電源轉(zhuǎn)換效率提升，電源更小更緊湊，通過協(xié)議負載實現(xiàn)對電壓電流的控制……這一系列的需求是IC市場上的創(chuàng)新驅(qū)動。Power Integrations(PI)公司市場副總裁Doug Bailey舉例稱，PI基于新型FLUXLINK技術(shù)的次級側(cè)反饋器件由于高度集成，在一眾競爭產(chǎn)品中脫穎而出的同時，仍然保持了較高的性價比。

“這是一個極佳的例證。”他說，那些看重品質(zhì)控制、具備追蹤系統(tǒng)及善于分析RMA的OEM廠商們都知道：電源失效往往是客戶退貨的首要原因，所以他們會花費更多的時間尋找更高質(zhì)量的電源元件，不管是來自國內(nèi)還是海外。而Power Integrations之所以能夠成為高端品牌的代表，是因為“我們既關(guān)注性能，同時也關(guān)注產(chǎn)品的可靠性。”

眾所周知，除了摩爾定律以外，半導體行業(yè)還有一條定律，就是—“集成必勝”—在一顆IC上將功能組合在一起產(chǎn)生的技術(shù)機會，比這些元件全部加在一起帶來的機會更多。為此，Power Integrations在一個單一封裝內(nèi)集成了包括初級、次級和反饋鏈路器件，去掉了大量的分立及無源元件。如今市場面臨MOSFET、MLCC及其他元件短缺的問題，但是如果使用這樣的產(chǎn)品，則無需尋找價格極易波動的元件，從而可以極大地節(jié)省支出。另外，由于PI在中國已擁有并正擴大器件封裝生產(chǎn)線，因此能夠充分滿足中國市場的銷售需求，并從中獲益。

PI的產(chǎn)品主要面向與主電源相關(guān)的應用。Doug Bailey表示，他們發(fā)現(xiàn)了手機充電器這一方向的良好增長，尤其是采用快充協(xié)議或USB-PD的手機充電器。同時，也看到了在HBA應用中的增長，提升了市場對了PI“無需零線”智能開關(guān)電源和低待機功率的智能LYTSwitch-6產(chǎn)品的需求。它們往往要求效率提升(尤其是在輕載條件下)以及更偏向體積緊湊，這些需求也正在驅(qū)動市場進步。

“散熱片作為一個器件，它唯一的功能是將能量轉(zhuǎn)換到環(huán)境中去。但我們認為使用散熱片是一個‘設計缺陷’，因為這意味著開發(fā)人員已經(jīng)設計了一個要浪費珍稀自然資源的電源。”在Doug Bailey看來，設計者有責任確保進入電源內(nèi)的電能也能通過轉(zhuǎn)換的形式再次出來，而不是作為熱量被耗散掉。因此，提升效率并去掉散熱片不但是發(fā)展趨勢，也是驅(qū)動PI關(guān)注高效產(chǎn)品設計的根本原因。

ADI和凌力爾特(Linear Technology)的合并可以說是半導體領(lǐng)域年度史上的一起重磅并購，ADI中國區(qū)總裁Jerry Fan曾表示，希望ADI通過這起并購從“行業(yè)領(lǐng)先”做到“一騎絕塵”，成為一家全球領(lǐng)先的高性能模擬行業(yè)領(lǐng)導者。

得益于高度互補的市場和技術(shù)實力，整合后的ADI一方面在大客戶中加強了Linear產(chǎn)品新的擴充，另一方面，在Linear中小客戶廣泛的基礎群中融入了ADI的產(chǎn)品和解決方案，并起用了全新的子品牌—Power By Linear。數(shù)據(jù)顯示，ADI在收購Linear后，僅在工業(yè)市場相關(guān)產(chǎn)品的營收就高達28億美元。

“三個維度”護航工業(yè)4.0

IHS Markit研究顯示，2017年全球工業(yè)半導體產(chǎn)值為491億美元，年增率11.8%。該機構(gòu)預估，至2022年，工業(yè)半導體市場仍將持續(xù)增長，年復合成長率(CAGR)達7.1%，而ADI公司電源業(yè)務營收的40%+恰好來自于工業(yè)領(lǐng)域。

ADI電源產(chǎn)品中國區(qū)市場總監(jiān)梁再信表示，工業(yè)4.0真正的本質(zhì)和基礎，是如何提供實時控制、軟件可配制的I/O，以及所有這些設備的可靠性、安全性和健康運行。隨著未來工業(yè)4.0設備和裝置的智能化程度越來越高，靈活性、效率、通信、安全性和可靠性正成為非常關(guān)鍵的性能指標，因此ADI著重在高功效、小體積、低電磁干擾(EMI)這三個維度上提供強大支持和創(chuàng)新產(chǎn)品。

怎樣減少系統(tǒng)的噪聲和干擾，EMI是關(guān)鍵，而大部分的EMI問題源于電源干擾。梁再信列舉了采用Silent Switcher技術(shù)的最新一代LT8614芯片。它不僅通過兩個反向的電流環(huán)路優(yōu)化磁場閉合路徑，同時通過系統(tǒng)環(huán)路優(yōu)化將上升沿的振鈴控制得非常小，再加上其高度優(yōu)化的封裝工藝，其EMI相當?shù)?。除此之外，它還極大降低了紋波，解決了噪聲問題，將系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性都能做得極為出色。

“在機器人、工業(yè)控制、汽車領(lǐng)域，大部分客戶對Silent Switcher技術(shù)都非常感興趣。因為在過去，他們光是要解決EMI的認證問題就需要半年以上的時間，Silent Switcher技術(shù)的出現(xiàn)，極大加速了客戶的產(chǎn)品上市時間。”梁再信說。目前，ADI Silent Switcher2 產(chǎn)品效率可達93%，滿足CISPR25 Class 5 EMI的指標，以該系列產(chǎn)品中的LT8609為例，即使僅僅使用簡單的2層板，也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)很低的EMI表現(xiàn)。

要想做出高集成度的電源產(chǎn)品，電路板小尺寸、薄型化等是關(guān)鍵方向。“做好電源模塊，讓產(chǎn)品設計工程師專注于做系統(tǒng)級設計，而不用花時間去調(diào)一個復雜的電源系統(tǒng)。”梁再信表示這是電源模塊的關(guān)鍵點。他給出了某個系統(tǒng)IO和內(nèi)核供電系統(tǒng)的示例，成功節(jié)省了30到100個的元器件數(shù)量，而且整個系統(tǒng)的可靠性也會得到提升。

比如 ADI µModule(微型模塊)穩(wěn)壓器LTM4622，該產(chǎn)品采用纖巧的超薄型6.25 x 6.25 x 1.82mm LGA和6.25 x 6.25 x 2.42mm BGA封裝，封裝中內(nèi)置了開關(guān)控制器、功率FET、電感器和支持組件，其高開關(guān)頻率和電流模式控制的運用可實現(xiàn)針對電壓和負載變化的非?？焖偎矐B(tài)響應，而并不犧牲穩(wěn)定性。此外，四路4A電源模塊整列LTM4644，輸出可通過并聯(lián)形成一個陣列以提供高達16A的電流能力，該電源模塊的高效率設計使每個通道能夠提供4A連續(xù)(5A峰值)輸出電流，僅需大容量的輸入和輸出電容器。

駕馭安全汽車未來

無論對于電源管理、動力總成還是信息娛樂系統(tǒng)、車燈照明等等，在汽車電源產(chǎn)品領(lǐng)域的變遷過程中，“安全”始終是一個關(guān)鍵詞，而在ADI提供的創(chuàng)新解決方案中，這一點可能反映為超低噪聲(電磁干擾)、電池主動均衡和能量優(yōu)化(安全駕駛更長距離)、高低壓雙向轉(zhuǎn)換、新的浪涌和高壓保護機制等等創(chuàng)新技術(shù)特性。

例如，針對汽車系統(tǒng)中越來越多的48V和12V電壓共存問題，如何把一個48V電池組和12V電池組連接起來，實現(xiàn)雙向供電，并對48V和12V系統(tǒng)進行管理，從而確保整個汽車系統(tǒng)的安全運行，就是LTC3871的設計思路。

梁再信解釋說，48V系統(tǒng)的出現(xiàn)，是為了優(yōu)化電纜和車身布線，但目前很多系統(tǒng)裝備依然在短期內(nèi)沒法向48V系統(tǒng)遷移。因此相當一段時間內(nèi)，會出現(xiàn)48V和12V系統(tǒng)共存的局面。而LTC3871能夠提供非常好的穩(wěn)定性和雙向電壓轉(zhuǎn)換功能，已經(jīng)成為新一代48V車載系統(tǒng)的標準配置。

從汽車系統(tǒng)的安全性和可靠性來講，汽車還會因為電瓶和越來越復雜的系統(tǒng)而在啟動時或受到意外干擾時會出現(xiàn)瞬間高壓情況，而這很可能導致組件的壞損。傳統(tǒng)的解決方案是增加PVS管，但存在體積偏大等缺點。而ADI的做法是采用Surge Stopper，通過反饋和MOSFET控制把瞬間脈沖的干擾電源尖峰部分全部消掉，確保輸出電壓在設定的標準范圍之內(nèi)，車身系統(tǒng)會更加安全。再結(jié)合可控的電源工藝，車身系統(tǒng)就不會因為意外的干擾造成組件損壞。

直面5G通信的電源設計挑戰(zhàn)

5G通信系統(tǒng)不但需要非常高的功率密度，芯片功耗和如何提高轉(zhuǎn)換效率也是亟待解決的問題。在梁再信看來，傳統(tǒng)的DC/DC電源，由于MOSFET開關(guān)損耗和電感轉(zhuǎn)換損耗的存在，效率無法在當前構(gòu)架下取得突破性進展，ADI為此轉(zhuǎn)換了設計思路，研發(fā)了沒有電感的轉(zhuǎn)換器LTC7820，從而一舉將效率提升到99%以上。在此基礎上，ADI又開發(fā)了綜合了無電感高效變換器和高性能降壓電路優(yōu)點的混合型開關(guān)電源，可確保在輸出電壓隨意調(diào)整的同時，依然將效率保持在97%以上。

ADI在通信應用的電源技術(shù)創(chuàng)新和調(diào)整方面還做了很多其它的改進：比如結(jié)合理想二極管的優(yōu)點支持熱插拔，能夠讓通信系統(tǒng)獲得比以前更好的穩(wěn)定性；通過帶數(shù)字接口的電源管理系統(tǒng)可以記錄每一路的電源狀態(tài)、電壓、電流、溫度等，甚至可以控制輸出的電壓。尤其當系統(tǒng)不穩(wěn)定時，可以通過帶數(shù)字接口的電源管理系統(tǒng)(PSM)得知電路故障所在。因此，PSM的測量和輸出的調(diào)整功能在通信領(lǐng)域越來越受到重用。

除了PSM，由于可以通過網(wǎng)線傳輸數(shù)據(jù)和電源，POE(Power over Ethernet)在通信領(lǐng)域的應用也受到了廣泛的重視。隨著5G基站容量越大，需要的功率也就越大，只有25.5瓦的國際標準顯然越來越難以應對。為此，ADI率先推出了150瓦POE解決方案，成為通信領(lǐng)域強有力的技術(shù)平臺。

助力發(fā)展高效、清潔、可靠的能源系統(tǒng) 

能源是關(guān)系國計民生的重要話題。無論對于智能電網(wǎng)、可再生能源生成和存儲、企業(yè)能源管理、電動汽車充電樁基礎設施等，能否提供良好的配套電源技術(shù)方案，成為衡量一家企業(yè)技術(shù)實力的標準之一。

在電力供應中，為了保證系統(tǒng)不斷電，ADI提出用超級電容做備份電源，并為它提供完備的能量存儲和管理方案。比如LTC3350，它可對四個法拉電容做監(jiān)控，不僅能夠?qū)﹄娙葑銎胶夂统?放電管理，同時還補充電容的內(nèi)阻，以及自動對所有電容做能量均衡，功能十分強大。針對國家電網(wǎng)傳輸塔上的FCI監(jiān)控裝置，ADI的做法是通過互感器或太陽能供電，再通過高性能MPPT最大功率點跟蹤及充電管理器件的應用，使得電池可以在同樣光照情況下獲得最大的太陽能能量。

此外，ADI還在其它IoT方向也實現(xiàn)了很多重大突破。比如將振動、溫差、光、磁場等變成需要的能量采集產(chǎn)品LTC3108/LTC3588；通過光學和運動檢測、阻抗、生物電位和信號調(diào)理技術(shù)提高可穿戴生命體征監(jiān)護(VSM)水平；通過精確的地理位置檢測、智能數(shù)據(jù)采集和傳感器融合技術(shù)實現(xiàn)實時自主決策、更高的資源效率、更簡便的互聯(lián)農(nóng)場生態(tài)系統(tǒng)連接的智慧農(nóng)場等。