数年之后,半导体供应商将在未来功率领域扮演更加关键的角色。这种角色定义由多种因素造成。人类对能源的需求越来越迫切,但能源的供应却在不断萎缩。若没有大量的投资,石油供应和电池技术将无法支持这种迅速增加的需求。在中国等地区,电子产品的消费量将呈指数级增长,而消费者不但期望电子产品外形更纤小轻薄,而且还需要耗费更多的能量。鉴于上述各种驱动力,产业需要依赖半导体供应商生产出单位体积功率密度更高的产品,以开发占位面积更小、耗能更少的解决方案,同时还需提供满足消费者要求的功能性和高性能。在白色商品、计算通信、消费应用以及汽车等应用领域中,处处可见这些驱动因素的存在。
现在的设计人员不仅必须设计出新的功能,让自己的产品在市场中能脱颖而出;而且他们提供的消费应用产品还得节省能源,以满足现有及新兴的功率效率规范。这是一项难于应付的挑战。
半导体供应商正在致力于开发具创新性的方法,使PCB板上的总体占位面积减至**小,并把高性能、时间及高电压特性整合在一个高热效的封装中。
在白色商品中,为能源受限的家用电器,如洗衣机和空调,提供高效电机控制的智能模块即体现了这种创造力。比如,Motion-SPM
?智能模块在一个高热效的微型 DIP 封装中集成了 6 个快速恢复的 MOSFET (FRFET) 和3个半桥式IC。这些模块不仅可提高能源效率,增强稳健性和可靠性,同时也节省了PCB空间。
在汽车应用中有多项因素在推动着创新性发展。机械系统继续朝固态器件过渡;点火系统已从机械向电工转移;而引擎本身也正转移至电工。随着所有这些组件转向DC,对电子产品和功率专业能力的需求也越来越大。许多设计人员都已认识到,在功率效率方面,传统的 “智能功率” 单块集成电路技术已达到极限。这些传统技术涉及到复杂的制造工艺,不但加长了设计周期,而且还导致高导通阻抗率 (specific on resistance) 和较高的互连阻抗,信号与功率隔离也受限制。如利用一个模块化解决方案在创新的小型封装中,集成感测晶体管、二极管、电阻、MOSFET和IGBT,就能够解决关键的性能和设计问题。在汽车应用中,如何在很小的空间里有效地散热是一个关键问题,智能功率开关等模块通过采用电路板空间规定的**低功耗 (即产热**少) 器件解决了这一问题。与单块集成电路方案相比,模块化解决方案的另一优势是缩短了设计周期,加快了上市时间。从性能角度来看,汽车设计人员必须使车用模块尽量减少噪声,并具有准确感测负载情况的功能。当汽车系统读取的是小幅度信号时,任何噪声都会造成系统的混乱。模块化解决方案如智能功率开关技术,采用了开尔文连接 (Kelvin connection),使测量路径与信号路径相吻合。通过把功率 IC 和控制 IC 封装在一起,设计人员便能够读取这些小信号,而又不增加系统噪声。
针对所有这些市场,半导体供应商将继续开发出相关技术和专业能力,以满足消费者对高性能、小尺寸、更高能源效率产品的需求。为满足迅速增长的消费产品需求,在努力为具有严苛功率预算和尺寸限制的电器,提供高效设计解决方案的过程中,半导体供应商与客户缔结强而有力的合作关系,是不可或缺的一环。
沈阳新一诺亮化工程有限公司
地址:沈阳市铁西区景星南街90号中城大厦1908 技术支持:成都九正科技