在人工智慧、汽車電子化以及物聯網等眾多應用的驅動下，全球能源用量大幅增加，如何管控相關成本及對環境所造成的影響將成為一大挑戰。因應此發展趨勢，半導體業者亦致力於開發新興材料與技術，希望能藉此提升能源效率與功率密度。
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| 德州儀器(TI)工業系統解決方案應用經理孔令梅表示，近幾年在物聯網與鋰電池方面的應用是驅動能源市場需求的重要因素。 |
儘管近幾年供電系統的功率密度雖有改善，但德州儀器(TI)指出，能源效率的成長幅度仍不如摩爾定律快速，隨著物聯網、人工智慧等應用發展，資料中心運算與儲存量不斷增加，對於能源需求也不斷提升。該公司預估，至2020年，全球資料中心的年耗電量將突破730億度，而隨著資料中心存放的資料越多，冷卻所需的能源也會提升，對電網造成的負擔也會持續提升。
TI工業系統解決方案應用經理孔令梅表示，近幾年在物聯網與鋰電池方面的應用是驅動能源市場需求的重要因素，而隨著物聯網布建範圍越來越廣泛，裝置對於功耗及體積的要求亦越來越嚴格，因此業界除了從晶片設計與封裝技術著手，亦積極投入氮化鎵(GaN)與碳化矽(SiC)等第三代半導體材料開發，在提升供電電壓與效能的同時，縮小電源的尺寸。
孔令梅進一步說明，GaN與SiC等寬能隙(Wide Band-gap)材料功率半導體的導通阻抗與開關特性較傳統金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)好，可大幅提升功率轉換效能。不過，由於目前GaN與SiC的出貨量少，所以價格也相對較高，因此應用仍十分有限，也是相關技術無法大規模普及的主因。
因應市場發展趨勢，TI也持續投入高功率密度解決方案開發，如日前該公司推出的UCC28780主動鉗位反馳式控制器可同時支援GaN和矽(Si)場效電晶體(FET)，其採用基於輸入和輸出條件改變操作的多模式控制。TI指出，將之與同步整流器搭配後，可以在1MHz的頻率下實現高效運行，並將裝置尺寸縮小50%、功率密度提高一倍。
此外，聯網應用的發展也促使雲端儲存需求在過去幾年中不斷攀升，企業與消費者比以往上傳儲存更多的資訊在雲端。然而，從拍攝影像、上傳至雲端儲存到再次取用，每項資料轉換都需要能源。因此，除了提高功率密度外，孔令梅表示，電源管理解決方案也必須達到主動模式的高效能、休眠模式低功耗以及更快的甦醒速度，使裝置以最低的功耗來完成相關作業。