德商Dialog是一家無晶圓廠(Fabless)的混合訊號半導(dǎo)體IC設(shè)計公司，在德國法蘭克福上市,，市值36億美元,，2014年營收達(dá)11.56億美元,；提供高整合電源管理晶片(PMIC)，AC/DC變壓晶片,、超低功耗音效晶片,、低功耗藍(lán)牙晶片,、多點觸控IC與LED驅(qū)動等。
聚焦大中華地區(qū)電源管理市場
Dialog市場行銷總監(jiān)Mark Jacob指出,，Dialog策略性的聚焦于臺灣與大陸等大中華消費性電子市場,，合作對象除了與OEM廠有直接銷售通道外，與聯(lián)發(fā)科(MediaTek)的PMIC平臺,，以及入股建興(Lite-On)的合作夥伴——專注感測器的敦宏科技(Dyna-Image),；最近合作的案例則有聯(lián)想(lenovo)的VIBEx2、魅族(Meizu) MX4,、HTC One M9等智慧手機(jī),，與Xiaomi小米手環(huán)等。
Dialog市場行銷總監(jiān)Mark Jacob
Mark Jacob指出,，從各種待機(jī)不到1毫瓦(1mW),、一星期才充電一次的穿戴裝置，到多核心設(shè)計,、全天候運算且尖峰負(fù)載超越100W的伺服器／桌機(jī)／筆電,，均需要高轉(zhuǎn)換效率、低功耗的電源管理技術(shù),。
市場驅(qū)動低功耗節(jié)能技術(shù)與解決方案
近代CPU供電電路設(shè)計上,，除了會有一組標(biāo)準(zhǔn)PMIC(電源管理晶片)外，還會針對CPU睡眠模式與周邊節(jié)能另外會多采用一組Sub PMIC,，用來整合電源監(jiān)控,、變壓控制與監(jiān)控功能，提供CPU像是恒開機(jī)／連網(wǎng)(always on/connected)工作模式,。以Dialog開發(fā)的Merit System PMIC，具備每平方厘米1W與每立方厘米1A的能量密度,。
他列出一張12寸Retina MacBook筆電的拆解照片,，其中PCB僅不到下蓋面積的1/10，而這樣小巧的PCB板中,，光電源控制晶片就占40%,；新型態(tài)消費性產(chǎn)品如穿戴式裝置、混合產(chǎn)品,，感測器,、攝影機(jī)、GPS,、音效晶片,，增加像是恒開機(jī)感測(Always-on sensing)等使用型態(tài)，新的USB-C,、無線充電等充電標(biāo)準(zhǔn),，以及不同的電池并／串聯(lián)設(shè)計,，由以上的應(yīng)用情境與更多的設(shè)計排列組合，由此看出PMIC整合多元化零組件與周邊,，又要兼顧低耗設(shè)計要求下,，扮演著越來越吃重的角色。
通常電池串的配置會依行動裝置的功耗與外觀尺寸而有所不同,，像穿戴裝置,、游戲機(jī)、智慧手機(jī)使用單一電池,，而平板,、平板手機(jī)則用到1~2個電池串，掀蓋設(shè)計(Clamshell)平板,、Ultrabook則使用2~3個電池串,，高效能筆電則不排除用到4個電池串。不過從左下穿戴式裝置到右上高效能筆電的每個市場位階產(chǎn)品,，都面臨輕薄短小,、螢?zāi)怀叽缫兇蟆⒐╇姇r間要長的極端要求,。
Mark Jacob列舉市場上采用2個電池串連(2S)或并聯(lián)(2P)設(shè)計變形平板,，如戴爾(Dell) Venue 11 Pro 7140(電池為7.4V/5Ah/37Wh)，鍵盤底座還另有內(nèi)置電池的設(shè)計,。假設(shè)一組PMIC提供SoC內(nèi)的CPU,、GPU，一組System PMIC提供DDR記憶體,、USB,、PCIe/Camera、Ios,、LV Logic各自連接System PMIC的D/C變壓,，全部需要14.4A，若設(shè)計成單電池串,，電池要用14.4A,，若采雙電池串連設(shè)計，電池要用7.2A,，同時電池串還要加10V前置穩(wěn)壓元件(Pre-regulation)以確保對后端PMIC,、System PMIC的穩(wěn)定供電。
電池充電電流越大,，經(jīng)過數(shù)百次充,、放電周期后，會出現(xiàn)可儲電容量越下滑現(xiàn)象。他列舉一個分別以2A,、10A,、15A、20A充電電流測試圖表,，電池經(jīng)過500次充電周期后,，20A可儲存容量下滑到原本容量的70%，2A則可維持95%,。
單電池串與雙電池串充／供電設(shè)計各有其缺點,，前者接5V變壓元件后，輸入端會有壓降現(xiàn)象,，同時需搭配高充電電壓的電池,，使得長期充放電后電池壽命縮減較快；后者需使用10V高伏特變壓元件,，轉(zhuǎn)換效率較低且增加成本,。
Mark Jacob提出針對雙電池串的充／供電線路的改良設(shè)計，將10V前置穩(wěn)壓元件后面,，再串一個轉(zhuǎn)換效率達(dá)86%的5V變壓元件,，此時電池充電電流從原本2.45A降為2.25A，整體轉(zhuǎn)換效率從77%提高到84%,，同時能耗減少1.5W,。
針對手機(jī)／平板的低功耗、高效能PMIC
Mark Jacob介紹于6月COMPUTEX 2015正式發(fā)表的DA9312電源管理晶片,。采72pin WLCSP封裝,，僅6.3 mm x 2.8mm，提供最大90W負(fù)載,，裝置尖峰能量密度達(dá)5W/mm2,；針對雙鋰電池串充電電路所設(shè)計，內(nèi)建1.5MHz交換式壓降式穩(wěn)壓元件(Bulk Converter),，實測從2mA,、10mA、20mA,、0.1A、1A,、2A,、5A、10A各種工作電流的轉(zhuǎn)換效率,，分別是89%,、96.3%、97.1%、97.9%,、98.4%,、98.3%、97.1%,、94.3%,，整體平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)98.5%，且前端無須外加FET或DrMOS元件,，用4顆0603電容搭配,，省去大顆附加電感的空間；可程式化的GP I/O控制介面,，可處于超級監(jiān)控模式,、自主模式或從控(slave)模式運作。
Mark Jacob列舉一個行動運算裝置,，原始充／供電設(shè)計以及改采DA9312電源晶片的BOM表比較,。原先使用分離式TI電源元件，需3顆IC,、15顆電容,、3組線圈(Coils)、18顆被動元件,、全部元件數(shù)39個并占PCB面積240mm2,；改采DA9312設(shè)計后，降為僅1顆IC,、9顆電容,、10顆被動元件、總元件數(shù)22個,，總PCB面積降為115mm2,。
跟VICOR HD Brick大功率直流變壓元件相比，其元件尺寸57 mm x 46mm x 16 mm,，在4.1平方英寸PCB可設(shè)計出525W直流電輸出回路,，能量密度每平方英寸達(dá)128W；DA9312可在0.18平方英寸PCB空間,，輸出90W直流電輸出,，折合能量密度達(dá)每平方英寸504W。
Mark Jacob最后總結(jié),，高整合型的PMIC可因應(yīng)產(chǎn)品輕薄短小趨勢下的供／充電設(shè)計的需要,。Dialog DA9312較競爭對手分離式方案提供兩倍以上的能量密度，以及98%的轉(zhuǎn)換效率,，是采雙電池供／充電設(shè)計行動裝置,，最佳電源解決方案的選擇,。