微控制器技术与应用论坛专刊 节能及低功耗技术大趋势

Renesas Solutions Corp.董事长宗像恒任。

最近有许多的改变，瑞萨科技面临具大改变，日本政府也改朝换代。不管如何改变，我们仍致力提供客户最佳解决方案。

瑞萨科技介绍

瑞萨科技集团是全球领先的MCU供应商，成立于2003年4月1日，2009年3月公司员工为2.5万人，在日本有2家设计和应用公司，全球则拥有8家业务公司。在全球MCU销售金额的市占率为20%，为全球第一，以各大市场来看，美国占有率14%，居第二，日本占44%，亚太地区占11%，均位居第一，EMEA(欧洲、中东和非洲地区)则占11%，位居第四大。

若以应用类别的市占率来看，消费性产品、工业？医疗？其他及无线通讯都位居全球第一，市占率分别为23%、24%和42%，车用电子为世界第二大，市占率19%，电脑（数据处理运算）居全球第三，占12%。

Renesas Solutions是瑞萨科技的子公司，也是瑞萨科技集团中致力于应用工程的领导企业，成立于2001年，主要业务项目为应用工程、软件开发工具、网络开发、技术研讨会等，2009年7月有员工500名。

Renesas Solutions各部门业务进一步说明如下：应用工程分作系统与产品两方面，系统应用工程包括展示组件、参考性设计、turnkey solution、系统开发谘询等；产品应用工程包括起始套件、客户支持及开发谘询、软件开发等。软件开发工具则包括软件开发环境提供(GUI、编辑器、硬件emulator、软件emulator、Flash writer等)。网络服务包括网络开发、客户连络中心、FAQ支持、目录及手册出版。技术研讨会作技术训练或工作坊，并且出版相关书籍。另外还有与协力厂商谈合作的业务合作部门。

瑞萨科技台湾分公司成立于2003年7月，由Hitachi和Mitsubishi合并成立，2009年7月有员工110人。目标市场为电源供应器、电脑、数码影音、手机、光盘机、数码镜头、车用电子等。

电子业的未来挑战

环境保护的声浪日益高涨，在台湾，有许多相关活动兴起，政府部门也推动家电节能措施。像是：购买节能家电，政府补助2,000元、鼓励购置台湾产节能家电，补助总金额逾1.5亿、推行节能运动，台湾变频家电和节能商品热销等等，类似信息时而出现在报章杂志上。

未来电子业面临的挑战，将以功效、小型化、速度、低功耗、安全等五大诉求为核心，周边朝向三方面发展，便利性方面，势必走向多功能、高速、小型及扁平化、低功耗、网络通讯和安全性。人机界面和健康方面走向五感、生物测定学、人体区域网络、运动、健康、医疗、机器人等。环境生态方面走向节能与安全、考量能源管理及控制，并且开发生态相关产品。

绿色生态运动有节能减碳、绿能减碳、减少石油消耗、有害化学物质像铅、卤素等的控制、节省资源(重覆使用及回收)、控制检查物品化学含量、绿色采购等。

节能技术趋势

节能技术有几大主轴，一是智能量表(量测技术和网络通讯、安全技术)，二是太阳能开发(强化转换效能)，三是白色家电的节能(主要关键在马达的转换控制)，四是照明的节能(从白炽灯泡到日光灯到LED照明)，五是影音家电的节能(减少待机状态的能量消耗)，六是移动设备的节能(移动设备的电池管理技术)，七是无线通讯，八是车用电子的节能，九是最重要的，即是，更低耗电的半导体装置。

ZigBee和电力线互相连结，可以达到更弹性的家庭网络，如此让有线和无线网络交错运用更有效率，便节省了家庭环境能源的消耗；并且结合电力线也结合了电表，厂商可以进一步提供分作量测功能、智能耗电功能和通讯功能的智能量表。

太阳能系统的能量调节以MCU为控制核心，由DC-DC、DC-AC组成。瑞萨对应的产品，数码控制单元为SH7137、SH7216等，LCD显示、通讯传感则对应R8C/Lx。

随着发光效率、亮度和光线品质的改善，LED照明市场不断扩大，以日本市场估计，LED应用正由2007年小和中尺寸LCD背光及车灯，且室内多半用于商店、室外多半用于景观，进展到2010年市场扩及路灯，室内则以商业设备，室外以人行道、公园和广场等为大市场。估计2015年大尺寸LCD背光需求会大幅增加，室内包括办公室、家用、植物，室外包括道路、隧道、运动场都将逐步换成LED照明。到了2020年，应用市场更将扩及到更一般的广大市场。

待机消耗的电量占家电相当可观的比例，日本估计全部家用耗电量为4,209kWh/年，真正使用掉的为92.7%，待机消耗掉的为308kWh/年，占7.3%。因此影音家电的设计，应该将待机模式的耗电尽量降低；可以使用次MCU作装置之间的沟通来降低待机耗电。

低耗电MCU技术趋势

低耗电MCU技术包括先进晶圆制程技术(可以降低电子的附生成分、材料、低电压)，以3D芯片为最终极制程，也包括高密度cell设计(降低电子附生成分)、多核心CPU方案、低耗电控制回路技术和先进组装技术(小型封装、Si)。瑞萨的制程在2008年RC05LP进入45纳米、1.1V，估计2010年RC06进入28纳米、1.0V，2011~2012年RC07进入22纳米、0.9V。

低耗电控制回路技术，在供电控制方面，在不活跃的情况下可以分回路模式停止部分供电、依据不同的需求速度而改变供应电压、随装置变化及温度而供应适当的电压、一般时刻都是供应低电压和低电流，然而在极大负荷之下能自动转为高电压和高电流。另外时钟供应也加以控制，在不活跃的状态下依各回路模式停止时钟、或依不同模式导入频率控制技术。另外还有CPU bypass信息转换技术，包括DMA和DTC等。