、ADI、EXAR、Delta、赛米控、力科、精工电子、molex、莱姆、创意电子、CREE、矽核、Isabellenhütte Heusler、IXYS、Bosch、安森美半导体、ebmpapst、Memory Protection、上海多商、宏微、斯达半导体、环球特科、金升阳、深圳高盛伟、新创四方、江苏矽莱克、广州爱浦、香港裕诚、广州明纬等国内外领先厂商均将悉数出席,值得期待。