對電源設計者來說，要完成一個電源系統設計，傳統上多半是以分立元件(Discrete)組成，但隨著半導體跟封裝技術不斷進步，現在有越來越多元件供應商開始提供整合好的電源模組方案，甚至有專門提供電源模組的品牌業者。這意味著電源設計者有了更多樣化的選擇，但在何種情況下適合使用傳統電源設計架構，何種情況下又該考慮直接導入模組化電源？事實上，這兩種解決方案各有優劣，電源開發者在評估時必須做好各種考量。
改用模組方案？ 四大重點釐清頭緒
亞德諾(ADI) μModule電源產品業務開發總監Afshin Odabaee表示，模組方案的優勢包括擁有預先組裝的完整系統級封裝，供應商在其操作溫度範圍內，通常會對產品進行100%電氣測試，確保模組內的所有元件，包括DC/DC穩壓器IC、電感器、電容器和MOSFET均合乎溫度、衝擊和振動、電源週期以及其他熱、電和機械應力使用。
使用模組方案的客戶在進行PCB布局時是非常容易的，可使PCB布局更改需求降至最低、甚至不需更改，以避免在重新設計上浪費資金，並加快設計週期。以ADI的μModule方案為例，該模組可處理DC/DC電路的所有困難工程問題，例如雜訊、電感，EMI，布局，接地迴路等。最後，使用μModule穩壓器時，類比和電源設計知識所需最少；相較之下，使用分立式方法則需要較深入的專業知識和多年的經驗累積，以避免多次PCB更改。
不過，分立元件還是有模組方案所不具備的優勢，例如其成本較為低廉，此外，電容器和電阻器等元件之間的選擇可以較為靈活，能滿足某些比較特別的規格要求。
因此，當電源開發者在評估究竟該使用分立元件或模組方案時，應該考慮的重點有四：
一、自家團隊是否有時間從頭開始設計電源，並準時完成設計驗證？如果沒有，那麼則使用模組化方案。如果有，則可將模組方案與分立式解決方案進行比較，然後根據尺寸和電氣/熱/機械性能等做出選擇。
二、是否有已知且經過驗證的DC/DC穩壓器解決方案，可以為FPGA，ASIC、GPU等處理器供電？μModule穩壓器用於英特爾(Intel)、賽靈思(Xilinx)、博通(Broadcom)等公司的多樣化參考設計中，如果需要快速且經過驗證的解決方案，則可參考這些參考設計來運用μModule穩壓器。
三、設計專案是否對DC/DC穩壓器解決方案有嚴格的PCB面積和高度限制？如果是，則可優先考慮模組方案，目前μModule產品線已經有非常小巧且超??薄的封裝。開發團隊可以將採用模組的設計與分立式方案進行比較。
四、電源開發或採購團隊是否擔心分立式DC/DC穩壓器電路中使用的元件停產(EOL)問題？如果是，則可使用μModule調節器。ADI會為EOL負責和處理二次採購。
因應大功率設計挑戰 模組方案更實際
除了前述評估考量外，在某些非常強調大功率的電力電子應用領域，使用模組解決方案也遠比使用分立元件來得實際，例如電動車的充電樁設備就是一個典型案例。
英飛凌(Infineon)工業電源控制事業處主任工程師林彥任表示，以充電樁應用來說，因為市場對於快充功能的需求十分殷切，充電樁的輸出功率規格要求提升得非常快，因此相關設備的供應商很難光靠分立元件來完成產品設計。此外，面對大功率需求，多路並聯是必然要採取的設計架構，這也使模組解決方案變得更具吸引力。
因此，英飛凌針對碳化矽(SiC)產品線的產品規畫，將採取分立元件跟模組並行的策略，且會更側重在模組方案上。目前已經量產的SiC功率模組有Easy 1B/2B；採用62mm外觀尺寸規格的SiC功率模組，則已經有工程樣品。
以模組實現異質整合 超前衛電源設計很吸睛
除了動輒數十到上百kW的電動車相關應用，在伺服器產業，由於機器學習(ML)等人工智慧(AI)的需求大爆發，使得高階伺服器飛快朝CPU搭配GPU的異質運算架構演進。如何為GPU等非x86處理器供電，成為一門新的商機。
懷格(Vicor)應用工程師楊有承表示，在伺服器領域，異質運算是未來很重要的發展趨勢，同時也帶動了非x86處理器，例如GPU跟ASIC的電源配套方案需求。而且，相較於英特爾(Intel)的x86處理器，GPU跟ASIC所需要的電源供應方案，客製化需求其實相當高，因為NVIDIA等業者不會像英特爾一樣，針對電源供應制定產業標準。
舉例來說，NVIDIA針對伺服器所推出的GPU板卡，其板載電源就是由ADI跟Vicor兩家供應商的電源模組所構成，且負責對GPU晶片供電的Vicor模組，就直接配置在GPU旁邊。對一般的電壓調節(VR)方案來說，把電源放在距離處理器這麼近的位置，雜訊是最大的挑戰。Vicor因為有獨家的弦波振幅轉換(SAC)技術跟模組設計架構，可以把雜訊抑制在極低的水準，故才能獲得NVIDIA的青睞。
低雜訊這個優勢，也讓Vicor開始探索更前衛的電源設計架構，例如直接把電源配置在處理器/ASIC的封裝基板上，甚至是直接放在封裝基板的背面，主晶片的正下方。電源離負載點越接近，功率損失就越小，去耦電容的容值需求也越低。
