从快生活到优生活:NXP首席技术官谈“新摩尔定律”时代的创新
时间:06-20
来源:电子工程专辑
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采用更灵巧的创新方式,也代表我们可以与客户合作,创造量身打造的解决方案,并可降低成本,加速上市时间。采用更聪明的创新方式,还意味着我们需要将合作扩展到更广大的产业生态系统,包括各个机构、大学、政府以及标准化组织。
创新仍将是半导体产业成功的必备条件,只不过这不是唯一的出路。公司若愿意追随创新趋势,抽身于不顾成本及功耗极限地对速度的无尽追求,将有机会创造利润客观的技术,不仅受益于公司自身,并最终受益于整个社会。
恩智浦的新摩尔定律创新成果
恩智浦已经针对新摩尔定律的元件与 IC积极开展研发与销售工作。接下来我们将展示具体范例,阐释新摩尔定律法则如何推动技术开发,并藉此创造有趣的商业机会,最终为日常生活创造更高的价值。
消费性电子产品的电源供应效能
不论是在运行或待机模式下,全球而言,笔记本电脑、台式机等消费电子产品的电源供应单元都浪费了大量能源。
为解决这项问题,全球许多国家和地区都立法要求交流电源的功率模块必须随时维持高效运作,包括在待机时的低功耗模式下;此外还禁止使用传统变压器。要成本经济地达成上述节能目标,必须采用特殊技术,在运行模式中纳入智能功能,并从根本上提高定制化电源装置的能效。
恩智浦的GreenChip系列产品即是成功范例,不但符合能源之星(Energy Star。能源之星是一项主要针对消费性电子产品的国际性能源节约计划,1992年首先由美国政府推出,之后澳大利亚、加拿大、日本、新西兰、中国台湾、欧洲等地亦加入该计划)的规范,还减少了二分之一的电源供应损耗。我们结合了优化的架构与设计,并搭配特殊的半导体技术,从全功率到待机模式,都一样具备节能效果。摩尔定律应用的特点,就是将众多功能整合至单一 IC,不过在此并不适用。我们采用了不同的 IC 技术,以达成优化的整体性能:在主要控制器与功率因素校正上整合高压装置,与这些装置的接口采用高密度、高速、低电压控制智能接口。最后我们在输出控制器采用低至中压技术,以在二级高压电流的状况下控制同步整流器。恩智浦独特的技术解决方案,具备有史以来最出色的变压效率,远超过全球立法规范标准。
照明
由白炽灯转换为荧光灯 (CFL) 或灯管 (TL),最高可节省 80% 的照明电力。目前已有部分有远见的国家打算全面禁止销售白炽灯。
传统的CFL 与 TL 的驱动电子使用分立的电源元件,不过目前面临这采用整合式解决方案的压力。对专业市场而言,效率与成本无疑是必要条件,不过各种设备需要智能控制功能,链接环境照明与空间检测,因此无线通信与控制成为重要因素。在低成本的 CFL 市场,IC 技术对于减少浪费、缩小体积,以及延长使用寿命而言,无疑具有相当大的吸引力。IC 驱动器也可以提供强化功能,例如发光相位控制、频率控制、PFC,并兼容传统的相位中断式调光器控制。恩智浦的CFL驱动器采用高电压 SOI(绝缘体硅芯片)技术制造,2个电源晶体管采用半桥式装置。这种技术可以简化设计,缩短上市时间,因此更容易整合复杂的管理电路和电源控制,而不必担心闩锁效应的风险。
LED照明解决方案具有体积小、电压适应力强、节省能源、可控制色彩与亮度,以及使用寿命长等特点。LED 照明成本低,并采用了高度整合的驱动器电子,因此有望广泛投入使用。
LED 灯与白帜灯的能效收益相近,但运行电压相对较低,因此可提供更有效的交流/直流转换,并具有输出与色彩平衡控制等功能。
目前市面上已有透过标准 TRIAC 调光调整亮度的LED产品。LED 驱动器与控制器的进一步发展,旨在继续降低能耗,减少发热以缩小产品体积,以及PFC(调整 25W 以上的谐波失真)。
恩智浦其他成功的应用领域,包括移动应用的 LED 闪光灯、液晶电视的 LED 背光调光技术,可大幅节省超过 50%能源。
智能汽车钥匙
如今的汽车钥匙具有自动锁死功能,并可通过单向通信进行远程接入。根据最新的开发成果,汽车钥匙已成为结合众多功能与特色的系统。车主可通过钥匙配备的LED,或是显示器以及双向通信功能,只要在操作范围内,就可以于远程检查车辆状态,例如上锁或未上锁。
钥匙的标准化接口采用近距离无线通信(Near-Field Communication; NFC)技术,可实现多种功能。举例来说,汽车位置、油量,或是胎压,都可显示在NFC手机上。如果手机包含 GPS 接收器,甚至可以帮助车主找到汽车。同样的标准化接口,也可增加安全元素(例如恩智浦 SmartMX),利用汽车钥匙进行付款。
汽车钥匙功能的扩展功能不胜枚举,可通过智能整合成熟的 CMOS、高电压、模拟、射频、MEMS、先进封装等现有技术而合实现。
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