功率電子產業正經歷革命性的變革。在20年前，幾乎所有系統都是採用分立元件來實現。今天，許多電源和電機控制系統都採用了整合模組的方案，以滿足日益增加，對系統成本、體積和功耗降低的需求。在今後20年內，涵蓋寬泛功率範圍的大多數應用也將採用這種整合方式來實現。

整合的演變

功率電子市場一直被認為是相當穩定的，但卻存在能大幅改變這個行業的趨勢和發展的機會，不過與電信等領域相比變革當然緩慢得多。其中一個主要的趨勢是向整合化演變。

功率電子系統幾乎在所有終端的應用都存在，例如電源、電壓轉換器及電機驅動電路。功率電子在系統中起著關鍵的作用。舉例說，電源有時被視為「保障要素」，因為它必須能夠在所有操作點工作，並且不容有散失，兼具對成本、空間的需求，以及降低系統功耗的需求。

不久以前，大約20年前，這些功率電子系統使用多個分立元件來實現，因為早期的半導體技術還不能真正地實現整合化。但是，在繼續使用這種傳統分立方式的同時，封裝和互連技術方面出現了大幅的進步，有助於提高可靠性及降低故障率。這個改進對於演變過程至關重要，是元件整合所必需的。

現今有許多整合功率電子的例子，大多都採用多晶片模組的形式。這些模組是消費產品領域中大批量應用的理想選擇，當中一般會採用「經典的」移模封裝以配合應用的成本結構。在大功率領域中，帶矽樹脂塗層的半殼封裝更普遍地獲得採用，因為它們更能適應小批量的終端應用。

儘管整合和封裝方面發生了變化，功率電子系統市場的主要性能標準並沒有隨時間而出現大幅變化。市場的主要推動力是降低成本（在滿足性能的情況下）、空間需求和功耗以提高系統的效率和可靠性，當中各項因素的優先性視具體的應用而定。例如，工業應用的主要考慮因素是可靠性，而消費應用如洗衣機或手機充電器等則以成本為重。

《圖一　2kVA電機的高度整合電機驅動方案（快捷半導體提供）》

擁有成本

功率電子市場的一個重要考慮，是所使用的技術與應用過程中系統成本（亦稱作總體擁有成本）之間的關聯性。這個因素正變得越來越重要，因為終端用戶會計算系統的操作成本以決定購買哪種系統。這種考慮不僅推動了工業領域的發展，因為有關的計算正是傳統上決定投資回報的一部分，更多私人性質的終端用戶也在考慮擁有成本的問題。舉例說，消費者雜誌會測試系統及發表資料，以協助終端用戶瞭解新型洗衣機使用的實際成本。

透過{0>By understanding the cost advantages of using higher-integration components, manufacturers are being influenced by the following factors that ultimately affect cost:<}0{>瞭解使用高度整合元件的成本優勢，製造商將受到下列最終影響成本的因素所影響：

用於電機驅動應用的整合模組

設計人員明白只有在使用更加複雜的電子線路時，才能實現無刷直流電機的優點（不考慮其他優點的情況下），只有採用電子電機控制才可以不用考慮具體的電機型號。當然，具有低成本、小空間和低功耗的電路當然更具吸引力。

如(圖一)是緊湊及成本最佳化的電機驅動應用例子，當中顯示了真空吸塵器應用所需BLDC電機的電機驅動電路，並具2kVA的輸出功率。在本應用中使用分立功率電子元件的成本和性能組合將出現非常低的效益。相反的，高度整合的模組可實現非常合乎成本的功率設計，能有效地節省空間。

從(表一)可見到使用多個元件的成本。從左到右是從製造商到最終用戶的價值鏈 。越往右看，模組的使用對系統性能和成本的影響將越大。所有這些因素很難使用貨幣來量化，因而從表一可見到不同成本元件的影響概覽。

很多人會說雖然使用多晶片模組的優點很明顯，但傳統的分立式解決方案有時候已經非常好，而且這種方式也有其他優點，如提供第二個供貨來源。這些考慮無可厚非。加上很可能會有不需要高性能並具有足夠空間來實現分立式方案的應用存在。

未來趨勢

除整合外，還存在另一個影響功率電子業的重大趨勢；即目前正在進行大批量電子應用的生產（及越來越多的設計）向著亞洲特別是中國的轉移。在大多數情況下，轉移的原因主要是因為成本。這不難得出結論，當僅僅考慮成本時，西方國家正處於一個不利的位置。為了在國際市場上爭取競爭力，西方國家必須將力量集中於那些提供更高價值的應用方面，並與當地的地域性和文化要求相吻合，這是非常重要的。

今天的功率電子製造商需要提供綜合的創新性，即本文所討論的整合部署與別出心裁的通信策略相結合，將真正的增加價值傳遞給最終用戶。歐洲和美洲市場充滿了新念頭和充滿創意的想法，能夠轉化成高附加價值的產品，因此不應只把目標放在低階批量市場的競爭上。事實上，許多中小型企業已經提供目標價值而成為出色的範例。然而，不幸的是這些理念並沒有在西方國家討論競爭力的時候加以考慮。

功率電子元件能為許多應用提供附加價值，並將繼續作出更大貢獻。對市場乃至於最終用戶的主要優勢在於功率電子的整合方面，這是影響應用所有重要成功因素的革命性變革。

---作者為Fairchild快捷半導體市場總監---