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科技部工程司電力工程學門_陳景然副教授:研究電力電子與電源IC 協助發展節能小型化電源
分類:學門采風 | Featured Scholars
發行期別:
發佈日期:2022-07-19
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科技部工程司電力工程學門

110年度吳大猷先生紀念獎得獎人

陳景然副教授:研究電力電子與電源IC 協助發展節能小型化電源

 

圖文資料來源:科技部110年度吳大猷先生紀念獎網站、臺大電機系「電力電子實驗室(PELab)」網站

採訪撰稿:張萬珍

 

國立臺灣大學電機系「電力電子實驗室(PELab)」:陳景然副教授(中排右二)、陳德玉特聘教授(中排右一)

 

陳景然副教授簡歷

學歷

  • 國立臺灣大學電機工程學系博士 (2011)
  • 國立臺灣大學電機工程學系學士 (2006)

 

經歷

  • 國立臺灣大學電機工程學系暨電子工程研究所副教授 (2019/8~迄今)
  • 國立臺灣大學電機工程學系助理教授 (2015/2~2019/7)
  • 立錡科技股份有限公司資深工程師 (2011/12~2015/1)
  • Virginia Tech 電力電子系統中心訪問學者 (2010~2011)

​          -指導教授:Fred C. Lee (李澤元) 美國國家工程學院院士;中研院院士

 

民國91年,在臺大新生盃的足球賽場上,有位腳法很不錯的球員,引起了學長的注意,於是力邀他加入球隊練球。這位新生,是臺大電機系的陳景然。後來,他在大四時擔任足球隊的副隊長。現在,陳景然副教授主持國立臺灣大學電機系「電力電子實驗室(PELab)」,這是世界上除了美國加州大學柏克萊分校(UC Berkerly)之外,少數有能力從推導轉換器高精確度控制模型一路做到電源IC設計的實驗室。

陳景然副教授榮獲科技部110年度吳大猷先生紀念獎,他的研究針對5G、AI與IoT發展對伺服器、電腦、手機等裝置電源的挑戰,提出改進的轉換器控制方法、控制模型與電源IC設計實現,另外也針對使用第三代化合物半導體氮化鎵(GaN)的次世代電源提出驅動IC設計與新型控制。這些研究成果具有學理的創新突破和前瞻性,可縮小電源轉換器體積、提高能源轉換效率、增加電池供電裝置使用時間及加快暫態響應。

 

國立臺灣大學電機系「電力電子實驗室(PELab)」有能力從推導轉換器高精確度控制模型一路做到電源IC設計

 

 

研究所時期,陳景然的指導教授是從美國返臺任教的陳德玉教授,也是臺大電機系「電力電子實驗室(PELab)」的創始人。陳德玉教授在美國時期擁有業界與學界的經驗,也曾創新創業,並擔任產業界顧問。談起指導教授陳德玉,陳景然說:「陳教授的教學是比較美式的作風,比較不是高壓式的,就是你有什麼想法可以跟他討論。而且陳老師很重視是否能把這些研發的成果實用化,所以很多時候會跟公司一起做研究。」

陳德玉教授在美國的時候,常常在暑假回臺灣,給電力電子領域的一些公司上課。陳景然說:「目前臺灣電力電子領域的公司可以說是全世界最強的,前一兩名都是臺灣的。在他們還很小時,陳教授就常常回臺灣講課或是做研究分享,一路把公司慢慢帶上來。」

陳德玉教授在美國維吉尼亞理工學院(Virginia Tech)任教時做了很多前瞻性的研究,也是IEEE Fellow,因此,陳景然在博士生涯的最後一年到Virginia Tech知名的電力電子系統中心(Center for Power Electronics Systems, CPES)擔任訪問學者,此時的指導教授是中研院的李澤元(Fred C. Lee)院士。

CPES聯合了美國5所大學和100多家美國本土和國際性的公司,是美國最著名的國家科學基金工程研究中心之一。陳景然觀察到這裡所做的研究大部分是跟公司合作的整合題目,參與的幾乎都是博士班的學生。他說:「在這裡可以看到一個大的中心運作的方式,以及要怎麼樣把這麼多公司找在一起。」

CPES的專利共享制度,也是一項特色。陳景然說:「這邊學校申請的專利,所有的成員是共享的,所以會吸引很多公司來參加這個像是『聯盟』的組織。也許這些公司彼此之間是競爭的對手,但是他們都會來參加這個『聯盟』。參加之後就可以分享學校研究的成果,定期參加成果報告。」

而李澤元院士常說的「Everything goes back to the fundamentals」,也成為陳景然的研究座右銘。他解釋,這句話的意思是說有些核心的觀念其實是最重要的,也就是不能常常用直覺的方式去想問題。「例如有的問題可能用直覺想不一定是對的,要回到一些基本理論去推導,那這樣的話是比較好的。」他以做磁性元件設計的過程為例,如果用直覺來想,可能會有錯誤的推論,但是如果回到一些基本的電磁學的原理,其實都是可以解釋正確的方向應該要怎麼做。

博士學位期間,陳景然與臺灣最大的電源 IC公司立錡科技合作,曾到公司實習。畢業之後,立錡科技延攬他加入公司,擔任資深工程師。在這三年多裡,陳景然專注在設計應用於CPU核心供電的電源控制器多相降壓轉換器控制晶片,包括:控制器架構發展、行為模型模擬、定義控制器規格、類比晶片設計及模擬、以及與應用工程師合作執行系統驗證。陳景然推崇立錡科技從理論到產品一路都做得很紮實,他說:「我在那邊學到非常多,就是怎麼把一個想法做到最後產品的實現,有很多實務上要處理的事情。」

陳教授實驗室團隊持續與立錡科技各產品線研發單位合作,協助發展高難度CPU電源IC產品,使公司成為亞洲市佔第一及全球少數合格的供應商,研發成果廣泛應用於雲端伺服器、電腦、手機、IoT等電子裝置的電源 IC產品,協助立錡成為電源IC產業的臺灣龍頭、世界第5,年營收達180億元。

PELab總計執行11件產學合作與技術轉移案,計畫總金額超過600 萬元。陳教授說:「我們的目標是希望能協助臺灣的產業界,可以繼續往前走,這是我們做研究的目的,希望能把一些研發成果讓臺灣的公司使用。」

陳教授近5年發表16篇高品質的期刊論文,尤其近2年在全球電力電子領域旗艦期刊IEEE Transactions on Power Electronics發表6篇論文,並且獲得IEEE研討會最佳論文獎。他研究使用GaN的次世代電源,曾接受非凡財經新聞採訪,在產業界也做出顯著貢獻。

陳教授致力於經營臺灣電力電子研究在國際的能見度,擔任IEEE Transactions on Power Electronics副編輯(Associate Editor)及17次IEEE重要國際研討會規劃委員。

 

非凡財經新聞採訪陳景然副教授畫面

 

陳景然副教授於D Webnar 2021新興科技論壇講述GaN於電源設計的最新應用與優勢

 

怎麼樣的學生適合加入臺大電機系的「電力電子實驗室(PELab)」呢?實驗室的招生簡報影片指出,有三個要件:自動自發的習慣、電路學和電子學的知識、以及願意從實作中學習。陳教授則表示,自己和學生的相處方式是盡量把學生當朋友,他說:「我有跟他們說有問題就是直接來問我,我不會一定指導他們要怎麼做,我也常常會問他們的意見,再跟他們討論。學生要有一個proposal,我也會請他們自己要訂規劃和時程,訂了之後跟我討論,就是需要有一些想法會比較好。」

在PELab的簡報中,列舉出實驗室的優勢包括:擁有電源轉換器控制與建模和電源IC設計的特色研究領域、學業和生活間的平衡、國內外產學界的連結、陳德玉教授的顧問、以及有助於未來職涯的畢業學長姐人脈等優點。其中,「學業和生活間的平衡」列在第二順位,讓人想起陳景然副教授在科技部110年度吳大猷先生紀念獎得獎人感言上中寫的:「最後感謝我的朋友、足球隊友、父母與家人,支持我並帶給我歡笑與人生的意義。」對此,陳教授說:「因為我自己有運動的經歷,我會覺得同學生活上能夠有些運動,就是不要都把時間花在工作上面會比較好。」

 

PELab出遊