未来的能源需求如何影响电源管理芯片技术的发展
美国国家半导体先进电源管理技术部总监Ravi Ambatipudi在中美半导体节能技术、产口及应用合作论坛中作了题为《未来的能源需求如何影响电源管理芯片技术的发展》的报告。
Ravi Ambatipudi在报告中指出，中国与美国有很多相似之处。以国民经济来说，中美两国都是生产及消费大国。两国对电力的需求都非常大。2000年及 2001年的两年间，加州爆发电力危机。中国人是聪明的，应该从这次危机汲取教训，不可重蹈美国的覆辙。美国则没有汲取教训，目前又酝酿另一次发电及馈电的危机，有人预测这次危机会在2010年至2015年之间爆发，届时北美洲大部分地区的电力供应都会受到影响。2003年，加州进行了一项有关按时段收费的大规模市场调查，调查结果非常令人鼓舞，许多电力用户都愿意避开高峰时段使用电力，以便节省电费。但若要减低高峰时段的耗电量，电力公司必须采用先进的仪表，纪录不同时段的用电，并为非高峰时段的用电提供折扣优惠以作鼓励。
目前世界环保意识高涨，采用先进节能技术、而且可以感测馈电系统是否有异常的电子产品大受欢迎。出现这个趋势的原因很多，其中包括：化石燃料的售价持续上升、电力需求不断上涨、减少排放温室气体已成为国际社会的共识、欧美各国及日本对发电设施的投资不足。采用先进节能技术的芯片可以提高系统的能源效率，例如，这类芯片在操作时可以发挥最高的效率，处于待机状态时，又可减少系统的功耗，两方面都对减少排放温室气体有很大的贡献。部分电子产品可以利用其感测功能，避开高峰用电时段，以免加重馈电系统在高峰时段的负荷。例如，部分像电热水炉的家电产品设有时延功能，可将正常操作延迟至高峰时段之后。
采用集成电路的优点是电子产品可以因应馈电系统的突然变化而灵活调整其操作。例如，这类可以感测馈电系统是否有异常的半导体产品可以利用其感测功能，确定馈电系统是否快将有超负荷的情况出现。超负荷一旦出现，电冰箱便会修改其控制算式，以便在指定的最高温度范围内操作，以免在高峰时段内开动压缩机。若出现突发事故，例如发电机组紧急关闭，或馈电干线遭雷电击中，家电产品只要因应突发事故，将操作延迟几分钟，便可大幅减轻馈电系统的负荷，有助于提高供电的稳定性。
此外，太阳能发电系统也是另一个很好的例子。只要系统有部分电池板被阴影遮蔽，其整体的发电能力便大受影响。例如，只要其中几块电池板有阴影，便足以令发电量下跌一半，受影响的程度远高于阴影部分所占的比例。采用先进节能技术的电源管理芯片可以充分利用这些新技术，因此即使部分电池板受到阴影、污垢或物料老化的影响，仍能确保其他的电池板能以最大的功率发电。
未来一代的电源管理芯片都有灵活应变的特色，可以因应负载的变化迅速调整其功能。例如，中央处理器若无需以其最高频率操作，可以调低其时钟频率，以减少功耗。此外，时钟频率一旦下调，供电电压也可随著下调，有助于进一步减少功耗。最新的集成电路设计更特别为中央处理器、数字信号处理器、特殊应用集成电路(ASIC)等耗电量较大的内核分别提供独立而又可加以设定的输出电压。内核附近的传感器负责判断内核所需的最低工作电压。无论采用最高功率、低功率、还是待机等模式操作，未来一代的电源管理芯片都可发挥最高的转换效率。以待机模式的功耗为例来说，美国加州的监管机构规定新产品不能超过规定标准，而国际相关组织则有非强制性的产品标签规定，但大致上待机功耗规定必须在0.3W与3W之间，不可超过这个水平。对于可以利用遥控功能唤醒的电视机及电子消费产品来说，待机功耗甚至可以低至0.1W。
目前，我们正面对两大危机：其一是地球日渐暖化，而电力供应是否稳定可靠则是另一危机。为了化解危机，世界各国都努力制订新的监管法例，规定新推出的电子消费产品必须符合环保法例要求。根据国际能源组织(IEA)在2007年所作的预测显示，中国会在2010年之前取代美国，成为耗电量最大的国家。地球暖化问题一直受到广泛的关注，促使电子产品商不断提高供电系统的效率。此外，近年来北美洲的炎夏或寒冬经常出现电力供应中断，因此政府应考虑电子产品是否应该加设特别的感测功能，以确定馈电系统是否已超负荷。系统设计工程师应该有洞瞩先机的长远目光，为这一类产品制订发展路线图，以满足未来的市场需求。
