电源管理半导体的新进展
The New Development ofPowerManagement Semiconductor
一电源管理半导体与电力半导体
---1979年电力电子学会在我国成立,此后,人们开始把用于大功率方向的器件称为电力半导体。由于微电子学把相关的器件称为微电子器件,从而也有了电力电子器件之称。电力半导体和电力电子器件两个名词几乎是同义词,功率MOSFET的出现逐步改变了对功率半导体的传统理解。原有的电力电子器件,基本上是一种服务于电力、大电机传动和工业应用的器件。用电力来称谓功率以后,使从事电力电子技术的人,习惯于将这些大功率器件看作功率半导体的主体。但功率MOSFET却使电力电子应用进入了许多中小功率的范围,近二十年来,形成了以通信、电脑、消费电子、汽车(即所谓4个C)为中心的新的电力电子应用领域。为了驱动MOS型器件,高压集成电路(HVIC)也随之出现,这也就是功率集成电路(Power IC)的开始。
---图1是根据iSuppli的关于2004年电源管理半导体的预测所画出的各类半导体器件在产值方面所占的份额。图2是进一步将电源管理集成电路所包含的内容作一个简单的介绍,这也是引自iSuppli的介绍。
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这里我仍想特别强调说明的是：在我国现阶段,各种类型的晶闸管正在为我国的大规模经济建设起着巨大的作用。最鲜明的例子是西电东输,南水北调,大量的机车应用等,其气势之大,说明我国的大功率半导体器件的发展正遇上了最佳时机。而我国的有关研制者,在长期的努力下,也已逐步攀上了世界的技术高峰。虽然就世界而言,晶闸管的产值所占的比例不大,但并不能说明它的重要性已经减弱,而相反,它正在成为我国最近科技发展中的一个值得骄傲的方面。图3把电力半导体和电源管理半导体的理解作了一定的联系,我们可以看到,电力半导体最早的代表是整流元件和可控硅。之后又向特大功率发展并不断在电力等部门扮演着关键角色。而大量的新型电源管理半导体则推动了新兴的4C产业,我这里特别以同步整流作为例子,来说明它们和原来的整流和可控硅行业是一脉相承的。从这个意义上来说,电力半导体和电源管理半导体只是从两个不同的侧面来描写功率半导体的结果。
---本文采用电源管理半导体这个用语,是因为本文侧重于介绍功率半导体近年来在4C等方面的发展。而当今世界各种类型电子杂志,以及各个相关公司的产品介绍,电源管理半导体已经是普遍使用的用语。它突现了一个特点,即大量电源管理IC卷入电源应用,而单纯地把电源管理半导体等同于分立器件的时代已经过去。iSuppli在2003年介绍电源管理半导体时归纳出一个概念：电源管理半导体主要是指用于电源及功率控制中非线性应用的功率半导体,它包括了功率IC(Power IC)及部分分立器件。以 2002年为例,电源管理半导体的市场约占当年整个半导体市场的9%,模拟IC的21%,分立器件的60%。这样一种提法也有一些缺陷,因为实际上这些年,一些专用数字IC也已加入了电源管理半导体的队伍。近来数字控制功率也已提到日程,它可以使控制更为精确和敏感。这些都说明电源管理半导体的范围还在进一步扩大中。
