应对电子产品能效的全球挑战

——对话飞兆半导体公司企业市场总监Claudia Inne

节能和开发可提高能效的产品是当今世界面临的两大重要挑战。市场对电子产品的需求还将不断增长，不仅限于发展中的国家，在那些电子产品已饱和的国家亦然。这就迫使业界提高能效，生产绿色、可靠且价格实惠的产品，以减少全球对矿物燃料的依赖，从而提升消费者的节能选择。这是一个巨大的挑战，不过，也是半导体供应商拥有独特优势而能够解决的难题。飞兆半导体公司企业市场总监Claudia Inne与本频道主编的对话解释了半导体供应商、购买高能效产品的消费者，以及政府和机构法规的结合对节能的推动。

半导体频道主编：随着电子产品的能耗开始超过电力产量，全球能源和环境的挑战越发严峻。您怎样理解这种挑战的意义？

Claudia Inne：的确，电子产品的使用规模正在膨胀，尤其是在中国，现在普通家庭都拥有与西方国家同样的电器（可能复杂程度稍低）。美国和中国是全球较大的能源消耗国。桌面计算机、图形处理器以及更大容量的内存都要消耗更多的电能。数据中心和互联网服务器集群所消耗的能量与小镇相当，而这仅仅是那些让全球能源吃紧的高耗能产品的一小部分。半导体供应商正是在这样的一个关键历史点发挥其重要作用，开发能够大幅提高能效的技术。大多数工业专家认同：电机控制、照明、计算设备和电源是新型节能技术能够显著降低能耗的领域。通过改进工艺和使用先进的封装技术，并深入了解系统和应用，能够提供高能效比、降低待机功耗和改善功率因数的解决方案。通过减少能量耗费，能够实现极大节能，且不会影响消费者的选择。

半导体频道主编：您认为哪个领域的节能效果比较明显，也就是说在技术上更加成熟？

Claudia Inne：电机控制是一个成熟的能效提升领域。全球一半以上的能量都耗费在电机驱动方面（例如风扇电机、空调、冰箱和工厂自动化）。尽管家用电器消费者过去一直将低价格作为一项重要的要求，但现在已发生了范式转换，即产品的环境可接受性和绿色意识开始成为影响购买决策的一个重要因素。将家用电器中的单相AC电机转变为可变速电机，能产生显著的节能效果。例如，在冰箱中采用双金属片开关，温度升高使该开关导通，从而驱动电机工作。如果将这些单相电机替换为可变速电机，就能节省单相电机所浪费的能量。要驱动这种新型高能效电机，半导体供应商需要提供集成逆变控制的可变速驱动电路，例如飞兆半导体的Motion-SPM^TM器件，这种模块将IGBT、MOSFET、HVIC和LVIC集成在一个高热效的封装中，能够提高能效、简化设计，从而较终降低总体系统成本。

半导体频道主编：应该还有其他领域具有节能的潜力，比如照明，对吧？

Claudia Inne：照明是另一个能够减少能源浪费，从而显著节能的领域。在美国，照明占其总体能源消耗的22%，照明的电能消耗几乎占全球电能的12%。从普通白炽灯泡转换为紧凑型荧光灯（CFL），就可节能75%。这种CFL灯泡集成了镇流器IC。高集成度的镇流器IC（如FAN7710/FAN7711）采用系统级封装技术，能优化性能、简化设计，并克服了CFL照明应用的某些空间限制。通过将一个高压侧栅极驱动电路、MOSFET、一个频率控制电路以及一个并联稳压器集成在一个封装中，就能降低功耗，从而满足强制性的能效标准要求，而且可节省多达40%的板卡空间。

半导体频道主编：在电源方面也可以实现更高的效率，因为几乎所有电器都有电源。

Claudia Inne：是的。电源是实现节能的另一个目标领域。如今，美国约有25亿个带有电源的电子产品在使用中，这些电源耗费了大量的能量。在待机模式，家用电器所耗费的电能约占住宅用电的5%，即每年耗电费用超过35亿美元。通过提高这些电源的效率、减小尺寸和降低成本，并采用能够降低待机功耗的技术，半导体供应商可在电源改进方面发挥关键的作用。带有软开关的集成功率开关等解决方案能够降低开关损耗，从而提高能效，同时还能带来可观的空间节省和设计简化的优势。

此外，移动电子产品市场的迅速发展，促使人们寻求延长电池寿命和降低系统总体尺寸的新颖方法。随着移动设备上的功能越来越多，为了平衡电子设备的功耗和尺寸，采用的方法就是降低功耗、减小封装尺寸，或者将多种功能集成到一个封装中或一块芯片上。所有这类移动设备都要充电器；如果这些充电器的效率高，也可节省大量的能源。

半导体频道主编：政府和机构在节能方面的推动起到了极大的作用，半导体供应商起到了怎样的作用呢？

Claudia Inne：政府和机构的相关法规也是推动电子产品节能的催化剂，而且，也加快了IC创新的步伐。例如，1996年美国环境保护局就与美国能源部合作，大力推广能源之星标签，其目的是通过提高能效减少二氧化碳排放。要获得能源之星标签，其产品就必须具有较竞争产品高出很多的能效，同时保持和提升其性能。能源之星产品的价格可能与那些未获得此标签的产品相同，或者略高一些，但其使用的实际成本更低。能源之星产品现已涵盖洗衣机、空调机、计算机和传真机。为了提高能效，这些产品都采用了专为满足节能法规而设计的复杂IC和电路拓扑。

半导体供应商、购买高能效产品的消费者，以及政府和机构法规的结合，构成了节能的推动力量。半导体供应商通过与领先的电子产品制造商密切配合，了解新平台的各种功率挑战，开发突破能效障碍的新技术。那些从“总体拥有成本”角度考虑选择高能效产品的消费者也做出了贡献。政府和机构深谋远虑，推出各种倡议、强制性和自愿性指导方针，推动人们朝一个方向努力，减少对宝贵的矿物燃料的消耗，激励人们为环保创新。为了维护地球的今天和明天，我们每个人都可发挥担当环保卫士的作用。

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