來源：羅姆半導體社區(qū)

人類的能源消耗正在付出代價：流動性、工業(yè)和日常生活對越來越多能源的需求正在威脅著氣候和環(huán)境。因此，必須改變能源的使用方式。

已經(jīng)發(fā)生了很多事。智能城市、智能家居、工業(yè)4.0和人工智能是通過數(shù)字化簡化資源使用的想法。但與此同時，所有這些想法都嚴重依賴于數(shù)據(jù)中心：大數(shù)據(jù)，例如邊緣計算，正在消耗大量的電力。

電動汽車和自動駕駛是減少移動對環(huán)境的影響的方法。但與此同時，這些技術需要大量的能量才能發(fā)揮作用。從化石燃料到電能的轉(zhuǎn)變是不夠的。

停止能源浪費

盡管對電能的需求不斷增加，但所需的能源卻盡可能少。所有的電子設備，從最小的傳感器IC到大型電動機，都需要停止浪費能源。

此外，電能的產(chǎn)生以及從電源到最終設備的所有運輸步驟都必須是有效的：大多數(shù)人不知道發(fā)電廠產(chǎn)生的電力只有大約一半是由消費者手中的電氣和電子設備消耗的。其余部分在傳輸、分配和供電過程中丟失。換句話說，發(fā)電廠在燃燒大量石油或煤炭、排放二氧化碳或冒著很高的維護風險運行時，一半的電力是浪費的。

對越來越多的能源的需求正在威脅著氣候和環(huán)境。

解決方案：模擬電源

節(jié)約能源和提高能源效率是所有未來技術的主要目標。Rohm半導體公司以我們所稱的“模擬力量”而引以為豪。

模擬電源是什么意思？在ROHM，它代表著將多年來培養(yǎng)的模擬技術與先進的電力技術相結合。

模擬技術專家

在開發(fā)高效、可靠的集成電路時，需要對功率波形進行精確的控制。通過開發(fā)用于消費電子產(chǎn)品的集成電路，ROHM改進了其專有的模擬技術，允許靈活和精細地控制電信號。此外，我們還建立了一個獨特的開發(fā)系統(tǒng)，將先進的模擬技術準確地融入到每個過程中，包括電路設計、布局和工藝開發(fā)。

SiC晶片工藝是ROHM垂直集成制造系統(tǒng)的一部分。

技術領先是由一個垂直集成的制造系統(tǒng)完成的，在這個系統(tǒng)中，所有的工藝都是在內(nèi)部進行的：從硅錠拉制(這是半導體芯片生產(chǎn)的起點)到內(nèi)部電路和布局設計、掩模生產(chǎn)、晶片工藝、測試和封裝。Rohm認為它的優(yōu)勢在于管理產(chǎn)品供應和質(zhì)量的生產(chǎn)系統(tǒng)，而不像半導體行業(yè)已經(jīng)成為規(guī)范的分工。

電源集成電路

ROHM方法的可能性的第一個例子是新的Nano系列電源集成電路。他們利用了一種叫做納米脈沖控制的超短脈沖控制技術，以及提供超低電流消耗的納米能源技術。

增加階躍比

采用納米脈沖控制技術的電源芯片，由9 ns的超短脈沖寬度構成，提供了一種單芯片解決方案，只需一個電路就可以將60V輸入轉(zhuǎn)換為2.5V。預計這將用于目前在歐洲市場采用的48V汽車電源系統(tǒng)和工業(yè)設備。此外，越來越多的服務器板架使用更高的電源電壓，以節(jié)省電力。用一步而不是兩、三步轉(zhuǎn)換電壓，可以在提高效率的同時，顯著地降低變換器的體積和復雜度。

降低功耗

在BUCK DC/DC變換器中采用納米能源，使得在單鍵電池上驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)設備和可穿戴設備長達十年之久成為可能。定期收集和傳輸數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)設備大部分時間都處于空閑狀態(tài)。Rohm公司的BD 70522GUL降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器IC將待機功耗降低到僅180 nA，同時在從低負荷到高負荷的廣泛工作條件下實現(xiàn)了超過90%的功率轉(zhuǎn)換效率。這可以導致物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴領域的創(chuàng)新，消除頻繁更換電池的需要。

音頻設備的功率

乍一看，音頻似乎是一個完全不同的領域。但是電源的質(zhì)量對音頻設備的音質(zhì)有相當大的影響。因此，電源集成電路必須以最小的電壓波動和噪音產(chǎn)生清潔的電源。然而，這絕不是一個容易實現(xiàn)的壯舉。音頻專業(yè)人員可以很容易地通過耳朵識別電源IC的電氣特性中可能出現(xiàn)的個別差異。

Rohm的mus-IC系列高保真音頻集成電路是系統(tǒng)級方法的結果，它考慮了每個開發(fā)過程的影響，以確定理想的設計和產(chǎn)品條件。在系統(tǒng)一級對與設計和施工有關的技術參數(shù)進行了徹底的檢查，以提高音頻質(zhì)量。

其他芯片也可以從這一系統(tǒng)設計方法中受益，例如設計用于放大汽車傳感器信號而不受噪聲干擾影響的高EMI容限運算放大器。例如，ROHM能夠?qū)⒃肼?a target="_blank">電阻提高3.5倍至10倍，并通過徹底調(diào)整電路設計、布局和工藝開發(fā)來消除特殊噪聲對抗的需要。

電力技術新材料

60多年來，硅基器件一直是主流半導體材料，而碳化硅(SiC)功率器件有望在未來幾年中得到越來越多的采用。外圍技術的發(fā)展將進一步加速這一新材料的潛力和經(jīng)濟系統(tǒng)的穩(wěn)定和有效供給。

ROHM半導體歐洲公司的現(xiàn)場應用工程師Stefan Klein表示：“作為第一家將SiC電源設備推向市場的制造商，ROHM致力于發(fā)揮重要作用?！薄霸诂F(xiàn)有電路中，簡單地用SiC元件代替Si器件不能獲得SiC的優(yōu)點。相反，ROHM正積極參與技術開發(fā)和環(huán)境改善，以便更有效地使用SiC器件，“Klein繼續(xù)說。

ROHM積極參與技術開發(fā)和環(huán)境改善，以便更有效地使用SiC器件?！?/p>

Stefan Klein，ROHM半導體歐洲現(xiàn)場應用工程師

封裝及模塊

封裝芯片的封裝和模塊，為傳統(tǒng)的Si器件設計，不能與SiC組件一起優(yōu)化工作。因此，ROHM開發(fā)了自己的封裝和模塊，為SiC器件優(yōu)化，其中包括許多獨特的特點。一個例子：一種稱為“G型”的專有模塊技術，具有低的熱阻和電感。結合這項技術的產(chǎn)品可以變得更小，同時仍然能夠處理大電流。

與此同時，SiC封裝正在不斷改進。盡管仍處于研發(fā)階段，但一種具有行業(yè)最低熱阻的新基板材料將有可能開發(fā)出超小型(38x74x11.5mm)、重量輕的傳輸模型SiC電源模塊，其電流可達400 A。還提供了針對SiC器件特性進行優(yōu)化的驅(qū)動集成電路和包含SiC組件的評估板，使用戶能夠有效地利用SiC的功能。

模擬和電源的協(xié)同作用

模擬技術和電力技術的同步發(fā)展為創(chuàng)新創(chuàng)造了一個平臺，預計這將大大提高效率，同時減少電力和供電系統(tǒng)的規(guī)模。

不僅僅是同步模擬和力量的進化，兩者的結合創(chuàng)造了協(xié)同效應，使雄心勃勃的目標觸手可及。將得到的解決方案集成到單個模塊或包中，可以在更小的范圍內(nèi)實現(xiàn)更高的性能、更好的可用性和更高的可靠性--從而使未來更受關注。

模塊化和單片(單封裝)技術在改善復雜和先進電路的性能方面發(fā)揮著重要作用，同時也減少了尺寸、重量和材料數(shù)量。

為環(huán)境和人類節(jié)約能源

適當?shù)募蓪τ谔岣呖煽啃院鸵子眯砸彩侵陵P重要的.Rohm擁有許多適合于各種應用案例和設備特性的模塊化技術。模塊化的解決方案，利用模擬和電源的協(xié)同效應，預計將使尖端技術越來越多的應用。

審核編輯黃昊宇