由于智能手機,、平板電腦等便攜式設(shè)備的大量應(yīng)用,，電源管理技術(shù)受到越來越多的關(guān)注，同時也帶來了新的挑戰(zhàn),。據(jù)了解,，電源管理IC產(chǎn)品種類眾多，包括LDO,、DC-DC,、Driver和PMU等。近年來隨著手機等設(shè)備對電源管理要求的提升,，一些分立的電源管理芯片,，如LDO、DC-DC等,，都被集成到電源管理單元(PMU)中,。
電源管理IC將多領(lǐng)域爆發(fā)
拓墣產(chǎn)業(yè)研究所研究經(jīng)理李永健指出，2013年大陸IC市場的最大亮點將是高性能低功耗處理器,、無線通信,、電源管理以及高速海量存儲芯片,。據(jù)市調(diào)機構(gòu)IHS iSuppli預(yù)計,，2013年電源管理IC市場將達(dá)322億美元，增幅為7.6%,。未來3年,，市場將保持溫和增長,，2016年營業(yè)收入預(yù)計將達(dá)到387億美元。包括消費電子,、網(wǎng)絡(luò)通信,、移動互聯(lián)領(lǐng)域都是目前最主要的市場，汽車電子,、新能源領(lǐng)域也開始逐漸發(fā)力,。
比亞迪股份有限公司總經(jīng)理助理衛(wèi)勇
在近期環(huán)球資源舉辦的IIC China 2013上，諸多中國本土Fabless就紛紛發(fā)布自己的電源管理IC產(chǎn)品,。隨著面板應(yīng)用的逐漸擴大,，包括立錡、致新等臺系廠商紛紛加大面板市場布局,，大陸的集創(chuàng)北方就推出了針對顯示面板的PMU產(chǎn)品9101A,，可以實現(xiàn)“三屏合一”一體化解決方案。比亞迪則帶來了IGBT,、電流傳感器等產(chǎn)品,。據(jù)介紹，比亞迪的AC-DC產(chǎn)品已在三星,、諾基亞,、華為等手機充電器中廣泛采用，目前每個月的出貨均在1500萬片左右,。比亞迪股份有限公司總經(jīng)理助理衛(wèi)勇表示,，2013年是電動汽車正式發(fā)力的元年，隨著比亞迪今年電動汽車的爆發(fā),，對于相關(guān)電源管理IC營業(yè)額的提升有非常大的推動力,。
鈺泰科技則重點推出了應(yīng)用到智能電表上的輸入降壓芯片ETA2821及2841，該領(lǐng)域目前基本都是MPS,、TI這樣的歐美廠商在做,。甘戈表示，該器件的優(yōu)勢是體積很小,，效率很高,，耐壓可以達(dá)到42V，工作電壓范圍很廣,。42V的耐壓值使得這個系列的產(chǎn)品非常適合用于工業(yè)級別電子方面的應(yīng)用,。除了智能電表，還可以用到LED驅(qū)動,、車載充電等領(lǐng)域,。
第一大趨勢：充電電流提升迅速，2安培產(chǎn)品成主流
根據(jù)筆者從IIC展會上看到的幾款產(chǎn)品,，可以看出目前電源管理芯片正呈現(xiàn)的幾大技術(shù)趨勢,。隨著移動終端的屏幕越來越大,，功能越來越多，意味著對電池的要求越來越高,，電池的續(xù)航能力要更長,，功耗和發(fā)熱要越低越好。
如何實現(xiàn)以上需求,？
過去500毫安的充電電流已經(jīng)不夠用了,，目前手機上的充電電流已經(jīng)出現(xiàn)1安培的，而在平板電腦上已經(jīng)出現(xiàn)了向2安培發(fā)展的趨勢,。鈺泰科技此次推出了一款業(yè)內(nèi)首顆充電電流達(dá)到3安培的開關(guān)型充電芯片ETA6003,。這款產(chǎn)品具有智能動態(tài)路徑管理功能，除了可以讓智能設(shè)備在充電器連接后全負(fù)載工作,，更可以讓設(shè)備在充電器連接時在電池耗盡的情況下正常的運作,。
鈺泰科技總經(jīng)理甘戈表示，由于現(xiàn)在平板電腦,、智能手機充電時間比較長,，而USB近來充電電流比較小，現(xiàn)在電池的電量動輒幾千毫安,。有了這個轉(zhuǎn)換開關(guān)后,，與傳統(tǒng)的線性開關(guān)相比可以節(jié)省至少50%的充電時間，同時也會大大的減少整體的發(fā)熱和功耗,。
“除了路徑管理50mOhm優(yōu)秀的內(nèi)阻可以讓電池延長續(xù)航時間,，高效的開關(guān)型充電在充電過程匯總避免設(shè)備溫度上升，而讓設(shè)備用戶得到良好的體驗,。”甘戈同時表示,，電流輸出越大的話，外圍器件就可以越小,，PCB體積也會越小,。
第二大趨勢：處理器“核戰(zhàn)”促進智能電源管理需求
移動終端多核化也對電源管理提出了新的要求。
在Cortex-A9成為2012年中高端手機芯片標(biāo)配之后,，Cortex-A15架構(gòu)自然成為2013年高端手機的必備品,。受此影響，基于Cortex-A15處理器的電池供電應(yīng)用也開始被大量推出,。
日前德州儀器(TI)基于Cortex-A9及Cortex-A15處理器的電池供電應(yīng)用,，推出業(yè)界首款單芯片前端電源管理單元TPS65090。TI表示,，該產(chǎn)品高度集成了1個4A開關(guān)PowerPath充電器,、3個5A DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器、7個負(fù)載開關(guān),、2個常開LDO以及1個10通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),。與采用分立式IC相比，可將板級空間銳減60%,。據(jù)TI表示,，TPS65090可最大限度提高電源效率，與分立式解決方案相比,，可將電子產(chǎn)品的電池工作時間延長20%,。
隨著移動終端越來越多采用多核處理器，對能耗的要求越來越高,，ETA Solutions也為多內(nèi)核的平臺開發(fā)出智能電源管理芯片ETA1459,，通過智能的調(diào)控，使得系統(tǒng)即可以滿足滿負(fù)荷的應(yīng)用環(huán)境,，同時又可以通過動態(tài)調(diào)節(jié)輸出電壓達(dá)到節(jié)能目的,。
“與以前的DC-DC不同在于，ETA1459可以跟這些內(nèi)核通信,，這樣就可以實現(xiàn)智能化,，比如看電影完了后，電源芯片就會把電源負(fù)載降低,，如果要看電影,、玩游戲就會把電源調(diào)節(jié)上來，從而可以實現(xiàn)智能調(diào)節(jié),。”甘戈表示,。
第三大趨勢:PMU集成與分立器件仍將長期存在
除了充電電流增大、“多核化”帶來的需求外,，集成化是半導(dǎo)體產(chǎn)品發(fā)展的一大趨勢,，電源管理芯片也不例外。其中,，最為明顯的例子就是PMU產(chǎn)品,。一個PMU可能集成了多個LDO和DC-DC等產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)多種電源管理管理,，是集成化趨勢最明顯的例子,。
隨著移動終端主芯片集成度越來越高，設(shè)計人員更傾向于選擇集成多種功能的主芯片組加上MPU,，幫助簡化設(shè)計,。但這并不表示分立器件以后沒有發(fā)展前途了。
“很多客戶為什么選擇PMU,？是因為目前很多功能是單顆器件沒有的,，如果每個分立器件都可以實現(xiàn)這些功能的話，是可以與PMU進行抗衡的,。”甘戈認(rèn)為,，集成化并不能解決全部問題,，一個PMU往往只能針對某類應(yīng)用，甚至某個產(chǎn)品,，從某個角度來說有些類似ASSP（專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品）,，其擴展應(yīng)用性不如分立解決方案，而且分立解決方案可以根據(jù)需求選擇最適合的電源管理芯片,，可以達(dá)到最高的能效,，由于分立和集成各有優(yōu)勢，因此,，集成化和分立的解決方案將會一直長期存在,。
此外，PMU的缺點在于它的成本高,、靈活度差,。對很多客戶來說，一旦用一家PMU后,，就會跟這家客戶綁死,，因為沒有第二家選擇。“其實分立器件并不差,，如果廠商能夠把成本做得更低,，靈活度更高，客戶會更愿意選分立器件,，因為有Second sources,，在議價方面也更有優(yōu)勢。”衛(wèi)勇認(rèn)為,，這么多年來電源管理AC-DC或AC-DC的拓?fù)浼軜?gòu)并沒有發(fā)生本質(zhì)變化,，集成這一塊很多時候是通過工藝、或者DIE SIZE的增加來完成,，這樣的單芯片在成本也不一定有優(yōu)勢,。
第四大趨勢：掌握晶圓制造能力的Fabless占據(jù)優(yōu)勢
從全球電源管理IC的市場的份額來看，歐美公司仍然具有較大技術(shù)和市場優(yōu)勢,，但臺灣地區(qū)和大陸廠商正在奮起直追,。一般來說，歐美公司的強項在于技術(shù),、管理以及經(jīng)驗,，而國內(nèi)公司的強項在于服務(wù)和技術(shù)支持，同時還能保證更低的價格,。當(dāng)一款產(chǎn)品利潤比較高的時候,，可能系統(tǒng)廠商還不太會考慮國內(nèi)供應(yīng)商，但一旦產(chǎn)品技術(shù)成熟、利潤下降后,，系統(tǒng)廠商就需要Cost down,，國內(nèi)供應(yīng)商的機會就來了。所以產(chǎn)品的需求往往發(fā)端于歐美,，象一個浪一樣,，隨后涌到韓日、臺灣,，當(dāng)這個浪涌到大陸時，量確實很大,，但產(chǎn)品周期也快結(jié)束了,。
由于電源管理IC的技術(shù)成熟度越來越高，許多產(chǎn)品的差異化并不是很大,。這就造成了當(dāng)Fabless難以為繼,，擁有生產(chǎn)制造的廠商還可以保留20-30%利潤空間。“一輛電動汽車上的IGBT芯片用量,，相當(dāng)于一片六寸Wafer,。如果我們的電動汽車一個月做到3萬臺，這就相當(dāng)于一個中大型六寸晶圓廠的產(chǎn)能被我們?nèi)砍酝炅恕?rdquo;衛(wèi)勇表示,，比亞迪收購寧波中緯,，就是為了長遠(yuǎn)布局進行的垂直整合。
