電源設計控必須了解的2017三大趨勢

2017電源市場需求和技術(shù)趨勢風向如何？來e星球，與超六萬的專業(yè)人士一起把握潮流！

需求往往是推動創(chuàng)新的源泉，無論是時尚、金融亦或是我們熟悉的電源領(lǐng)域都存在這樣的現(xiàn)象。抓住了用戶需求，潛在的創(chuàng)新動力才會被激發(fā)，也只有適應需求的創(chuàng)新才是最具生命周期的。2017年電源需求在哪？創(chuàng)新著力點在哪？帶著疑問與期盼請來亞洲第一大電子展——2017年慕尼黑上海電子展一探究竟吧！3月 14日-16日將有超過6萬多名的專業(yè)觀眾以及眾多的國內(nèi)外領(lǐng)先電源廠商集聚上海新國際博覽中心，深度探討2017年中國電源市場需求與走勢，為您的電源創(chuàng)新提供設計動力！

中國電源市場未來需求有多大？據(jù)專業(yè)調(diào)研機構(gòu)的最新數(shù)據(jù)表明：中國電源市場在2017-2020年將繼續(xù)保持穩(wěn)步的增長速度，到2020年，中國電源市場的規(guī)模將達到2567億元。

2017-2020年中國電源市場規(guī)模走勢

面對每年2000多億的電源市場“大蛋糕”，上游廠商不斷推陳出新，以適應持續(xù)變化苛刻的設計需求;下游設計則呈現(xiàn)多元化發(fā)展。諸如數(shù)字控的支持者認為：數(shù)字電源較模擬電源適應性強、更靈活，未來會不會是一邊倒的趨勢呢？出于對高效率與低耗能電源的需求，材料控的支持者對氮化鎵 （GaN） 和碳化硅 （SiC） 開關(guān)器件等寬帶隙 （WBG） 器件充滿信心，但談及價格又有些神傷……

數(shù)字控：電源管理IC廠商競相排兵布陣

盡管模擬電源解決方案的成本、性能（如負載變化時的電源響應時間）、占板面積等指標都優(yōu)于當前的數(shù)字電源解決方案，但對于期待創(chuàng)新的開發(fā)人員來說，它完全是一種固定模式的黑盒應用，抑制了開發(fā)人員發(fā)揮創(chuàng)造力的激情。

數(shù)字電源正是為了克服現(xiàn)代電源的復雜性而提出的，它實現(xiàn)了數(shù)字和模擬技術(shù)的融合，提供了很強的適應性與靈活性，具備直接監(jiān)視、處理并適應系統(tǒng)條件的能力，能夠滿足幾乎任何電源要求。數(shù)字電源還可通過遠程診斷以確保持續(xù)的系統(tǒng)可靠性，實現(xiàn)故障管理、過電壓（流）保護、自動冗余等功能。目前，模擬技術(shù)+DSP/MCU正成為數(shù)字電源的主要趨勢。

而來自調(diào)研機構(gòu)IHS公司旗下IMS Research的報告顯示，預計2017年全球數(shù)字電源市場營業(yè)收入將增至124億美元，數(shù)字電源IC市場將達到26億美元。數(shù)字電源市場以服務器和通信設備應用為主導，同時拓展至其他更多應用領(lǐng)域，猶如星火燎原之勢。

慕尼黑上海電子展作為電子行業(yè)的開年大戲， 2017年3月將有不少領(lǐng)先的電源芯片公司如東芝（展位號E4.4300）、羅姆（展位號 E4.4100）、意法半導體（展位號E4.4102）、凌力爾特（展位號E4.4401）、芯源（展位號E4.4112）、比亞迪（展位號 E4.4512）等集體展示電源管理芯片。各大電源管理IC廠商面對誘人的數(shù)字電源市場需求，都在抓緊排兵布陣。

2017年慕尼黑上海電子展展館布局圖

數(shù)字控的忠實擁護者之所以采用數(shù)字電源管理，是因為數(shù)字電源能提供有關(guān)電源系統(tǒng)的準確信息，而且能輕而易舉地自主控制和監(jiān)察幾十個電壓。制造商為專門市場提供定制和經(jīng)濟實惠的器件，這使新手和經(jīng)驗老道的數(shù)字電源設計者都可以輕松使用。凌力爾特（慕尼黑上海電子展展位號E4.4401）最近提供的多節(jié)電池監(jiān)視器LTC2944就是其中之一。

LTC2944可用來直接測量 3.6V 至 60V 的電池組。電源和測量引腳上絕對不需要電平移位電路以連接多節(jié)電池電壓，因此最大限度減小了總電流消耗，同時保持測量準確度。LTC2944 是一款真正的高壓電池監(jiān)視器，能夠以 1% 的準確度測量電荷、電壓、電流和溫度，要準確地評估電池電荷狀態(tài) （SoC），這些參數(shù)是必不可少的。

適合多節(jié)電池系統(tǒng)的 60V 電池監(jiān)視器

無線控：拒絕束縛，我的電源我做主

數(shù)字電源滿足了設計工程師對靈活、智能的方便電源管理需求，而無線電源的出現(xiàn)，則讓用戶擺脫了線纜的束縛，提供更多的生活便利性。

來自專業(yè)機構(gòu)的預測：到2018年，全球無線電源接收器出貨量將達到10億顆。全球領(lǐng)先的半導體供應商ST意法半導體（慕尼黑上海電子展展位號 E4.4102），通過內(nèi)置收發(fā)器提供整體解決方案，支持Qi、PMA等多個工業(yè)標準和終端電源規(guī)范標準，其中包括物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品、手機、可穿戴設備、電動工具、汽車級和醫(yī)療級電源等。

意法半導體不久前推出的STWBC-WA充電發(fā)射控制器配合STWLC04無線充電接收器，采用比市面上其它無線充電芯片組所用線圈更小的線圈，在接收端只使用11mm直徑的線圈，在發(fā)射端使用20mm線圈，可以傳輸高達1W的電能，讓應用設備的外觀尺寸變得更小、更纖薄。如果在發(fā)射端使用大線圈和全橋電路，輸電能力可提高到 3W。因為不再需要傳統(tǒng)充電接口，無線充電可以簡化外殼設計和密封技術(shù)，防止塵土或水汽進入機器內(nèi)部。

STWBC-WA充電發(fā)射控制器配合STWLC04無線充電接收器

材料控：SiC與GaN的共舞

另外，值得關(guān)注的是，隨著全球節(jié)能環(huán)保意識抬頭，電源產(chǎn)業(yè)開始投入提高產(chǎn)品效率、降低功耗以及減少材料使用的技術(shù)開發(fā)，加上電動車、再生能源以及各種能源傳輸與轉(zhuǎn)換系統(tǒng)不斷要求高效率與低耗能設計，使得性能更加優(yōu)異的SiC與GaN等高規(guī)格功率元件有了用武之地。

為了實現(xiàn)高效率的能源傳輸與利用，這些高性能功率元件在能源轉(zhuǎn)換中扮演著重要角色。傳統(tǒng)硅基（Si-based）材料由于無法提供較低導通電阻，因而在電力傳輸或轉(zhuǎn)換時導致大量能量損耗。SiC元件則由于具備高導熱特性，加上材料具有寬能隙特性而能耐高壓與承受大電流，更符合高溫作業(yè)應用與高能效利用的要求。

一直以來在SiC功率器件領(lǐng)域處于業(yè)界領(lǐng)先地位的羅姆半導體（慕尼黑上海電子展展位號E4.4100），其第2、3代SiC-MOSTET、全SiC功率模塊產(chǎn)品具有具有高速開關(guān)、低開關(guān)損耗、高速恢復、消除寄生二極管通電導致的元件劣化問題等特點。

羅姆全SiC功率模塊

雖然SiC優(yōu)點滿滿，但相比Si產(chǎn)品，SiC市場目前的規(guī)模還不到Si的10%。為何？羅姆半導體（深圳）有限公司分立元器件部高級經(jīng)理水原德健曾指出，最大的局限性是價格較高。為了降低成本，需要幾個方面的改進：第一是在開發(fā)上，盡量把晶圓做得更大，因為晶圓越大，每個晶圓上可以取得的 die/chip（籽片/芯片）也就越多，浪費的地方也會越少;第二是提高工廠的生產(chǎn)效率，SiC的生產(chǎn)時間很長，因為SiC是Si加上C，生產(chǎn)時間大約是普通Si的6倍;第三，希望市場上的用量加大，用量越大，單價才會降下來。

2017年，SiC的市場價格降下來了嗎？它在第一大應用太陽能PV（光伏）逆變器以及火熱的新能源汽車（EV/HEV）市場表現(xiàn)如何？3月14-16日，慕尼黑上海電子展上揭曉一切！

放著，我來？

相較于SiC，GaN功率元件算是后起之秀。但目前已廣泛應用于LED照明，并在無線應用中發(fā)揮越來越重要的作用?；贕aN的開關(guān)功率晶體管可實現(xiàn)全新電源應用，與Si晶體管相比：在高壓下運轉(zhuǎn)時，性能更高，損耗更低;GaN的高頻操作特性可以在保持高效率的同時提高性能。這些優(yōu)點使得GaN將首先在更高性能電源設計中占據(jù)一席之地，以滿足客戶對更高效電源轉(zhuǎn)換方面的發(fā)展前景一定能夠滿足這方面的要求。

據(jù)調(diào)研機構(gòu)Yole的預測 GaN功率市場邁向整合，準備迎向巨大成長?！癎aN元件市場可望在2020年達到6億美元的規(guī)模，屆時將需要制造58萬片6寸晶圓。此外，GaN市場將于2016年起迅速發(fā)展，伴隨電動車（EV）/油電混合車（HEV）將在2018-2019年開始采用GaN，2020年以前估計可實現(xiàn)80%的CAGR 成長。

轉(zhuǎn)型為元器件代理商的富士通電子元器件（上海）有限公司（慕尼黑上海電子展展位號E4.4312）將攜代理產(chǎn)品線 Transphorm公司獨特的GaN技術(shù)和產(chǎn)品方案亮相上海慕尼黑電子展，其采用創(chuàng)新的Cascode結(jié)構(gòu)的HEMT高壓產(chǎn)品讓Transphorm在氮化鎵功率表技術(shù)領(lǐng)域劍走偏鋒，成為該陣營的領(lǐng)頭羊。

HEMT器件獨特的Cascode結(jié)構(gòu)剖析

2017年電源市場百家爭鳴、百花齊放的現(xiàn)象還將繼續(xù)在慕尼黑上海電子展輪番上演，不管您是何種控的支持者，相信都能在展會上找到對應的最佳解決方案！

2017慕尼黑上海電子展同期還舉行了一系列高質(zhì)量、國際性的創(chuàng)新論壇，緊緊把握汽車、電力電子、醫(yī)療、嵌入式、連接器等熱門應用市場與高速發(fā)展行業(yè)，促進電子供應商與行業(yè)客戶之間的互動，搭建一個探討技術(shù)創(chuàng)新的平臺。國際電力電子創(chuàng)新論壇也有來自行業(yè)內(nèi)的專家、學者將共同探討電源變換與微電網(wǎng)技術(shù)、無線充電與汽車電源技術(shù)、工業(yè)4.0時代的電源技術(shù)等熱門話題。