以创新为引擎，安森美推动数据中心能效革新

发布时间：2024-08-08 09:47
作者：AMEYA360
来源：安森美
阅读量：589

　　随着数据中心为了满足人工智能(AI)计算的庞大处理需求而变得越来越耗电，提高能效变得至关重要。与一般的搜索引擎请求相比，搭载AI的引擎需要消耗超过10倍的电力。加快功率半导体的创新以改善能效是实现这些技术大趋势的关键。安森美(onsemi)的PowerTrench® T10系列和EliteSiC 650V MOSFET的强大组合可以显著降低能量转换过程中的功率损耗，将对下一代数据中心的需求产生积极的影响。

　　该方案在更小的封装尺寸下提供了无与伦比的能效和卓越的热性能。通过使用PowerTrench® T10系列和EliteSiC 650V解决方案，数据中心能够减少约1%的电力损耗。如果在全球的数据中心实施这一解决方案，每年可以减少约10太瓦时的能源消耗，相当于每年为近百万户家庭提供全年的用电量 。

　　EliteSiC 650V MOSFET提供了卓越的开关性能和更低的器件电容，可在数据中心和储能系统中实现更高的效率。与上一代产品相比，新一代SiC MOSFET的栅极电荷减半，并且将储存在输出电容(Eoss)和输出电荷(Qoss)中的能量均减少了44%。与超级结 (SJ) MOSFET 相比，它们在关断时没有拖尾电流，在高温下性能优越，能显著降低开关损耗。这使得客户能够在提高工作频率的同时减小系统元件的尺寸，从而全面降低系统成本。

　　PowerTrench® T10 系列专为处理对DC-DC功率转换级至关重要的大电流而设计，以紧凑的封装尺寸提供了更高的功率密度和卓越的热性能。这是通过屏蔽栅极沟槽设计实现的，该设计具有超低栅极电荷和小于 1 毫欧的导通电阻RDS(on)。此外，软恢复体二极管和较低的 Qrr 有效地减少了振铃、过冲和电气噪声，从而确保了在应力下的最佳性能、可靠性和稳健性。该组合解决方案还符合超大规模运营商所需的严格的开放式机架 V3 (ORV3) 基本规范，支持下一代大功率处理器。

　　安森美加速SiC创新

　　安森美提供智能电源和智能感知技术，加速推动汽车功能电子化和汽车安全、可持续电网、工业自动化以及5G和云基础设施等细分领域的变革创新。安森美位列《财富》美国500强，也被纳入纳斯达克100指数和标普500指数。

　　SiC是电动汽车和光伏逆变器等应用的关键技术。安森美是业内少有的端到端SiC制造商，包括 SiC 晶锭批量生长、晶圆制造、外延、器件制造、出色的集成模块和分立封装方案，掌控着从衬底到最终模块的每一个生产步骤，在保持产品质量和性能的同时还能优化成本、简化运营、优化效率并保证供应。

　　为推进全球电气化转型，安森美加速SiC创新，宣布计划在 2030 年前加速推出多款新一代SiC产品。最新推出的EliteSiC M3e MOSFET 能将电气化应用的关断损耗降低多达 50%，该平台采用经过实际验证的平面架构，以独特方式降低了导通损耗和开关损耗。由于能够在更高的开关频率和电压下运行，EliteSiC M3e MOSFET可有效降低电源转换损耗，这对于电动汽车动力系统、直流快速充电桩、太阳能逆变器和储能方案等广泛的汽车和工业应用至关重要。此外，EliteSiC M3e MOSFET 将促进数据中心向更高效、更高功率转变，以满足可持续人工智能引擎指数级增长的能源需求。

　　此外，安森美还提供更广泛的智能电源技术，包括栅极驱动器、DC-DC 转换器、电子保险丝等，并均可与 EliteSiC M3e 平台配合使用。通过这些安森美优化和协同设计的功率开关、驱动器和控制器的端到端一体化技术组合，可实现多项先进特性集成，并降低整体系统成本。

　　安森美因其在智能电源和智能感知技术领域的卓越贡献，已成功入围由elexcon 2024深圳国际电子展和电子发烧友网联合发起的年度领军企业奖。

以创新为引擎，安森美推动数据中心能效革新


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　　在数字化时代，海量数据的产生已经成为常态，从智能手机到物联网设备，数据源已经无处不在。传统的云计算模式虽然强大，但也存在着延迟、带宽和数据隐私等问题。边缘智能利用分布式计算，将AI算法和数据处理推向数据源附近的边缘设备，以实现低延迟、高效率和实时决策，这便是其兴起之由来。　　边缘智能现阶段在多个领域都具有潜在的应用价值，例如工业自动化领域实现智能制造提工厂设备的效率和可维护性、在智能交通领域实现高级驾驶辅助与道路环境监控、医疗保健领域实现远程健康监护等。作为全球半导体行业的佼佼者，安森美(onsemi)也凭借其在图像传感器、低功耗蓝牙MCU以及助听器SoC产品设计的深厚技术积累，助力终端系统实现更智能的决策，为边缘智能的广泛应用铺设基石。　　引领视觉系统革命，图像传感器开启智能视觉时代　　边缘智能终端系统应能够实时地处理和分析数据，以便对环境和用户需求做出迅速响应，以图像传感器为例，随着技术的飞速发展，现代图像传感器被要求赋予更多智能化特性，不仅仅是视觉信息的捕捉者，更是智能分析与决策的前端执行者，便是边缘智能趋势的直观体现。　　尽管边缘智能具有巨大的潜力，但也面临着一系列技术挑战，在智能可穿戴、智能家居乃至不断衍生出的新兴AI等细分应用领域，视觉系统便需要以尽可能低的成本、尺寸、功耗提供更高的分辨、理解和判断能力。安森美的图像传感器技术在全球汽车和工业市场占据领先地位，其核心竞争力在于智能感知能力的深度优化，Hyperlux LP系列传感器功耗超低，支持内置的运动侦测功能，可以只需要在侦测到运动物体时快速唤醒系统工作，进一步优化了系统的功耗，内部采用了堆栈式架构设计，能最大限度地减少产品体积，最小型号小如一粒米。　　以AR0822传感器为典型，其内置了高动态范围融合算法和运动物体捕捉算法，能够在保证图像质量的同时，大大降低系统资源的消耗，支持多种多次曝光合成线性化拟合功能——DLO (Digital Lateral Overflow) 以及SCMAX (Smooth Combination Max) 智能拟合，这种模式降低了多次曝光合成时的亮度临界区域的噪声，实现了120dB的图像数据输出，有效减少了后端处理器的接收数据和处理时间，提升了图像细节的呈现效果。此外，AR0822还具备增强的近红外灵敏度和像素合并(binning)/开窗输出(windowing)等精密的摄像功能。　　更进一步，结合深度学习和神经网络技术的图像传感器设计正引领着智能感知的新浪潮，这些传感器通过集成或紧密配合专用的AI处理单元，能在边缘侧直接执行复杂的目标识别、分类甚至预测任务。为了在更复杂多样的环境中更精准、快速的输出场景信息，安森美的图像传感器未来将会集成更高分辨率，更快速率，嵌入更多的智能算法甚至深度算法、以及非可见光波段的检测等，为边缘智能带来更精美、更细致的图像。　　低功耗蓝牙构建边缘智能设备连接生态　　由于边缘智能硬件的实时性要求极高，蓝牙低功耗(BLE)技术已经成为当前最热门的电子产品连接技术之一，广泛应用于消费电子、工业、汽车、医疗保健、计算机、智能建筑等领域，市场发展空间极为惊人。安森美推出的蓝牙低功耗5.2无线微控制器RSL10和最新RSL15低功耗蓝牙芯片，通过采用先进的半导体工艺和双核架构，确保了实时性要求较高的应用能够在终端层面完成相关计算，避免了数据传输至云端处理产生的时延。这一设计思路不仅优化了系统的整体能效，还确保了数据处理的即时性和系统的自主性。　　低功耗蓝牙MCU方案充分利用了蓝牙标准的特性，如更高的数据传输速率、更远的传输距离和广播数据扩展功能，使得它们成为物联网设备，尤其是那些依赖电池供电智能设备的理想选择，极大地丰富边缘设备的通信能力和应用场景，包括设备资产监控，精准的定位服务在远程医疗场景等，在保持长时间运行的同时，快速响应用户指令或环境变化，执行数据采集、简单分析乃至决策任务，而无需频繁与云端交互，从而大幅降低了功耗，延长了设备的工作周期。　　另一个典型的应用案例便是安森美近期发布的先进的微型AFE CEM102，可高精度测量电化学信息和安培电流，其设计为与RSL15蓝牙5.2认证无线微控制器配合使用，与单独的方案相比，该组合方案精度更高、噪声更小且功耗更低，能简化物料单并提高配置灵活性，最终释放更多开发资源。更重要的是，该方案的灵活性使其不仅适用于基于电化学测量的传感器，还能用于需准确测量小电流的多种传感器，让设计人员能够为传感应用开发出精度更高、功耗更低、外形更紧凑的边缘智能设备，例如可穿戴医疗监护方案进一步改善用户体验，真正将智能决策推向了设备边缘。　　健康关怀升级，助听器SoC设计的智能芯意　　边缘智能的浪潮同样也席卷了医疗市场，尤其是随着人口老龄化，用户对智能化诊疗体验需求的不断提升，个性化医护设备如助听器的设计不再是简单的音频放大组件，而需要变得更为专业及智能，从而进化为集成了高级数字信号处理、人工智能算法与低功耗管理的微型计算平台。通过采用先进的AI算法，助听器最好能够实时分析周围环境声音，智能识别并增强语音信号，同时有效抑制背景噪音，使得佩戴者即便在嘈杂环境下也能享受到清晰、自然的对话体验。这种智能化的处理能力直接在助听器内部完成，无需依赖外部云服务，既保证了数据处理的即时性，又保护了用户的隐私安全，充分彰显了边缘智能在提升用户体验与保护个人隐私方面的双重价值。　　安森美拥有30多年的助听器芯片设计经验，是行业内领先的助听器芯片供应商，打造了一系列先进的专业数字助听器/OTC辅听方案，包括Ezairo 7160、Ezairo 8300/8310、J10/J20低功耗蓝牙无线OTC等平台。针对个性化与智能化的行业需求，安森美的助听器解决方案与时俱进，从早期的130nm到现在的22nm工艺，从双核到6核，确保方案在性能、功耗和延时方面都得到了较大的提升，比如在语音延迟方面，安森美的主流方案可以做到3ms以下。此外由于蓝牙低功耗技术的发展，带蓝牙功能的无线助听器方案日渐流行，比如J10/Ezairo7160就是典型的无线助听器解决方案。　　Ezairo 8300/8310则更适应未来助听器功能需求，Ezairo8300/8310的ADC位数更高，在常规处理基础上，扩展到了6核解决方案，处理能力提升了一倍以上。其中内置了一颗NNA神经网络加速器，可解决AI离线计算的需求，在低功耗状态下能够进行语音唤醒、调整音量、基本参数调整等本地处理，甚至可以根据用户听力曲线和使用情况，结合用户使用助听器的习惯，通过深度学习的算法来实现自动适配功能。另外，传统的环境场景分类功能靠特定算法来实现，如果有了神经网络加速器，环境分类算法就会更灵活，可以实现更加精准的环境场景识别和切换。AI功能的引入，可以提升对不同应用场景的自动切换，并增加了自动侦测语音阵列，可以更好地让使用者接收到有价值的语音而不受环境噪音的干扰。　　未来，随着端侧设备变得更加强大和智能，边缘智能也将在智能家居、自动驾驶和医疗保健等领域持续发挥关键作用扩大应用市场。安森美凭借深厚的技术积累和市场洞察，从硬件到软件，从产品到解决方案全面布局，无论是提升智能感知的精度与效率，还是优化数据处理的即时性与能耗，都在不断突破创新为用户提供更高效、更可靠的智能解决方案，与客户共同推动边缘智能技术的边界，开启一个更加智能互联的世界。
2024-09-14 17:53 阅读量：590
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