| 电源管理IC四大市场趋势 |
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| (2013-5-3 12:48:30) 1450人次浏览 |
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由于智能手机、平板电脑等便携式设备的大量应用，电源管理技术受到越来越多的关注，同时也带来了新的挑战。
据了解，电源管理IC产品种类众多，包括LDO、DC-DC、Driver和PMU等。
近年来随着手机等设备对电源管理要求的提升，一些分立的电源管理芯片，如LDO、DC-DC等，都被集成到电源管理单元（PMU）中。
电源管理IC将多领域爆发
拓墣产业研究所研究经理李永健指出，2013年大陆IC市场的最大亮点将是高性能低功耗处理器、无线通信、电源管理以及高速海量存储芯片。
据市调机构IHS iSuppli预计，2013年电源管理IC市场将达322亿美元，增幅为7.6%.未来3年，市场将保持温和增长，2016年营业收入预计将达到387亿美元。包括消费电子、网络通信、移动互联领域都是目前最主要的市场，汽车电子、新能源领域也开始逐渐发力。
在近期环球资源举办的IIC China 2013上，诸多中国本土Fabless就纷纷发布自己的电源管理IC产品。随着面板应用的逐渐扩大，包括立錡、致新等台系厂商纷纷加大面板市场布局，大陆的北方集创就推出了针对显示面板的PMU产品9101A，可以实现“三屏合一”一体化解决方案。比亚迪则带来了IGBT、电流传感器等产品。据介绍，比亚迪的AC-DC产品已在三星、诺基亚、华为等手机充电器中广泛采用，目前每个月的出货均在1500万片左右。比亚迪股份有限公司总经理助理卫勇表示，2013年是电动汽车正式发力的元年，随着比亚迪今年电动汽车的爆发，对于相关电源管理IC营业额的提升有非常大的推动力。
钰泰科技则重点推出了应用到智能电表上的输入降压芯片ETA2821及2841，该领域目前基本都是MPS、TI这样的欧美厂商在做。甘戈表示，该器件的优势是体积很小，效率很高，耐压可以达到42V，工作电压范围很广。42V的耐压值使得这个系列的产品非常适合用于工业级别电子方面的应用。除了智能电表，还可以用到LED驱动、车载充电等领域。
充电电流提升迅速，2安培产品成主流
根据笔者从IIC展会上看到的几款产品，可以看出目前电源管理芯片正呈现的几大技术趋势。随着移动终端的屏幕越来越大，功能越来越多，意味着对电池的要求越来越高，电池的续航能力要更长，功耗和发热要越低越好。
如何实现以上需求？
过去500毫安的充电电流已经不够用了，目前手机上的充电电流已经出现1安培的，而在平板电脑上已经出现了向2安培发展的趋势。钰泰科技此次推出了一款业内首颗充电电流达到3安培的开关型充电芯片ETA6003.这款产品具有智能动态路径管理功能，除了可以让智能设备在充电器连接后全负载工作，更可以让设备在充电器连接时在电池耗尽的情况下正常的运作。
钰泰科技总经理甘戈表示，由于现在平板电脑、智能手机充电时间比较长，而USB近来充电电流比较小，现在电池的电量动辄几千毫安。有了这个转换开关后，与传统的线性开关相比可以节省至少50%的充电时间，同时也会大大的减少整体的发热和功耗。
“除了路径管理50mOhm优秀的内阻可以让电池延长续航时间，高效的开关型充电在充电过程汇总避免设备温度上升，而让设备用户得到良好的体验”。甘戈同时表示，电流输出越大的话，外围器件就可以越小，PCB体积也会越小。
处理器“核战”促进智能电源管理需求
移动终端多核化也对电源管理提出了新的要求。
在Cortex-A9成为2012年中高端手机芯片标配之后，Cortex-A15架构自然成为2013年高端手机的必备品。受此影响，基于Cortex-A15处理器的电池供电应用也开始被大量推出。
日前德州仪器（TI）基于Cortex-A9及Cortex-A15处理器的电池供电应用，推出业界首款单芯片前端电源管理单元TPS65090.TI表示，该产品高度集成了1个4A开关PowerPath充电器、3个5A DC-DC降压转换器、7个负载开关、2个常开LDO以及1个10通道模数转换器（ADC）。与采用分立式IC相比，可将板级空间锐减60%.据TI表示，TPS65090可最大限度提高电源效率，与分立式解决方案相比，可将电子产品的电池工作时间延长20%.
随着移动终端越来越多采用多核处理器，对能耗的要求越来越高，ETA Solutions也为多内核的平台开发出智能电源管理芯片ETA1459，通过智能的调控，使得系统即可以满足满负荷的应用环境，同时又可以通过动态调节输出电压达到节能目的。
“与以前的DC-DC不同在于，ETA1459可以跟这些内核通信，这样就可以实现智能化，比如看电影完了后，电源芯片就会把电源负载降低，如果要看电影、玩游戏就会把电源调节上来，从而可以实现智能调节”。甘戈表示。
PMU集成与分立器件仍将长期存在
除了充电电流增大、“多核化”带来的需求外，集成化是半导体产品发展的一大趋势，电源管理芯片也不例外。其中，最为明显的例子就是PMU产品。一个PMU可能集成了多个LDO和DC-DC等产品，能够实现多种电源管理管理，是集成化趋势最明显的例子。
随着移动终端主芯片集成度越来越高，设计人员更倾向于选择集成多种功能的主芯片组加上MPU，帮助简化设计。但这并不表示分立器件以后没有发展前途了。
“很多客户为什么选择PMU？是因为目前很多功能是单颗器件没有的，如果每个分立器件都可以实现这些功能的话，是可以与PMU进行抗衡的”。甘戈认为，集成化并不能解决全部问题，一个PMU往往只能针对某类应用，甚至某个产品，从某个角度来说有些类似ASSP（专用标准产品），其扩展应用性不如分立解决方案，而且分立解决方案可以根据需求选择最适合的电源管理芯片，可以达到最高的能效，由于分立和集成各有优势，因此，集成化和分立的解决方案将会一直长期存在。
此外，PMU的缺点在于它的成本高、灵活度差。对很多客户来说，一旦用一家PMU后，就会跟这家客户绑死，因为没有第二家选择。“其实分立器件并不差，如果厂商能够把成本做得更低，灵活度更高，客户会更愿意选分立器件，因为有Second sources，在议价方面也更有优势”。卫勇认为，这么多年来电源管理AC-DC或AC-DC的拓扑架构并没有发生本质变化，集成这一块很多时候是通过工艺、或者DIE SIZE的增加来完成，这样的单芯片在成本也不一定有优势。
掌握晶圆制造能力的Fabless占据优势
从全球电源管理IC的市场的份额来看，欧美公司仍然具有较大技术和市场优势，但台湾地区和大陆厂商正在奋起直追。一般来说，欧美公司的强项在于技术、管理以及经验，而国内公司的强项在于服务和技术支持，同时还能保证更低的价格。当一款产品利润比较高的时候，可能系统厂商还不太会考虑国内供应商，但一旦产品技术成熟、利润下降后，系统厂商就需要Cost down，国内供应商的机会就来了。所以产品的需求往往发端于欧美，象一个浪一样，随后涌到韩日、台湾，当这个浪涌到大陆时，量确实很大，但产品周期也快结束了。
由于电源管理IC的技术成熟度越来越高，许多产品的差异化并不是很大。这就造成了当Fabless难以为继，拥有生产制造的厂商还可以保留20-30%利润空间。“一辆电动汽车上的IGBT芯片用量，相当于一片六寸Wafer.如果我们的电动汽车一个月做到3万台，这就相当于一个中大型六寸晶圆厂的产能被我们全部吃完了”。卫勇表示，比亚迪收购宁波中纬，就是为了长远布局进行的垂直整合。
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