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郭裕亮:如何加速優化系統和提升電源效率設計http://www.sina.com.cn 2007年05月25日 17:08 新浪財經
2007年5月25日,中國北京國際科技產業博覽會組委會辦公室主辦的第十屆科博會“自主創新與高新企業發展國際論壇”在人民大會堂隆重開幕,以下為美國飛兆半導體公司亞太區總裁郭裕亮做演講。 郭裕亮:各位來賓、各位朋友大家下午好!今天這個題目針對最近大家對環保節能的趨勢提一個在半導體產業可以與信息產業和消費電子產業提供什么樣的協助來加速優化系統和提升電源效率設計。 目前全球性的挑戰,全球性的能源問題正推動各種關于節能和功率效率的規范不斷出現并提升要求。要在市場獲得成功,除了達致產品性能、系統成本及上市時間等目標外,還必須滿足能效要求。功率已經成為系統總體設計必不可少的一部分。 能效是當前設計成功的基準,看一些數據,從2002年到2005年,全球總能耗預計增加57%。中國是僅次于美國的第二大能源消耗國,直到2020年,中國能耗預計每年將以5%的速度增長;到2025年中國預計消耗全球能源14%左右。節能和能源效率的考量,全球各地有很多相關的倡議,有針對新計算機能源轉換效率達到80%的倡議。至于中國的標準包括能效,安全、分類和其他方面,由國家監測檢驗檢疫總局和國家發展改革委員會管理,中國有四個主要有關標準標識的計劃,強制性最小效率標準,強制性能源信息標識,自愿性能效標識,政府能效調配。2008年奧運會以綠色為目標,半導體供應商可以在這方面實現高能效,北京已經設立降低能源和水資源消耗的新目標,每一GDP消耗能源降低5%,賓館采取下列措施,用更高效照明方式,實施夏季室內溫度不低于26度的條例。在奧運村安裝太陽能光電設備,奧運會推動LCD電視,等離子顯示器,投影電視機,戶外電視和機頂盒需求的增長,必須滿足能效和待機功效的要求,使用能效LED背光照明用于奧運會計時時鐘和顯示器。 隨著能源供應緊縮和需求的增長,政府跟各機構陸續推出新的規范,以期解決這些全球性的問題,隨著電子產業不斷取得巨大的進步,半導體供應商在進一步提高能效扮演重要的角色,半導體供應商必須不斷提高能效的新一代解決方案,半導體供應商必須承擔環保的責任和客戶緊密合作推出節能應用產品,以減少全球能源消耗。希望結果是能源消耗減少,新電廠數量減少,節省更多的資源。 看一下半導體供應商在能效實現的作用,半導體行業在功率解決方案取得巨大的進步,能夠幫助中國等國家應對能源挑戰,通過以下措施可顯著節能,把效率提升,比如應用SPN模塊的解決方案,降低待機功耗,使用綠色FPS的產品,提高功率因子,從白熾燈向LED照明轉換。從單向AC電機向變速電機轉換節能40%,家用電器待機功率,總耗能可以減少5-10%。 半導體供應商的挑戰,如何在廣泛的功率需求中實現能源效率,要在這些當中找到不同的解決方案。電源可以比喻成一個電子產品的心臟,是所有電子設備的核心,電子系統里面可能有也可能沒有所謂MPU/MCU,存儲器或SoC之類的產品,但每一個系統一定要有電源,沒有電源的話電子產品就不可能工作。表紅色的部分代表不同的應用領域里面牽涉到電源必須優化它的設計和增強電源管理性能的需要。 照明的能效半導體解決方案,從設計到系統規劃跟產品的設計和投產的系列,集成式鎮流器控制IC,效率更好,設計簡單。滿足強制性效率標準,電路板面積可以節省40%,增強系統可靠性,產品就是CFL燈泡比普通60W白熾燈節能75%,每年省電量達中國普通家庭用電量14%。這是平面電視,待機功耗的集成功率開關,用PWM控制器IC和SenseFET整合在一個封裝中,達到簡化設計,繼續上市時間。減小電路板展位面積,滿足強制性效率標準,電視機平均每年待機功耗33W,滿足小1W,一年可以節省26千瓦。 在計算領域中,從設計開始,供銷最小化,簡化設計,減少元件數字,減少電路板占位空間,滿足大于80標準效率,由于PFC使用,300W情況下,功率由0.65提升到0.98,需要用電從460億W降到306W,節省將近50%。智能功率模塊半導體不停整合,可以在晶片整合,另外一方面也可以在封裝上整合。SPM的技術,在一個模塊里面可以講很多不同的半導體元件擺在一個模塊中,由封裝的整合來達到非常有效的節能效果,嚴格的能效法規跟節能倡議不同類型的家電產品采用不同的功率驅動解決方案,消費電器及工業領域的科技進步水準提高,對設計者的要求不斷提升,在這方面,電機能效半導體解決方案是怎樣情況呢?集成4的率變器控制可以控制變頻的電機。IGBT/MOSFET、HIVC和LVIC集成在一個封裝中,簡化設計,縮短上市時間。變頻空調銷售情況比過去幾年要好很多。 可變速電機控制家用電器采用SPM加速節能的實現,以往是因為變頻電機控制的所增加的成本比老式的效能,低的變頻空調成本增加部分相當高,平均一年需求750千瓦時的電機或空調,能夠節省60%的能耗。所增加的成本在兩年內就可以回收,所以一部空調使用的年限應該大于兩年,既達到節省能源的目的,同時在成本方面已經達到了兩年可以回收的目標。 這是一份EDN China在2006年6月做的調查,對中國工程師主要需求,在設計上,工程師想要更多的技術支持,需要更多的精確產品跟數據表,設計上的挑戰,56%更段上市時間,針對全球應用而設計占33%,符合國際標準占25%。飛兆半導體為設計人員提供有哪些優勢,集成功率解決方案,如FPS、SPM,可隨時投產的電路版,全球功率資源中心,世界級的網絡工具。42英寸以上的LCD例子,中間的板已經可以生產所有的設施表源里面都已經做好了,這個表是空調和冰箱的情況,下一個是PDP TV使用SPM和沒有使用的情況。這是蘇州廠的一個圖示和生產線上的照片。剛才提到如何提高封裝上的技術,這里面取代了19顆的零件,在客戶端電路板使用只需要一個模塊就可以了。 謝謝大家!
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