刚刚过去的一年里，尽管半导体行业也遭到经济动荡的波及，但“绿色”节能技术仍然不失其灿烂的光辉。提起“绿色”节能，似乎铺天盖地的新闻都集中在IC设计或信息技术。对于IC技术本身，的确一直走在节能的最前沿。但经过精益求精的升级换代后，其效率的继续提高已经到了极为受限的程度，从而继续节能的潜力已经远不及传统产业。另外，半导体产业本身的能耗占据总能耗的比重也很小，而传统产业本身在能耗方面始终占据着主导地位。鉴于中国目前传统产业的能效普遍较低，如果将IC技术与传统产业结合，节能潜力却相当可观，所以如何从“芯”开始，实现传统产业的节能将是未来的热点课题。而从本文列举的几个领域，也不难看到“绿色”节能正向各项传统工业领域加速渗透的趋势。

　　“绿色”能源

　　随着化石类能源的日益减少，业界正在开发各类新能源，其中最为重要的无疑要数太阳能。最近，Intel向中国的几家太阳能研发生产的公司不断注资，由此不难看出该行业的发展运行轨迹。实际上太阳能的利用在发达国家已经达到小规模化，即便在中国的一些发达城市也随处可见。如深圳市的园博园，早在几年前就开始探索太阳能的利用，半年前，深港政府与杜邦公司合作在深圳建立了专业化的太阳能研究及产业平台。北京，上海乃至像珠海这类的中小城市也都在这方面进行着不断的探索。但毋容置疑，太阳能的利用还处于发展的初期。其根本原因就是利用效率仍然偏低，导致单位成本偏高，投资回收期过长。虽然其成本在逐步下降，但与传统电网电价相比，还是处于较高的水平。在发达国家，如美国，目前的太阳能电价为传统能源的一倍多，而在中国，目前该比值还高达4倍。但是，美国国家半导体的中国区业务总经理何贤斌认为：未来10年太阳能发电技术会有庞大的市场需求，而且增长相当惊人。人们很快可以看到光伏电池的效率不断提升，以每瓦特计的单位成本更不断下降。而相比之下，传统能源的单位成本则不断急剧飙升。

　　基于技术限制，硅基电池板的成本下降幅度不及预期，如何通过产业链的其他环节来弥补，进而促进效率的提升，或单位成本的下降，就是IC产业的重任，对此业界也正在进行各种探索。美国国家半导体充分利用其能源效率极高的电源管理技术，于不久前成功推出全新的SolarMagic技术。这种适用于现有及新一代太阳能发电装置的技术有其独特的优点，例如电池板即使被阴影遮蔽或受板面污垢影响，其发电效率仍可大幅提高。

　　这种技术的核心就是利用能量转换的经验和先进算法，从电池板获取更高的能量。由于电池板以阵列的方式组合，任何一块板出现泄露等问题，就会影响整个系统。基于这个问题，国家半导体利用算法，将各个电池板相互独立，当部分单元处于阴影，灰尘覆盖等情况下，允许其提供将少的能量，但确保其他电池单元能够足额供能。另外，还通过对单元间的匹配等做出补偿，使得来自各单元的能量最大化。该系统目前正处于试用测试阶段，据了解测试效果喜人，遮蔽单元的效率可以提高40%以上，使整个系统效率提升12%左右。该系统计划在今年的一季度实现商用。

即便在遮蔽的情况下，SolarMagic技术也能够使每个电池板单元都能输出最多的太阳能。

　　传统产业节能降耗

　　有时，业界也存在一个怪现象，一边是电子产品制造商似乎没有什么新产品可做，从而不断地通过绑定为市场推出一些似乎并非必需的功能，而另一方面，传统产业里大有作为的地方却没人问津(比如，占中国电力消耗一半的电机，其效率却处于50%以下）。究其原因，是因为后者牵涉到不同行业，产品的性质有了变化，即从单一的电子产品发展到工程服务，即整体解决方案。虽然近几年整体解决方案这个词已是耳熟能详，但还只是局限在电子系统本身。期望这种情况即将有所改变。

　　展望未来的发展趋势是，解决方案必须从电子系统本身跨越到覆盖各式各样的工程领域，实现真正的系统整体解决方案。而作为半导体技术，又如何在整个系统中扮演这举足轻重的角色？针对这一问题，何贤斌认为，无论是发达国家还是发展中国家都要面对许多涉及旧技术换代更新的问题。例如，原有的基建设备及相关装置都采用能源效率较低的技术，将之全部更换并非容易。为了确保工程师可以顺利更换新系统或改善其设计，美国国家半导体特别为多种不同的应用提供各种的高能源效率集成电路。以稳压器为例来说，美国国家半导体的稳压器适用于广阔的输入电压范围，而且无需修改便可用于原有或全新的系统设计。此外，美国国家半导体的模拟/数字转换器保证可以发挥卓越的性能，而且速度不同的型号都可引脚兼容，因此可以满足不同设计的不同要求。另一方面，如何实现信息产业与传统产业的联合节能，大家都在积极探索，像SolarMagic技术，实际上就是行业间完美工程结合的具体体现，何贤斌认为。

　　发光系统也是节能的一个朝阳产业。由于中央及地方政府大力支持节能减排，因此着眼于提升能源效率的工程可以轻易上马，而装设LED灯光系统更能起到全面节能的示范作用。目前，虽然LED的光衰、驱动效率等方面仍待继续改进，业界许多人对该产业的成熟度也褒贬不一，但根据了解，制约LED推广的最大难题，即散热问题已经得到很大的改进。

　　对于LED驱动来说，不少领先的模拟半导体厂商都推出了许多高效率的产品，如美国国家半导体推出的一系列高亮度、低功率LED驱动器有许多优点，能确保系统性能可靠，何贤斌认为。

　　英飞凌科技(中国)有限公司副总裁兼执行董事尹怀鹿也认为传统工业的节能与环保将是一个热门话题。他说：“降低能耗、提高能源利用率将是所有企业关注的重点。”英飞凌一直致力于提高工业、交通运输、消费品和汽车的能源效率。英飞凌的产品能够最大程度降低能源供应各个环节(包括发电、输电和用电)的功率损耗，最大程度节省能源，尹怀鹿介绍说。前不久，英飞凌推出了具全球最低通态电阻的全新OptiMOS3MOSFET系列，新的OptiMOS 3 MOSFET系列为40V至80V低电阻MOSFET树立了新标杆。与最接近的竞争对手产品相比，这些产品的通态电阻降幅高达50%。该系列产品适用于需要高效率和功率密度的功率转换和管理应用，包括众多产品的SMPS(开关模式电源）、DC/DC转换器和直流电机驱动器等。这些产品包括计算机、家用电器、小型电动车、工业自动化系统、电信设备和电动工具、电动剪草机和风扇等消费类电子设备。

　　图2：LTC6802-1多节电池的电池组监视器典型应用方框图

　　“绿色”汽车

　　在汽车领域，人们可能还对刚刚过去的每桶超过160美元的天价历历在目。但随着化石燃料的存量不断萎缩，这个价格乃至更高的价格会很快再度造访消费者。电动汽车或混合动力都是未来的必然选择。无论哪种动力，电池组都出于系统的核心地位，然而，电池组的管理好坏决定着电池组的寿命乃至整车的性能。

　　在汽车应用中，基于许多优点，锂离子电池占据着统治地位。但锂离子电池对过度充电或过度放电很敏感，因而必需对电池组中的每节电池进行谨慎和系统的管理。只有这样，才能充分发挥锂离子电池组的优势,并防止电池组在电压偏离安全范围时出现不可逆转的损坏。但设计一个大型、高可靠性和使用时间持久的锂离子电池组却是一个非常复杂的问题。要牵涉到在苛刻环境条件下实现精密检测，过充控制，放电平衡等多种复杂技术，因而目前进军该领域的厂家还比较少。相信新的一年里业界将会推出更新的技术。

　　最近，Linear公司推出了公司首款电池组监测器——LTC6802。这款监视器的特点是可以测量多达12个最高电压为60V的串联电池组。还可以通过重叠配置来支持1000V以上的电压系统，精度误差达到0.25%，从而具备较高的成本效益，可以满足关键性电池组系统的监视需求。该芯片系列分为两款，分别支持低成本的串接菊链式SPI和并联型可寻址SPI。用户可以根据应用需求和车辆的等级来选择。

　　另外，该器件内置了具固有FIR滤波处理电路的ΔΣADC，从而降低了驱动电机时所产生的EMI干扰对测量的影响。该器件还内置自诊断功能，并自带串行端口，因而在支持高压系统时可以省去芯片间的隔离光耦，进一步降低了应用成本。

　　而对于电池的平衡放电问题，Linear公司的信号调理产品部产品市场经理BrainBlack介绍说：“该产品所支持的放电结构有两种，一种是片上内置MOSFET和外部电阻器，另一种是外部的MOSFET和电阻器。核心是通过精密检测为用户提供精确信息，并不含CPU，故具体的放电模式和动作都由用户灵活选择。”该产品就在年底已经刚刚面市。

　　而对于汽车电子领域另外一家领先厂商-英飞凌科技，也一直将汽车电子解决方案作为公司业务中非常重要的部分。尹怀鹿认为：全球日趋严格的排放标准以及限排措施，大大推动了汽车行业对半导体产品的需求。随着人们对降低燃油消耗，提高可靠性和安全性提出更加苛刻的要求，在汽车中引进创新设计势在必行。该公司推出专为混合动力车(HEV）电机驱动系统而设计的电子功率模块。HybridPACK1(面向轻度混合动力车）和HybridPACK2(面向完全混合动力车）不但实现混合动力车所要求的功率，并减少30%的空间占用，从而降低了HEV逆变器系统的设计成本和复杂程度。

　　通过工艺的改进，HybridPACK2模块的功率密度增加了120%以上。另外，该器件还具有低自感和优异的热阻性能。“故对完全混合动力应用来说，HybridPACK2是一款优异的模块，它提供了高功率密度、低自感、低热阻及最佳可靠性和最低成本”，尹怀鹿介绍说。

　　“绿色”电力

　　即便是在产生能源的电力行业，依然也可以处处看到“绿色”的影子。根据中国工业与信息化部的资料，在各大传统行业中，电力行业还是信息化程度最高的行业之一。电网的信息化改造不仅仅局限于信息的集成和智能化管理，也包括电力传输等方方面面。以前，电力行业本身对能耗的意识不强，但今天，仅从中国电力行业对传输网中改造中，广泛使用新一代的电力电容器，就不难看到对节能的重视度的不断提高。

　　在高压直流传输电系统中，电力电容器起着至关重要的作用。目前，在中国市场上，爱普科斯是较大的电力电容(包括风力）供应商之一，爱普科斯公司的大中华区总裁简CEOMichaelPocsatko介绍说。该公司的电力节能解决方案包括传输节能，配电节能，功率转换节能以及耗能领域的节能。

　　首先，电力的长途输送效率是电力节能的第一关。利用直流高压输送线路可较大幅度地提高发电机组的有功功率的输出和线路传输效率。而直流传输就离不开高压电力电容器。爱普科斯的MKV高压电力电容器，安装在换流器站中，用于电力滤波和能量储存。利用该公司的高压电容器后，可以实现20ms内的无功补偿，可以将功率因数大大提高，并且可把受端换流站逆变还原产生50赫兹正弦交流电的过程中所产生的高次谐波干扰降到更低，从而实现了目前世界上距离最长(大于2000公里以上）的、传输容量高达6400兆瓦的高压直流传输。

　　在配电领域，爱普科斯可以提供完整的电能传输方案，产品包括功率因素补偿电容器、晶闸管模块、功率因数控制器、滤谐电抗器和抗电磁干扰滤波器等。这些解决方案降低了配电系统中的谐波失真，提高了系统的功率因素并提供了稳定的电压和频率，从而提高了电网中所有载荷的能源使用效率，包括照明、空调和电梯。据悉，在刚刚结束的北京奥运会上，该公司的电力传输解决方案也覆盖了不少场馆，包括鸟巢，青岛帆船中心和北京摔跤馆等。基于这些解决方案，配电功率因数从从0.7提高到0.95，能耗减少了30%左右。

　　“在功率转换过程中，该公司的关键功率转换解决方案和元器件，包括铝电解电容器、电力电容器和EMC滤波器也为变频调速驱动系统带来更高的能效”，该公司大中华区电力电容器高级销售经理唐亮先生介绍说。