關(guān)鍵字:PMIC
這些看似矛盾的要求對系統中的電源管理方案造成了新的壓力,在智能手機及平板電腦等日趨縮小的空間中集成更強大的功能,對于電源管理IC設計的挑戰之一就是整合度的持續提升。凹凸科技(中國)有限公司電源管理部負責人認為,對于小型化便攜智能設備來(lái)說(shuō),由于受到系統設計空間的限制,以及產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快的影響,因此多種功能和類(lèi)別的電源管理芯片必須進(jìn)行高度集成化,然而這當中需克服的瓶頸相當多,具有一定的技術(shù)門(mén)坎。
O2Micro推出高集成度電源管理芯片
首先,芯片集成意味著(zhù)將多種功能及不同特性的模塊整合在一起,因此芯片設計人員是否具有相關(guān)功能產(chǎn)品的量產(chǎn)設計經(jīng)驗顯得極為重要。他強調:“對于很多原本產(chǎn)品線(xiàn)就很單一的芯片設計人員來(lái)說(shuō),要重新學(xué)習并設計新功能的模塊且進(jìn)行高度集成化,這需要走很長(cháng)一段艱辛路。其次,即使某些公司原來(lái)就有多種相關(guān)功能的產(chǎn)品組合,但是,芯片集成化還會(huì )面臨芯片設計的工藝問(wèn)題?!?
富鼎先進(jìn)市場(chǎng)部協(xié)理李景耀 |
具體而言,以前是用不同工藝設計和制造不同功能的芯片,現在,需要采用同一種工藝設計和制造不同功能模塊的芯片,所以,對芯片工藝的理解和把握是一種很大的挑戰。
另外,他還強調,電源管理IC的集成化將面臨一種定制化的趨勢,高度集成化的方案需要符合某一種或幾種主流系統的設計要求,這就意味著(zhù)芯片設計廠(chǎng)商需要有良好的客戶(hù)和上游資源,在產(chǎn)品設計初期就需要和相關(guān)合作伙伴商討具體規格。
除了上述需求,便攜式設備還對充電電源輸入的路徑管理、電源電壓輸出的多樣性、電壓轉換的效率、多路電壓輸出的時(shí)序控制以及電池電量計算和管理提出嚴苛要求。針對這些需求,凹凸科技(O2Micro)推出了一系列低功耗、高性能的產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足智能手機和平板電腦的使用,例如:中小尺寸觸摸屏的LED背光驅動(dòng)芯片;低功耗、高效率的電壓轉換芯片;具有USB輸入功能和升壓轉換功能的充電管理芯片;超低功耗且高精度的單節電池電量計芯片;以及高集成度的無(wú)線(xiàn)充電管理芯片等。
針對電源管理IC所面臨的挑戰,富鼎先進(jìn)市場(chǎng)部協(xié)理李景耀特別強調封裝技術(shù)的重要性,他指出,目前平板計算機及智能型手機多是將多組電源整合為單一電源方案,如此便造成熱能集中的問(wèn)題,因此封裝體散熱要求較其他電子產(chǎn)品為嚴苛。就整體而言,應用于可攜式電子產(chǎn)品的PMIC封裝基本上仍是以打線(xiàn)式或CSP方式為主。富鼎先進(jìn)目前主要使用打線(xiàn)封裝方式。
電源IC和CPU關(guān)系緊密,廠(chǎng)商合作不易打破
針對電源管理芯片的整合,富鼎先進(jìn)李景耀表示,現階段便攜式電子產(chǎn)品PMIC的整合主要是納入更多外部的PWM、LDO、MOSFET組件。另外,與其它電子產(chǎn)品不同的是,便攜式電子產(chǎn)品的電源需求非常動(dòng)態(tài)化,會(huì )隨著(zhù)操作環(huán)境不同而變化,所以PMIC必須隨時(shí)接收CPU的指令進(jìn)行調整,而便攜式電子產(chǎn)品這種PMIC與CPU之間的緊密配合,甚至已扭轉產(chǎn)業(yè)生態(tài)并促成競爭型態(tài)的轉變。
也就是說(shuō),由于PMIC要收到CPU的控制,因此PMIC必須熟悉CPU的運作行為;兩者之間溝通無(wú)誤才能合作無(wú)間。因此,PMIC設計人員必須根據CPU的特定需求進(jìn)行開(kāi)發(fā),才能設計開(kāi)發(fā)出相應的PMIC,而CPU與PMIC設計一旦形成此種緊密的合作關(guān)系,其它電源管理IC廠(chǎng)商便很難再分一杯羹。
目前富鼎先進(jìn)主要是針對特定領(lǐng)域開(kāi)發(fā)完整的PMIC解決方案,在便攜式領(lǐng)域則主要是提供單一功能電源IC,種類(lèi)約有數百種。不過(guò),富鼎先進(jìn)李景耀指出,目前開(kāi)發(fā)的PMIC與便攜式電子產(chǎn)品有異曲同工之妙,都著(zhù)重系統的整合。富鼎先進(jìn)現階段雖尚未針對平板電腦及智能手機提供PMIC完整解決方案,但也已經(jīng)以單一功能電源IC攻入此領(lǐng)域。尤其是在中國大陸的白牌市場(chǎng)中,富鼎先進(jìn)擁有極大的發(fā)揮空間。
為求提高產(chǎn)品競爭力,富鼎先進(jìn)不斷進(jìn)行更高程度的整合,第一階段主要是整合外部的MOSFET、 PWM、LDO等組件,并進(jìn)一步減小外部電感值及電容的用量和體積。下一個(gè)階段則是整合數字部分。數字及模擬整合的技術(shù)門(mén)坎較高,這方面的競爭者多是國外廠(chǎng)商,不過(guò),富鼎先進(jìn)認為唯有朝此方向發(fā)展,才能跟競爭廠(chǎng)商拉開(kāi)距離。目前富鼎先進(jìn)已在積極進(jìn)行中,預計在2013年會(huì )有所成果。
突破低利潤窘境,工業(yè)領(lǐng)域受重視
由于產(chǎn)品整體利潤的降低,除了專(zhuān)注于智能手機及平板電腦等便攜式電子產(chǎn)品市場(chǎng)的開(kāi)拓外,許多廠(chǎng)商開(kāi)始關(guān)注工業(yè)及汽車(chē)等高價(jià)值領(lǐng)域。而相較于消費性電子產(chǎn)品的需求,工業(yè)及汽車(chē)領(lǐng)域對于電源IC的要求更為嚴苛,非常強調質(zhì)量、穩定性、耐用性,并要求更高的特性精度和更廣的溫度范圍,且工業(yè)及汽車(chē)領(lǐng)域也采用許多認證流程來(lái)確保和追蹤產(chǎn)品的質(zhì)量,因此要切入工業(yè)及汽車(chē)領(lǐng)域并非易事。
以凹凸科技而言,該公司早在2004年就已切入了工業(yè)及汽車(chē)領(lǐng)域,同時(shí),也不斷有相應的產(chǎn)品推出。目前該公司在該領(lǐng)域的產(chǎn)品主要為用于車(chē)燈的LED高性能燈泡的驅動(dòng)芯片、汽車(chē)多媒體系統上的GPS譯碼主芯片、新能源汽車(chē)上的電池檢測和管理芯片以及LED和電池相關(guān)應用的工業(yè)類(lèi)領(lǐng)域,例如專(zhuān)業(yè)級的電動(dòng)工具、太陽(yáng)能街景LED燈、以及電動(dòng)自行車(chē)和高爾夫球車(chē)等。
富鼎也相當積極耕耘工業(yè)領(lǐng)域,并將重心放在中國大陸市場(chǎng)的開(kāi)拓,其中包括UPS、AC、太陽(yáng)能逆變器、電焊機、電磁爐等應用,在這些領(lǐng)域,富鼎先進(jìn)主要是提供高壓及大電流的IGBT產(chǎn)品,范圍分布于300伏至1300伏之間。目前富鼎先進(jìn)MOSFET、IGBT、電源IC月出貨量約為一億五千萬(wàn)顆左右。在應用市場(chǎng)分布方面,電源約占19%,顯示占14%,筆記本和主板市場(chǎng)約占55%,其它則為12%。大陸市場(chǎng)對于公司整體營(yíng)收的貢獻則高達六成。
盡管當前全球經(jīng)濟環(huán)境不佳,但電源管理芯片的需求每年都以穩定的增長(cháng)率不斷攀升,來(lái)自智能手機、平板電腦、LED照明市場(chǎng)及智能電視等領(lǐng)域的需求,仍將推動(dòng)電源管理芯片市場(chǎng)規模持續擴大,尤其是中國大陸中市場(chǎng)的快速增長(cháng)更是受到看好。