2015電子產(chǎn)業(yè)走勢權威調查（二）

　　2015另一大趨勢，是汽車(chē)和能源有關(guān)的半導體技術(shù)蓬勃發(fā)展。

汽車(chē)和能源之安森美

　　安森美半導體中國區應用工程總監吳志民以白色家電舉例，世界各國持續關(guān)注節能問(wèn)題，節能型消費電子產(chǎn)品的需求也持續上升。白家電應用要求低能耗、小尺寸、輕重量、高可靠性，還存在其它挑戰，如發(fā)熱、造型設計及噪聲等。白家電中使用了多種類(lèi)型的電機、壓縮機及風(fēng)扇。這就要求電子技術(shù)能夠高能效地驅動(dòng)白家電中的這些電機。變頻器技術(shù)的開(kāi)發(fā)旨在高能效地驅動(dòng)用于工業(yè)及家用電器的電機。

　　安森美半導體中國區應用工程總監吳志民

　　安森美半導體基于絕緣金屬基板技術(shù)(IMST)的變頻器智能功率模塊(IPM)極適合于驅動(dòng)白家電應用中的電機，幫助設計人員應對上述挑戰。

　　在能效領(lǐng)域，安森美半導體看好高能效的電源管理、電機驅動(dòng)及控制技術(shù)，如高集成度的變頻器智能功率模塊(IPM)、高性能1,200 V/1,350 V第二代場(chǎng)截止型IGBT和電源集成模塊(PIM)等。

　　安森美已提前推出創(chuàng )新性的技術(shù)或產(chǎn)品方案，積極推動(dòng)高能效創(chuàng )新，提供寬廣陣容的高能效電源管理及電機驅動(dòng)/控制產(chǎn)品。

　　在A(yíng)C-DC電源適配器應用方面，安森美半導體提供NCP124x系列超低待機能耗固定頻率電流模式控制器。

　　實(shí)際上，為了符合安規標準，AC-DC電源必須具備在撥出交流插頭后不到1秒時(shí)間內將電磁干擾(EMI)濾波器X2輸入電容放電的能力。為了符合此要求，常使用與電容并聯(lián)的一串高阻抗電阻，但電阻型消耗源(drain)消耗約25 mW輸入能耗，當考慮到空載輸入能耗時(shí)，此25 mW能耗相對較大。NXP124x系列器件包含集成的X2電容放電電路，省下了X2電容放電電阻及相應的能耗。而安森美半導體NCP4353/4次級端控制器專(zhuān)門(mén)設計用于與NCP124x系列器件一起使用。NCP4353/4可檢測空載條件，并使初級端控制器(如NCP1246)進(jìn)入低能耗關(guān)閉模式;在關(guān)閉模式期間，初級端控制器關(guān)閉，由輸出電容提供電能，因而省去維持穩壓所要求的能耗。在關(guān)閉模式期間，輸出電壓減小，并可減小至可調節電平。一旦要求更多電能，NCP4353/4就會(huì )自動(dòng)重啟初級端控制器。NCP1246/7/8初級端控制器與NCP4353/4次級端控制器結合在一起使用，可提供低于16 mW的空載輸入能耗，用于筆記本電腦適配器及其他外部電源適配器等應用。

　　NCP124x采用有源X2電容放電來(lái)檢測斷開(kāi)交流連接狀況，省去一串高阻抗電阻及相關(guān)能耗。

　　在白家電應用方面，安森美有用于電機及風(fēng)扇驅動(dòng)的高能效變頻器智能功率模塊，其中包括用于3相電機驅動(dòng)的新的升壓功率因數校正(PFC)及變頻器二合一IPM——STK57FU391A-E。它在單個(gè)封裝中集成功率因數校正(PFC)轉換器、三相變頻器輸出段、預驅動(dòng)電路以及保護電路，提供更高集成度，高能效、高可靠性，幫助設計工程師解決白家電設計過(guò)程中面臨的多種挑戰。

汽車(chē)和能源之英飛凌

   英飛凌科技(中國)有限公司中國區汽車(chē)電子業(yè)務(wù)負責人高級總監徐輝說(shuō)，如何使汽車(chē)更環(huán)保、更安全、更智能，是汽車(chē)行業(yè)共同努力的方向。而作為站在技術(shù)最前沿的半導體，推動(dòng)了現今80%的汽車(chē)技術(shù)創(chuàng )新。半導體技術(shù)的創(chuàng )新，是實(shí)現環(huán)保、安全和智能化汽車(chē)的關(guān)鍵。

英飛凌科技(中國)有限公司中國區汽車(chē)電子業(yè)務(wù)負責人高級總監徐輝

　　但她也指出實(shí)現起來(lái)存在著(zhù)技術(shù)難點(diǎn)：一是環(huán)保方面，降低二氧化碳排放，需要清潔的內燃機、高效的能源管理和電力驅動(dòng)系統安全方面：汽車(chē)安全正從被動(dòng)安全向主動(dòng)安全、可預防安全的方向發(fā)展。歐洲發(fā)布的Euro-NCAP新車(chē)碰撞測試法規，對汽車(chē)的安全等級提出了更加嚴格的要求，在汽車(chē)發(fā)生碰撞時(shí)，不僅要求保護車(chē)內人員的安全，同時(shí)把對車(chē)外人員的傷害減到最小。二是智能方面：需要實(shí)現駕乘人員的便利性、保障車(chē)內數據以及聯(lián)網(wǎng)數據的安全性和完整性，并最終實(shí)現自動(dòng)駕駛的最高境界。

　　英飛凌在汽車(chē)能源系統方面有著(zhù)自己的優(yōu)勢，表現在四個(gè)方面。首先，英飛凌在汽車(chē)電子領(lǐng)域已經(jīng)有超過(guò)40年的經(jīng)驗，能夠更精準地捕捉到客戶(hù)需求。尤其是在數據安全方面，英飛凌擁有25年的安全智能卡經(jīng)驗，可將這些技術(shù)運用到汽車(chē)智能化數據安全中。其次，英飛凌來(lái)自德國，對產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)創(chuàng )新有著(zhù)不斷地追求。再者，英飛凌與全球領(lǐng)先的車(chē)廠(chǎng)和零部件廠(chǎng)商已經(jīng)建立了廣泛的合作;在中國也獲得了本土企業(yè)的認可。最后，英飛凌和各大高校以及汽車(chē)電子科研研發(fā)機構有廣泛的合作。令其對全球趨勢，本土發(fā)展有準確的分析判斷。

　　這些優(yōu)勢有助于英飛凌助力汽車(chē)更加環(huán)保、安全和智能。

　　環(huán)保方面：電子助力轉向系統、胎壓監測、48V起停系統方案都能有效地幫助節能減排。同時(shí)，英飛凌電機控制系統芯片能使發(fā)動(dòng)機附件實(shí)現智能電氣化，車(chē)內的泵類(lèi)和電機只需根據需求而運轉，從而進(jìn)一步降低二氧化碳排放。此外，英飛凌是唯一一家可提供給客戶(hù)從低壓12V，48V，弱混，中混，強混，插電式到純電驅動(dòng)汽車(chē)所有電壓區間汽車(chē)級功率半導體及模塊供應商，擁有最為先進(jìn)的半導體制造工藝， 為寶馬i3及i8電動(dòng)車(chē)的提供了75顆核心的半導體元器件，幫助其實(shí)現高效的電力傳動(dòng)。

　　安全方面：隨著(zhù)汽車(chē)安全等級要求的不斷提升和高級駕駛輔助系統(ADAS)等先進(jìn)安全技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)安全系統對車(chē)用微控制器提出了更高的要求，包括更快的運算速度、更復雜的任務(wù)處理。英飛凌新一代多核微控制器產(chǎn)品家族Aurix具有強大的運算能力，同時(shí)可處理不同的任務(wù)，從而做出迅速的處理和反應，以保障系統的安全。同時(shí)，具備更高的可靠性和安全性的Aurix最多可達10個(gè)監控模塊，配合客戶(hù)的功能安全應用軟件，可以實(shí)現最高到ISO26262 ASIL D最高等級的功能安全。此外，英飛凌市場(chǎng)領(lǐng)先的高性能77GHz雷達能夠保障自動(dòng)緊急制動(dòng)系統來(lái)保護行人、駕乘人員以及城市和社區安全，該產(chǎn)品已在美國、歐洲和亞洲的多家汽車(chē)零部件廠(chǎng)商應用。

　　智能方面：英飛凌先進(jìn)的半導體解決方案應用于輔助駕駛的多個(gè)領(lǐng)域，包括自動(dòng)泊車(chē)，側視輔助、變道輔助、自動(dòng)緊急制動(dòng)等，通過(guò)這些功能的一一實(shí)現，從而最終達成自動(dòng)駕駛的目標。此外，隨著(zhù)車(chē)聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，車(chē)內電子控制單元之間的通訊，車(chē)內與車(chē)外內容商、服務(wù)商的通訊，都要求保證通訊數據的安全、完整以及隱私。英飛凌的智能卡芯片已經(jīng)引領(lǐng)全球市場(chǎng)超過(guò)25年，利用我們這方面的技術(shù)優(yōu)勢和長(cháng)期經(jīng)驗，能夠為汽車(chē)通信環(huán)境提供有力的安全保障。

　　此外，在智能電網(wǎng)領(lǐng)域，英飛凌功率產(chǎn)品覆蓋從發(fā)電、輸電、配電、用電，再到電能存儲等所有環(huán)節。英飛凌半導體器件的高能效、長(cháng)壽命和高可靠性特別適用于新能源發(fā)電所獨有的地處偏遠、難以維護等特點(diǎn)。很多大型風(fēng)電場(chǎng)位于海上，陸上風(fēng)電場(chǎng)也多設置于偏遠位置，任何的故障和維修都會(huì )直接影響到可再生能源發(fā)電的可行性。儲能環(huán)節是智能電網(wǎng)中最具挑戰和創(chuàng )新性的一個(gè)領(lǐng)域，英飛凌的功率轉換解決方案涵蓋了蓄電池系統的全部功率要求，并且效率高達95%以上。

　　在智能家居領(lǐng)域，英飛凌聚焦日常生活的安全和節能。海量的聯(lián)網(wǎng)設備引發(fā)的個(gè)人隱私及數據的安全問(wèn)題備受關(guān)注，眾多家用設備智能化也存在潛在風(fēng)險。英飛凌的安全產(chǎn)品能夠對任何形式的非法入侵進(jìn)行有效鑒權和甄別，以保障只有真正的主人才能控制自己的設備，只有真正的服務(wù)商才能使用這些數據。英飛凌的安全解決方案不僅可以保護敏感數據(如支付憑證上的數據)，提高連接設備的整體安全性。例如，近場(chǎng)通信安全組件可用于安全交易，它們能妥善保存重要信息以及各類(lèi)憑證，并且在未經(jīng)授權的情況下，這些重要信息將無(wú)法被訪(fǎng)問(wèn)。此外，家電智能化為人們的生活提供舒適和便捷的同時(shí)，也將產(chǎn)生巨大的能耗。在能源日趨寶貴的今天，只有不斷創(chuàng )新降低能耗才能持續享受科技帶來(lái)的舒適與便捷，而英飛凌家用電器電機驅動(dòng)裝置的低能耗特性為高科技生活創(chuàng )造了條件。

   汽車(chē)和能源之IR

國際整流器公司 (IR) 亞太區銷(xiāo)售副總裁潘大偉

　　國際整流器公司 (IR) 亞太區銷(xiāo)售副總裁潘大偉說(shuō)，IR預計增長(cháng)尤其強勁的3個(gè)領(lǐng)域是云計算基礎設施、汽車(chē)電子和節能家電。作為電力電子領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導者，IR為這些市場(chǎng)開(kāi)發(fā)了創(chuàng )新型產(chǎn)品。

　　對于汽車(chē)系統，IR開(kāi)發(fā)了COOLiR?和COOLiR2-?系列，包括COOLiRFET?和COOLiRIGBT產(chǎn)品系列。COOLiRFET?器件提供了基準RDS(on)性能和穩定性，在各種汽車(chē)應用內實(shí)現了更高效、更輕便的電子系統。這些器件還提供超緊湊PQFN封裝，進(jìn)一步降低了系統的尺寸和重量。COOLiRIGBT?器件專(zhuān)為滿(mǎn)足大功率汽車(chē)應用(例如電機逆變器和DC-DC轉換器)極具挑戰性的需求而設計。IR的COOLiR2?封裝平臺利用無(wú)焊線(xiàn)設計提高了汽車(chē)設計的可靠性和電源密度。

　　對于節能家電，IR擁有全面的智能功率模塊(IPM)系列，包括公認的IRAM和μIPM器件系列與新推出的μIPM DIP系列。μIPM DIP產(chǎn)品系列將IR穩定、高效的智能功率模塊(IPM)擴展到了更低功率的應用領(lǐng)域，從而實(shí)現了功率低至幾十瓦的高效電機驅動(dòng)系統。

   汽車(chē)和能源之Vicor

　　Vicor公司Justin Chen看好新能源汽車(chē)和綠色數據中心這兩個(gè)快速發(fā)展、極具潛力的行業(yè)，目前公司已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品和配套的解決方案面向這兩個(gè)應用領(lǐng)域。

　　Vicor公司高級現場(chǎng)應用工程師Justin Chen

　　他指出，國內的環(huán)境污染中35%左右的PM2.5是由汽車(chē)造成的，而且傳統燃油汽車(chē)的能源效率非常低，汽車(chē)的化石燃油消耗對國家的能源安全產(chǎn)生重大的影響，新能源汽車(chē)的發(fā)展已經(jīng)上升為國家戰略。在剛剛過(guò)去的九月份，國內單月新能源汽車(chē)銷(xiāo)量超過(guò)了美國，獨冠全球，而且未來(lái)更具潛力。

　　新能源汽車(chē)的最大挑戰在行駛里程和充電兩個(gè)方面。在電池容量一定的情況下，如果整體轉換效率越高，那么單次充電行駛里程也就越遠。他表示Vicor能夠提供業(yè)界領(lǐng)先的高壓電池轉12V電池的2.4kW DC/DC轉換方案，以高效和超高功率密度為新能源汽車(chē)助一臂之力。

　　相較領(lǐng)先的同類(lèi)國外企業(yè)，國內企業(yè)還需要在多方面優(yōu)化。隨著(zhù)數據中心的能耗占全國總電能比越來(lái)越高，數據中心的PUE值是一個(gè)衡量能源效率高低的標志。國外一些大公司的數據中心PUE已經(jīng)低于1.5。數據中心至少50%的能耗為IT設備，而其中40%的電能消耗又為服務(wù)器。提高IT設備的能源效率是實(shí)現綠色數據中心的重要方面。高壓直流是一個(gè)重要的提高能源效率的途徑。Vicor高效的高壓直流380V轉48V，48V直接轉到CPU電壓能夠有效提高服務(wù)器的效率和密度。

　　為提高能源效率，Vicor也在不斷推出新技術(shù)、新產(chǎn)品。

　　我們在去年推出的ChiP(Converter housed in package轉換器置于封裝內)顛覆了電源模塊的概念，其更像一個(gè)全功能的電源芯片，能夠實(shí)現立體散熱，最高達到每立方英寸1880瓦的功率密度，效率98%。

　　配合ChiP的高功率密度，Vicor在2014年年末推出的全金屬封裝(VIA， Vicor Integrated Adaptor)為簡(jiǎn)化客戶(hù)的電磁和熱設計帶來(lái)巨大幫助。

　　此外，Vicor公司推出多種在線(xiàn)輔助設計工具，如Solution Selector, Whiteboard, Simulators等， 幫助設計工程師簡(jiǎn)化設計流程，降低成本，加快產(chǎn)品上市時(shí)間。

   汽車(chē)和能源之Linear

　　凌力爾特公司電源管理產(chǎn)品副總裁Don Paulus介紹，由于大規模能量存儲技術(shù)的進(jìn)步，基于電池的系統迅速增多，從混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē) (具有幾萬(wàn)瓦小時(shí)的電能儲備) 到能夠存儲數十兆瓦小時(shí)電能的電網(wǎng)能量?jì)Υ嫦到y (ESS) 等均在其列。ESS系統被用于諸多的應用，包括電源后備和穩定、功率級加載 (以在峰值用電需求期間利用低成本的非高峰期電能)和存儲由可再生能源 (例如：太陽(yáng)能和風(fēng)力) 捕獲的能量。

　　凌力爾特公司電源管理產(chǎn)品副總裁Don Paulus

　　傳統的被動(dòng)電池平衡只能在充電期間保護那些較強的電池，在此過(guò)程中將產(chǎn)生熱量，而且無(wú)法對弱電池實(shí)施補償。作為一種選擇，主動(dòng)平衡則增添了將電荷從較強電池轉移至較弱電池的能力，從而增加了電池組的容量和運行時(shí)間。近期，凌力爾特的LTC3300等集成型控制器提供了高平衡電流和高效率。這是一種雙向、主動(dòng)電池平衡控制器，可獨立和同時(shí)地對多達 6 節串聯(lián)電池進(jìn)行平衡。其能以 90% 以上的效率管理高達 10A 的電流。

　　模擬電子器件在汽車(chē)市場(chǎng)正在快速成長(cháng)，預計至少在未來(lái)的幾年時(shí)間里其增長(cháng)速度將高于行業(yè)的整體水平，而且其在凌力爾特全部業(yè)務(wù)中所占的比例已經(jīng)升至 20%。電子系統正逐步地使交通體驗發(fā)生變革，導致人們對于連通性、便利性、安全性和燃油效率的預期不斷攀升。由于電子裝置取代了傳統的機電和液壓系統，因此一部標準的中型車(chē)輛如今包含了 100 多個(gè)處理器和幾十臺電機。車(chē)輛中分布式系統和診斷功能的激增對數字通信提出了更高的要求，這反過(guò)來(lái)又推動(dòng)了數據速率的提高以及數字收發(fā)器需求量的增加。

　　歷史上，線(xiàn)性穩壓器一直用于為數字處理器、收發(fā)器和相關(guān)組件提供穩壓的電源。但是隨著(zhù)功率需求的增加，使用線(xiàn)性穩壓器帶來(lái)的問(wèn)題越來(lái)越多。線(xiàn)性穩壓器是簡(jiǎn)單和低成本器件，其具有非常緊湊和易于設計的應用電路。不過(guò)，當用于把汽車(chē)電池電壓轉換為數字組件所需的低電壓時(shí)，此類(lèi)穩壓器的效率低下。比如：從 12V 至 5V 的線(xiàn)性轉換產(chǎn)生的轉換效率為 42%，而 12V 至 3.3V 轉換所產(chǎn)生的效率則低于 28%。舉個(gè)例子，假如電源負載為 280mW/3.3V，那么將需要 1W 的輸入功率，因而造成 720mW 的功率被作為熱量白白損失掉了。針對系統效率和最終產(chǎn)生之熱應力的管理日益受到汽車(chē)系統設計師的關(guān)注。

　　對于系統設計師而言，一種替代方案是用開(kāi)關(guān)模式 DC/DC 轉換器來(lái)取代線(xiàn)性穩壓器。開(kāi)關(guān)電源具有很高的效率，但也帶來(lái)了其特有的難題，包括電感器的選擇和供應、環(huán)路補償和降低輻射 EMI、以及解決方案相對復雜和占板面積較大等。

　　傳統線(xiàn)性穩壓器應用的第二種替代方案是開(kāi)關(guān)電容器充電泵穩壓器。此類(lèi)組件既擁有線(xiàn)性穩壓器解決方案緊湊和簡(jiǎn)單易用的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又縮小了線(xiàn)性穩壓器與開(kāi)關(guān)穩壓器之間的效率差距。凌力爾特提供了一個(gè)非常適合于這類(lèi)應用的高電壓充電泵穩壓器系列。例如：LTC3255 可采用一個(gè)范圍為 4V 至 48V 的輸入電壓提供高達 50mA 的負載電流，故障保護范圍則為 -52V 至 60V。其無(wú)負載靜態(tài)電流僅為 20μA。從 12Vin 至 5Vout 轉換的效率高于 80%，而從 12V 至 3.3V 轉換的效率則為 55%，產(chǎn)生的功率損耗僅為線(xiàn)性穩壓器的大約 50%。與線(xiàn)性穩壓器不同的是，充電泵亦可用于負輸出和降壓-升壓型應用。

　　模擬器件在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )和能量收集中的作用也越來(lái)越凸顯。

　　堅固和超低功率無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò ) (比如那些利用凌力爾特 Dust Networks SmartMesh? 產(chǎn)品線(xiàn)實(shí)現的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )) 的推出正逐步地改變著(zhù)傳感器在眾多應用 (包括環(huán)境監測、交通運輸基礎設施和工廠(chǎng)車(chē)間等等) 中的部署方式。而且，當傳感器部署在偏遠、與外界隔離或危險的環(huán)境時(shí)，利用局部環(huán)境能量 (既不需要鋪設導線(xiàn)也不需要維修保養) 為其供電的潛在需求就顯現出來(lái)了。

　　凌力爾特于 2010 年推出了首款能量收集集成電路，該 IC 專(zhuān)為調理來(lái)自低電平太陽(yáng)能、壓電元件和熱電發(fā)生器 (TEG) 輸出的功率而特別設計。自那之后，我們向市場(chǎng)投放了一個(gè)允許用戶(hù)利用收集的環(huán)境能量來(lái)給主電池或可再充電電池提供補充的產(chǎn)品系列，從而可無(wú)限期地延長(cháng)系統運行時(shí)間，或者逼近主電池的貯藏壽命。這些產(chǎn)品可處理電源系統的所有方面，包括 DC/DC 轉換、PowerPath? 控制和局部能量存儲。以 LTC3107 為例，其可調理取自低電壓、低阻抗電源 (包括 TEG 和熱電堆) 的能量，并把低至 20mV 的輸入轉換為適合為遠程傳感器節點(diǎn)供電的功率。該器件在采集能量和主電池之間實(shí)現了無(wú)縫切換，并優(yōu)先使用環(huán)境能量源，當能量收集器運行時(shí)僅從電池吸收 80nA 電流。實(shí)用和有效的能量收集器是將物聯(lián)網(wǎng)從構想變?yōu)楝F實(shí)的一種關(guān)鍵組件。

2015電子產(chǎn)業(yè)走勢權威調查(四) ：智能識別與安全技術(shù)走紅          http://dyxdggzs.com/article/268639.htm

2015電子產(chǎn)業(yè)走勢權威調查(三) ：淹不死的發(fā)動(dòng)機     http://dyxdggzs.com/article/268237.htm

2015電子產(chǎn)業(yè)走勢權威調查（二）—— 汽車(chē)與能源技術(shù)向前沖   http://dyxdggzs.com/article/268132.htm

2015電子產(chǎn)業(yè)走勢權威調查（一）—— 物聯(lián)網(wǎng)來(lái)了，挾著(zhù)滿(mǎn)滿(mǎn)的財富  http://dyxdggzs.com/article/268064.htm