中国电子报　 张为佐

　　1979年电力电子学会在我国成立以后，人们开始把用于大功率方向的器件，称之为电力半导体。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、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20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。

　　电源管理半导体应用范围进一步扩大

　　然而这方面的发展并没有到此为止。在4个C的应用中，每种应用都有它各自的特点。例如在电脑中为CPU供电的电源和家电中的电机调速，在应用的细节上有着很大的不同。这些年来，为了占领相关领域，各开发商针对各种具体应用研发了大量电源用集成电路。至今，几乎每一种量产的应用中都有着各自的电源管理集成电路以使电源进入最佳状态。这种用于电源管理的集成电路(或称Power IC)，已在电源管理半导体中，占有了主要的位置。

　　根据iSuppli所作的关于2004年电源管理半导体的预测可以看出：电源管理集成电路部分的销售总额已接近于整个电源管理半导体的一半(47%)，而另外近1/3是含有MOS型结构的分立器件(31%)，整流器及晶闸管加在一起约占1/6(16%)，其中晶闸管约占整个电源管理半导体的4%。

　　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。因此虽然就世界而言，晶闸管的产值所占的比例不大，不仅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。

　　如果把电力半导体和电源管理半导体的理解作一定的联系，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，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。

　　当今世界各种类型的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%。但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。

　　半导体技术促使电源管理蓬勃发展

　　最近一篇短文，有趣地把电源管理半导体描述为半导体界的灰姑娘，这说明电源管理半导体长期来被认为是半导体界的一个不起眼的配角。但近来忽然发现当整个半导体界的发展出现停滞时，电源管理半导体往往能继续保持两位数的增长，成了颇为受人青睐的角色。

　　多年前，曾提到过电力电子是节能的王牌，这些年来证明：节能确实始终是电力电子或电源管理这个行业蓬勃发展的原因。世界当前有两个耗能的主要领域，即电机及照明。两者消耗的能量几乎占全球电能消耗的70%。我国每当酷热的夏天来临，常常引起电能短缺，这说明空调制冷设备已是我们能量最大的消耗源之一。所以大力发展以电源管理主导的变频空调，已成为十分迫切的问题。过去因为变频空调价格较高，使其市场长期徘徊在空调市场的70%-80%的程度。从整个国家来看，就不能以每家每户计算如何省出足够电费来迅速抵消变频和一般空调的差价问题，而应该以一定的政策去鼓励低能消耗产品的发展。例如美国就有由电力部门补偿节电产品的措施。

　　当前不仅是空调，就连冰箱、洗衣机也都在向变频方向变化，这是因为变频电器除了节电外，还有低噪声等优点。在照明方面，现在已到处可买到以20瓦的能量取代75瓦照明的节能灯。而现在又有很多功率IC可使这些节能灯取得更长的寿命和更好的性能，包括调光和保护的功能等等。正