日期：2015-02-10 来源：

　　全球能源的日益紧缺让节能环保越来越成为人们关注的焦点，汽车、计算机、通信、消费电子、工业产品等都要求低功耗、高能效。在这种情形下，国外芯片厂商纷纷推出节能降耗方案，以便最大限度地满足消费者和用户对节能环保的需求。

　　新型功率器件促进节能降耗

　　在需要高速运作、高电压和大电流的逆变器等应用中，IGBT(绝缘栅双极晶体管)的使用正在增加，特别是在传导状态，IGBT漂移层的传导率可通过注射孔载流子来调节，与MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)相比，可以降低导通状态的电压降。因此，IGBT适用于高电压应用。不过，由于双极器件的固有特性，其开关速度低于功率MOSFET。

　　在汽车电子领域，功率器件的应用众多。汽车中几乎所有的负载电流均超过微处理器或微控制器的电流处理能力，因而需要功率器件作为控制系统和负载的接口。飞兆半导体提供在汽车电子应用领域的高电流负载驱动和LED(发光二极管)照明应用的解决方案。IGBT，尤其是点火IGBT是专为汽车应用而设计和优化的，在点火线圈驱动器功能方面，几乎替代了双极晶体管和双极达林顿晶体管。点火IGBT提供了多项优势，包括更好的导通电压，允许线圈在所有的极端温度情况下更快地充电，并且可降低功率损耗，将点火功能直接集成在位于火花塞上的线圈中。点火IGBT在极端温度条件下可提供更快及更一致的开关速度，以及更简单的控制，其原因是点火IGBT的输入特性为MOSFET，仅需要栅极电压。飞兆半导体专注为汽车电子市场提供功率控制和功率管理解决方案，用于点火、燃油喷射、螺线管和电机控制、电动助力转向，以及HEV(混合动力汽车)等应用。技术趋势是将传统的机械负载控制转变为电子控制，使用固态器件代替电动机械式开关。此外，分立功率半导体和功率模块的进步，使得飞兆半导体等供应商能够提供集成度更高的更具成本效益的解决方案。

　　对于感应加热应用，IGBT需要具有出色的抗雪崩能力，以确保系统在异常的雪崩模式下实现“稳健的”故障安全运作。IGBT需要具有高效率，并显著降低系统的工作温度。飞兆半导体提供广泛的600V-1500V分立IGBT产品，适用于大功率感应加热应用，包括电饭煲和微波炉，公司还提供采用最先进的 NPT沟道技术制造的1000V和 1200V NPT沟道IGBT，结合了沟道栅技术和NPT技术的优势，具有同类最佳的抗雪崩能力，显著提高了系统的可靠性。飞兆半导体的场截止结构和抗雪崩的沟道栅技术可在传导损耗和开关损耗之间提供最佳权衡，从而获得最高的效率。

　　随着应用从基本没有效率的单相电机转移至高效的可调速马达，可节省能源达40%。飞兆半导体的集成模块以及分立解决方案可让逆变器电机基础的应用更加小巧，并且具备更高效率和性能。这些应用包括洗衣机、空调机、真空吸尘器、风扇马达和工业用逆变器。如果25%的中国家庭从普通冰箱转而采用飞兆半导体组件的高效率冰箱，所节省的功率足以供给超过990万个中国家庭使用。

　　在照明领域，目前的发展趋势是提高CFL(紧凑型荧光灯)和LFL(线性荧光灯)照明的效率，在这些应用中使用MOSFET替代双极晶体管。现今，大多数镇流器应用(除CFL之外)已配有PFC(功率因数校正)电路以便节能。飞兆半导体提供高电压MOSFET和集成式镇流器解决方案以用于镇流器平台。

　　飞兆半导体的低导通阻抗600VSuperFETMOSFET系列特别以DPAK(TO-252)封装来满足对最新超纤巧、小体积镇流器应用的需要。为了减少这些功率器件在照明设计的开关和传导损耗，以及达致其系统效率需要。这些产品提供的导通电阻降低至传统平面MOSFET的1/3(即0.6欧姆至1.2欧姆)，并且具有抵御镇流器在极高频率下操作所需的高速电压变化和电流变化等开关瞬态的能力。

　　随着消费者从白炽灯泡转向采用CFL、LFL和LED照明，多达75%的能源将得到节省。飞兆半导体提供用于CFL和LFL设计的高度集成的镇流器 IC产品FAN7710和FAN7711，整合了高端栅极驱动器电路、 550VMOSFET、一个频率控制电路和一个并联电源|稳压器。在高效率的CFL和LFL照明应用中，这种高集成度方案能够优化性能，同时克服空间受限的问题。如果在中国3.7亿个平均使用5个60W灯泡的家庭中，有50%从白炽灯泡转向采用飞兆半导体元件的CFL灯泡，那么，所节省的电能足以供给超过580万个家庭作照明使用。

　　飞思卡尔半导体相关负责人

　　先进解决方案符合汽车节能环保要求

　　对于汽车行业，不断上涨的油价增加了对更高燃油效率车辆的需求，并且汽车也必须符合日益严格的排放标准。汽车制造商发现半导体芯片在提高燃油效率、减少排放、提高安全和保持最低总成本方面起到非常重要的作用。传统的两冲程发动机中30%-40%的燃油没有燃烧就直接排放到废气中，车辆上的电子燃油喷射可以减少大约75%的一氧化碳排放和大约90%的碳氢化物排放，同时，也可以减少35%的燃油使用。

　　作为电子汽油发动机管理领域的全球领导者，飞思卡尔能提供先进的嵌入式控制器、传感器技术、动力管理组件和动力制动器驱动解决方案，使新车辆更加经济，并保护环境。而且飞思卡尔将继续把引擎控制技术引入到新兴应用中，如混合车辆控制和普通线路的柴油发动机管理。

　　随着更高能量效率和环保车辆需求的增长，混合动力汽车正获得更大的市场份额。除了混合和燃料电池动力系统的开发之外，与现有12伏连接的42伏系统可用于为未来车辆中较大的电力负荷提供能量。飞思卡尔可以创建42伏电源，以推动混合式车辆中大型交流电感应和交换式磁阻电动机的使用。高性能的微控制器将用于连接电源模式，转换整个电动机绕组的断流电压或交流电压。微控制器必须继续更换几个绕组定位的电压，并使用复杂角度和基于计算的时间来维护最佳电力效率。

　　混合和燃料电池车辆拥有更高电源半导体和额外计算性能的特殊电子需求，以操作指定性能范围内的电动机，提供最大效率。用极少散热来切换特高电流的需求将促进半导体公司迅速生产更强大、更快速甚至更智能的半导体。这些半导体可在保护设备和负荷的同时，处理日益增强的电流。此外，根据预测，这些相同的电源设备将能检测故障，并通知潜在问题的主要微控制器。

　　飞思卡尔目前能提供200多种不同的获得汽车应用资格的MCU(微控制器)，涵盖了8位、16位、32位等不同数位的产品。飞思卡尔MCU是客车中首个引擎电子控制设备(ECU)的核心，而且MPC500和MPC5500系列已经开发出适合嵌入式控制器的应用。

　　为了满足各种性能和成本目标，MPC500系列包括了许多成员，范围从低端无闪存设备到具有1MB集成闪存的高端112MIPS设备。此外，MPC500系列还具有时间处理器设备(MPC565上多达3个)，具有每秒处理2800万条指令的32位MicroRISC引擎功能。它可以单独运行，也可以与CPU(中央处理器)并行运行，通过双接入RAM与CPU共享数据，即使在CPU停止运行时，也可以运行引擎。每个16信道的TPU3(双时间处理单元)拥有独立的匹配和捕获硬件、多重时基和一个优先循环赛硬件日程安排程序，确保没有闭锁的任务。由于能在循环系统中设计日程表的脉冲，TPU3非常适合处理角度域的操作。

　　MPC5500系列是基于PowerArchitecture技术的下一代汽车MCU，旨在帮助客户满足更加严格的排气级别要求，提高燃油效率，并增强总体驾驶体验。MPC5500MCU是可兼容该系列成员的软件代码和硬件引出线，甚至将执行MPC500系列的现有二进制用户的模式代码。MPC5500系列实现了真正的5伏模数转换器，删除了外部级别的换挡装置或内部过采样，并能最大限度地重新利用传统的ASIC(专用集成电路)和传感器。

　　除MCU之外，高性能的DSP(数字信号处理器)在先进的发动机控制系统中也发挥着重要作用。在该领域，飞思卡尔也为客户提供了高嵌入式、基于闪存的DSP设备的广泛系列。56F800系列将以40MIPS运行的DSP内核的计算功能与精制的电动机控制专用外围设备相结合，目前，正在开发60MIPS的设备。与其他DSP架构相比，56800内核更多地采用传统微控制器的“看和感觉”，更像一个软件堆栈，并具有面向指令集的丰富控制。结合了微控制器易用特性的DSP能让最先进的发动机控制系统得到有效控制。

　　恩智浦多重市场半导体事业部大中华区市场高级总监梅润平

　　绿色芯片提升电脑能效

　　作为一家倡导可持续发展的企业，恩智浦很早就意识到绿色环保和节能问题的重要性，并致力于将先进的理念应用于新产品，以实现在显著提升产品性能的同时，有效地降低能耗。通过技术创新实现更高的能效比，并传递给产业链上的合作伙伴及最终用户，将是恩智浦对用户和社会的一贯的承诺和使命。

　　恩智浦从事用于电源和照明的高电压集成电路领域的研发与生产已有15年的历史。恩智浦的GreenChip(绿色芯片)集成电路系列是专为节能而设计的，从开始便引领着PC(个人电脑)功耗效率方面的行业标准设定。GreenChip是高效节能的、用于消费电子和计算机电源的集成电路系列产品，在过去10年中，GreenChip帮助台式电脑、笔记本电脑和电视机降低了功耗，其节省的能源可以点亮1650万颗普通的60瓦灯泡。

　　恩智浦的第一代GreenChip诞生于1997年，为降低CRT(阴极射线管)电视和显示器的待机功耗作出了突出贡献；第二代GreenChip在2001年推出，其应用领域扩展到笔记本电脑适配器、液晶电视、DVD和机顶盒，在工作模式下也实现了更高的效率；第三代GreenChip于2007年问世，其应用领域进一步扩展到台式电脑，并实现更高的效率和更低的功耗。GreenChipPC芯片的使用已达到2009年的“能源之星”要求，并且是唯一通过EPRI对85PLUS认证的PC电源解决方案，它将台式电脑的电源总体效率提升了90%，使单台台式电脑电源供应损耗降低了50%以上。GreenChip可扩展的设计令工程师能够在性能、成本和集成的备用功能之间实现平衡，帮助电脑用户和企业降低能耗。目前，恩智浦正在进行新一代GreenChip的研发，下一代芯片计划在2010年推出 ， 经 计 算 ， 如 果 这 种GreenChip能安装在全世界所有的PC中，那么3座标准的(1千兆瓦)发电站可以立即停止运行。2008年 7月，恩智浦宣布GreenChipPC芯片成功达到80PLUSGold标准对参考设计的认证要求，该PC台式机电源参考解决方案的整体效率达到90%以上，成为首款达到Gold标准苛刻要求的解决方案，能够帮助PC行业加速绿色能源的产品规划。

　　恩智浦GreenChipPC芯片的主要特性包括：次级“开关控制”保证高效率；可以通过选择外部部件实现扩展性，用以设置电源的输出功耗及效率；初级集成有源嵌位控制开关，降低了功率器件的耐压需求；集成的待机和内部管理功能，减少所需外部器件的数量，符合能源之星对待机功耗的要求；可对输出电压进行独立的管理，实现最佳交叉调整；无风扇设计进一步满足家用电脑设计。

　　在产品设计、芯片制造和废弃物处理方面，恩智浦都致力于节能和环保。在pc电源、照明、汽车电子、LED背光源以及智能电子计量等领域的解决方案中，都可以看到恩智浦GreenChip产品的身影。通过晶圆直径的增大、工艺设备的创新和生产物流的优化显著地降低了芯片生产的能耗，2007年，恩智浦每生产1平方厘米芯片所消耗的电力不到2001年时该数据的 60%。目前，恩智浦的GreenChip产品全部符合欧洲关于铅、汞和镉的使用规定，并且已有20%的产品符合“深绿”的要求，这意味着这些产品不含卤素及锑氧化物。到2008年年底，将有75%的GreenChip产品符合“深绿”要求。

　　美国国家半导体亚太区电源产品市场总监黄汉基

　　PowerWise方案确保便携式产品低功耗

　　消费者总是希望电子产品的各项指标都能达到最佳，但系统工程师在进行产品设计时必须全盘考虑决定系统设计成败的所有因素并做出取舍。对于便携式电子产品，人们的期望是功能更多、电池寿命更长、产品外形更小，并且，还希望能获得全新的使用体验。美国国家半导体的PowerWise解决方案能在以上方面最大限度地满足消费者的需求。

　　从视觉角度而言，PowerWise显示器解决方案拥有独特的MPL(移动像素链路)技术。利用该技术，低功率的接口电路可将大量数据流传送到显示器，同时又可大幅延长电池寿命；高速串行接口使得系统可将数据先串联之后再进行传送，这样就可以采用更小巧的连接器及柔性印制电路板，使最终的产品更小巧纤薄；此外，还可以减少电磁干扰，获得对比更强的彩色画面层次，即使附近有大量射频干扰，操作仍能保持稳定。在该显示器方案中，适用于半VGA(显示绘图阵列)格式的FPD95120LTPS(低温多晶硅)显示器驱动器只有0.9mm宽，在市场上众多可以装贴在玻璃面上的驱动器芯片之中，该器件尺寸最小，因此可以扩大显示器玻璃画面的有效显示面积。

　　在PowerWise灯光管理解决方案中，作为背光源的LED具有极高的电源转换效率，这是因为其驱动器具有低电压结构，同时可以自动切换为省电模式，并且具有更低的接口传输量。相对于白光led方案，该方案采用红、绿、蓝光LED驱动器，可以确保显示画面色彩更亮丽，而且功耗也更低。该方案可在较大的温度范围内产生“真正”的白光，而且色域也可由白光LED的70%提高至100%。该方案设有自适应电压调整模式，确保驱动器的内置电路可以自动将输出电压调整至最低水平，以便将功耗降至最低。在封装上，该方案采用了microSMD(微型表面贴装)技术，也有助于缩小印制电路板的体积。此外，该方案还具有可以灵活编程的特点，容易开发，而且可以重复使用，因此也受到工程师的欢迎。

　　在听觉方面，PowerWise音频芯片采用远场噪声抑制技术用于抑制背景噪声，确保传送的声音更清晰、更自然，而耗电量则是内置数字信号处理器方案耗电量的1/10。

　　美国国家半导体拥有先进的电源管理技术，其PowerWise解决方案为便携式电子产品提供AVS(自适应电压调节)技术可以监控闭环电路的性能，并根据不同的系统负载灵活地做出调整，将动态和静态电流减至最小，其功耗比其他数字系统解决方案低64%。同样是为了降低能耗、延长电池寿命，PowerWise解决方案的自适应射频功率输出功能可以监控手机的射频功率输出，并可以根据实际情况灵活地调整射频功率放大器的供电电压。

　　Spansion媒体存储事业部执行副总裁HansWildenberg

　　EcoRAM大幅降低数据中心能耗

　　互联网的普及极大地改变了人们的生活，但普通的网民可能很难意识到，我们日常生活中不可或缺的网络也和汽车、空调一样，正在吞噬着地球上日渐枯竭的能源。随着如搜索应用这类受限于存储容量的应用日益增多，传统服务器架构不再能够满足每一秒钟由消费者发出的日益增多的请求，这意味着需要更多的服务器，也意味着需要更多的能耗来运行、冷却这些服务器。对于全球数据中心经营者而言，这都是一个切实的难题。他们对有助于节省能源、降低总拥有成本的解决方案望眼欲穿。

　　Spansion(美国飞索半导体)利用ViridentSystems公司的新技术，并开发了基于MirrorBit闪存技术的全新存储产品——— EcoRAM(动态随机存储器)。在互联网数据中心服务器中用该产品取代极其耗能的DRAM，可以解决日益加剧的互联网数据中心的能耗危机。

　　能效专家及斯坦福大学顾问教授JonathanKoomey博士最近的报告指出，数据中心是个能耗大户，而且耗电量仍在急剧增长。2000年至2005年间，数据中心的能耗翻了一番，从每年710亿千瓦时上升到超过1500亿千瓦时，其中美国和欧洲约占全球总量的2/3。若这一趋势持续下去，数据中心用电量将继续快速增长，而且亚洲的增长速度要超过世界其他地区。

　　Spansion的EcoRAM将帮助互联网数据中心服务器的能耗大幅下降75%，而且在同样的能耗条件下，存储容量为传统纯DRAM型服务器的4倍。

　　传统上，互联网数据中心服务器通过采用DIMM(双列直插内存模块)式DRAM实现虚拟即时读取数据。另外这些系统还利用传统的硬盘进行深度内容存储，例如低等级的信息查找。DRAM可提供快速数据存取，但能耗极大。除此之外，由于DIMM的电能限制以及有限的DIMM插槽，单个服务器中的DRAM数量也受限制，于是就要求IT管理人员增加数据中心的服务器总数，以满足不断急剧增长的即时读取数据、同时扩增容量的需求。

　　由于要求通过高性能随机读取实现虚拟即时数据读取，互联网数据中心服务器无法使用随机读取性能仅为DRAM 1/800的NAND闪存。硬盘驱动器，甚至是固态存储硬盘(SSD)，都不支持所需的随机读取性能。一般来说，传统的NOR 闪存仍在不断超越DRAM，制程节点更小，能耗也更低，但写入性能和容量比要求的更低。

　　SpansionEcoRAM优于目前可用的各种存储产品，对数据中心解决方案应用具有以下明显的潜在优势：读取性能符合快速随机存取的要求，能耗只有DRAM的1/8，可靠性是DRAM的10倍，裸片容量比传统的浮动门NOR高2倍-4倍，写入性能比传统的NOR闪存快2倍-10倍。

　　2007年4月，Spansion宣布推出MirrorBitEclipse架构。该架构将 MirrorBitNOR和ORNAND集成于一个裸片上，经特别设计，拥有针对此类应用的高读写性能、高容量。SpansionEcoRAM的功耗远小于DRAM，并充分利用了MirrorBitEclipse架构提供的快速读写性能，从而使单个DIMM存储量飙升至原来的8倍，IT经理因而有可能仅用一台基于SpansionEcoRAM的服务器来取代4台基于DRAM的传统服务器。