未来应用市场增长的推动因素包括对环境的关注、遵守新的和新兴法规的需求以及与能源成本和能源供给安全有关的商业问题。通过提高用电（如供暖和照明）效率和扩大电力技术（如混合动力电动车）的使用范围，能耗可以大幅降低。然而，转换全球能源系统是一大技术挑战，电源管理在其中起关键作用，特别是在汽车、电器、照明、可再生能源和网络计算等主要领域，可以利用现有和新兴技术实现潜在节能。

电源管理的应用机遇

由于降低碳排放量的压力以及与石油供应稳定性和成本有关的问题，对混合动力汽车和电动车的兴趣在不断增长。例如，柴油车在推动可持续能源未来方面起到了作用，其燃料燃烧效率比同尺寸的汽油发动机高25~30%，而当今的混合动力汽车则可以实现超过45英里/加仑（mpg）的性能。通过为全混合动力汽车添加即插式特性，可以实现高达150mpg的额定燃料燃烧效率。另外，还可以通过用更轻的高级电子元件（如电子动力转向系统）替换重型机械系统来进一步节约能源。通过整合更小的节能型清洁柴油发动机和采用再生制动与蓄能技术的高级电气或液压系统，柴油混合动力汽车还可以将效率再提高50%之多。随着时代的发展，半导体会在开发效率更高的汽车方面起到重要作用。

家用电器和商用电器内的电动机消耗的电能占全球总电能的50%，是进一步节能的关键。法规和能效标识制度以及电器制造商更高的性能要求加快了用可以为很多电器节省高达60%电能的永磁变速传动装置替代机电激励AC电感或有刷DC运动系统的步伐。然而，电子控制装置的设计很复杂，涉及数字、模拟和功率级。并且，设计者必须以较低的成本为大批量电器市场实现高性能，还需要尺寸小、集成度高的元件来简化生产。集成式设计平台，如iMOTION，整合了最好的芯片、封装、工艺和软件，优化了性能，同时简化了设计任务，实现了主要成本目标，加快了产品面市步伐。

改进照明是最快的削减能源开支的方法之一，也是最简单的节能方法之一。紧凑型荧光照明（CFL）比发光二极管（LED）技术经济，并且与效率低下的白炽灯泡相比，它消耗的能量低75%，产生的热量低75%，使用寿命却长10倍之多。尽管它具有很多优势，但是和大多数节能产品一样，主要应用障碍在于购置成本。创新型半导体和封装技术有助于削减荧光灯的价格，加之运行成本比白炽灯泡低，所以实现了更具吸引力的价值主张。

可再生能源增长很明显。然而，随着逆变器不断挑战效率极限，需要克服的挑战也越来越多。例如，由于使用了非最佳功率器件，除了高开关和传导热损失，AC太阳能转换器还面临着重量和成本问题。IR公司的600V绝缘栅双极晶体管（IGBT）系列将不间断电源（UPS）和功率高达3kW的太阳能逆变器应用的功耗降低了30%之多。新款专用器件利用IR公司最新一代场终止沟槽技术来降低传导热损失和开关损失，并且针对短路要求低的20kHz开关操作进行了优化，从而为UPS和太阳能逆变器应用实现了效率更高的能量转换。

功率器件的挑战和趋势

通过整合电源管理信号链的不同部分可以实现很多优势，不仅可以缩小电源管理解决方案的尺寸，而且还可以通过在同一封装内整合不同的技术为实现性能最大化创造机遇。

因此，研发挑战不仅存在于功率IC开发阶段，还存在于IC、功率器件和封装设计阶段。如果要以最低的成本、在目标应用内优化集成式器件的性能，设计者必须完全了解这些元件的交互作用和性能折中。

随着设计者和技术人员不断接近芯片的物理极限，进一步提升性能就变得越来越复杂，付出的代价也会越来越高。为了提高系统的功率密度、减少能源浪费、同时缩小系统尺寸、降低复杂度、削减成本，某些情况下需要采用新技术方可构建元件，而某些情况下则可能需要使用新材料。

IR的氮化镓(GaN)基功率器件技术平台就是个好例子，它预示着高效功率设计新时代的到来。与先进的硅基技术平台相比，IR公司的氮化镓(GaN)基功率器件技术平台GaNpowIR可以将主要品质因数（FOM）提高10倍之多。IR公司提供的主要优势包括利用专为大批量生产而设计的工艺实现的业内领先的质量、供应保障和成本结构。

IR公司氮化镓采取的策略包括创造效率更高的功率半导体技术，开发新封装解决方案来进一步降低损失，创建整合了各种电源管理和控制功能的新款经济型IC，让用户无需增加成本即可提高应用效率，为用户提供轻松而快速地评估和实现这些新电源管理技术所需的工具与工程技术支持。

从功率MOSFET到驱动IC，IR公司都会继续开发针对汽车应用（包括动力系、舒适性和信息娱乐）进行了优化的高效解决方案。除了不断提高现有硅基功率器件的效率和集成度，IR公司还会集中精力推出氮化镓（GaN）基解决方案。

潘大伟

亚太区销售副总裁

IR公司