编者按：2021年，半导体行业依然在挑战中前行。后疫情时代、产能紧张、地缘政治等因素仍深刻地影响着全球半导体产业链及生态。2022年，全球半导体行业如何发展？新的挑战又会从何而来？为了厘清这些问题，《集微网》特推出【2021-2022专题】，围绕热点话题、热门技术和应用、重大事件等多维度梳理，为上下游企业提供参考镜鉴。
本期企业视角来自电源管理芯片知名厂商Power Integrations（以下简称：PI）。
预判风险，顺势而为扩大市场份额
2021年，PI聚焦于三个主要市场领域，在中国取得了业务增长，这三个领域分别为：使用氮化镓的充电器/适配器设计、驱动无刷直流电机以及高效的IGBT驱动器。
目前，新的适配器/充电器设计指定使用氮化镓，旨在缩小体积或者在保持标准尺寸不变的同时提高功率。作为一家解决方案提供商，将氮化镓开关与所有相关的驱动器、控制器和保护电做完情降双方反应泰国路集成在一个封装中，PI已在这个市场占据最大份额，因为设计人员明白他们可以从氮化镓中受益，无需面对复杂的设计挑战。
PI现在提供充电器/适配器电源解决方案，例如InnoSwitch4-CZ高频、零电压开关(ZVS)反激式开关IC，这些产品与该公司的有源钳位解决方案Cl&Zero?和MinE-CAP IC结合使用时，可缩小大电解电容的尺寸，得到极其小巧的USB充电器。针对更大功率、更高效率和更高集成度的氮化镓充电器，PI推出InnoSwitch3?-PD器件，其中集成了USB-C和PD控制器，可将BOM数量降到最低。
在中国，新的家电能效法规正在陆续出台，这正在推动市场向无刷直流电机(BLDC)的转变。PI所推出的BridgeSwitch集成半桥电机驱动器IC，其内部集成了两个性能加强的FREDFET（具有快恢复外延型二极管的场效应晶体管）分别用于半桥电路的上管和下管，且具有无损耗的电流检测功能，可使400W以内的无刷直流电机驱动器应用中的逆变器转换效率达到98.5%以上。该产品系列所提供的优异效率和分布式散热架构可省去散热片，有助于降低系统成本和重量。
在产品供不应求的情况下，PI在大功率模块门极驱动器领域的一项新创新受到广泛欢迎。即插即用型SCALE-iFlex? LT双通道门极驱动器可将多个并联EconoDUAL IGBT模块的性能提高20%，使用户可以从功率逆变器和变换器堆栈中节省每六个模块中的一个。除了节省驱动器和模块的成本外，这还降低了控制复杂性以及与模块、接线、硬件和散热有关的成本。SCALE-iFlex LT门极驱动器专为可再生能源发电和存储领域的多种应用而开发，特别适用于3至5MW范围的海上风力涡轮机。
泰国阿赞纳情降师父PI称，2021年，市场出现爆炸性增长。PI甚至超过了行业平均水平，收入增加了40%以上。凭借技术卓越的产品和强大的供应链，其业务增长通过有机方式和市场份额扩大来实现。
据悉，在过去的一年里，PI预见了可能存在的供应链挑战，并通过增加投资确保客户避免遭遇重大问题。PI通过高集成度方案竭力缩减BOM数量，从而减少客户的无源和分立元件的供应链问题。
而需求的巨大变化给所有IC厂商带来了供货问题，尤其是那些共用晶圆商业代工厂的IC厂商。PI称，我们的大部分晶圆均由长期合作伙伴提供，他们与我们在供应安全性和稳定性方面有着共同目标。我们利用这一强大的供应链，确保以合理的、可预测的交货时间提供IC产品。
关于后摩尔定律时代的发展战略，PI则表示，摩尔定律并不真正适用于电源IC，因为广为人知的CMOS技术进步和器件几何尺寸的缩小所带来的技术优势是非常有限的。正如PI最近的创新成果所证明的那样，推动电源市场发展的是系统级的发明和功率开关技术。
首先，PowiGaN?是PI内部开发的氮化镓技术。PowiGaN开关可取代初级侧的传统硅晶体管，从而降低开关损耗并使设计出的电源比硅基器件更高效、更小巧、更轻便。PowiGaN IC可在整个负载范围内提供高达95%的高效率，并且在密闭适配器内不使用散热片的情况下可提供100W的功率输出。
其次，内部集成PowiGaN?开关的InnoSwitch?4-CZ零电压开关(ZVS)反激式控制器与ClampZero?系列IC配合使用，可提供有源钳位解决方案。这些新IC可用于设计效率高达95%且在不同输入电压条件下保持恒泰国小胖师傅情降定的反激式电源。
加大中国市场投资，专注汽车、充电器和适配器等市场
PI认为，半导体支撑着我们社会正在经历的所有技术进步：电动汽车、人工智能、云、大数据、加密货币、智能家居/楼宇/工厂/城市等，而中国的投资是对这种需求和重要性的大规模增长的回应。PI也在中国进行投资，更多地使用国内的IC封装和电路板制造来满足国内需求和出口需求。
展望2022年，PI将继续专注于以下主要市场：
充电器和适配器：随着智能设备的功能越来越丰富，它们需要更多的能量。我们现在经常看到超过100W的USB-PD应用。当然，用户要求他们的智能设备能在尽可能短的时间内充电。PI的InnoSwitch3系列IC中就包括氮化镓器件，由于氮化镓的效率非常高，无需散热片并能将滤波降至最低，因此不仅能设计出大功率充电器，还能设计出时尚、紧凑的充电器。
家电：无刷直流(BLDC)电机现在在中国更受欢迎，因为它们有助于设备通过严格的能耗法规。BridgeSwitch IC内部集成了两个性能加强的FREDFET（具有快恢复外延型二极管的场效应晶体管）分别用于半桥电路的上管和下管，且具有无损耗的电流检测功能，可使400W以内的无刷直流电机驱动应用中的逆变器转换效率达到98.5%。该产品系列所提供的优异效率和分布式散热架构可省去散热片，有助于降低系统成本和重量。
牵引、轨道交通和新能源：SCALE-iFlex Single门极驱动器非常适合轻轨、可再生能源发电以及其他需要外形紧凑、坚固耐用的驱动器解决方案的高可靠性应用。SCALE-iFlex Single门极驱动器采用PI的SCALE-2? ASIC技术，与传统产品相比，元件数量大幅减少。ASIC还可在正常操作期间提供高级有源钳位(AAC)过电压保护，这比简单的软关断有很大的改进，可在开通期间出现短路时增加额外的保护。
此外，PI还针对大功率应用推出了SCALE-iFlex? LT双通道即插即用型门极驱动器，该器件可将多个并联EconoDUAL模块的性能提高20%，使用户可以从功率逆变器和变换器堆栈中节省每六个模块中的一个。除了节省驱动器和模块的成本外，这还降低了控制复杂性以及与模块、接线、硬件和散热有关的成本。SCALE-iFlex LT专为可再生能源发电和存储领域的多种应用而开发，特别适用于3至5MW范围的海上风力涡轮机。
汽车：PI已发布多款汽车级电源IC，包括能够在30V至900V的宽输入母线范围内工作的基于InnoSwitch3的产品。这些器件适用于连接到基于400V和800V系统的电池和逆变器的子系统的小型偏置和辅助电源。
就行业发展趋势而言，PI认为全行业将沿着过去几年的路线继续向前发展。随着设计人员认识到氮化镓开关要优于硅开关，以及价格逐渐下降后，氮化镓的应用前景将继续扩大。效率将是所有功率水平的核心点。（校对/萨米）
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