電源管理芯片朝多相式與大電流方向發(fā)展

就許多3C電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)而言，各項(xiàng)電子組件，包括中央處理器(CPU)、芯片組、圖像芯片及內(nèi)存等，所使用的電壓范圍都各有不同，且基于省電的目的，這些組件必須根據(jù)不同的情境提供不同的效率，也就是說(shuō)這些組件可能會(huì)分別處于休眠、低速運(yùn)轉(zhuǎn)及高速運(yùn)轉(zhuǎn)等不同狀態(tài)?？上攵?，這對(duì)于電源控制而言是極大的挑戰(zhàn)，必須提供復(fù)雜的功能滿足各項(xiàng)需求，而所有參與控制這些功能的IC集合而成，即被稱為電源管理單元(PMU)。

　　不過(guò)，正所謂“分久必合，合久必分”，聯(lián)發(fā)科技、高通等提供公板平臺(tái)的應(yīng)用處理器廠商，過(guò)去傾向于將所有電源管理芯片整合于電源管理單元內(nèi)，但隨著智能手機(jī)和平板電腦尺寸和功能日新月異，近期已陸續(xù)釋放出電源管理芯片訂單，以滿足不同應(yīng)用設(shè)備系統(tǒng)廠商的需求。例如高通MSM8x25Q、MSM8225Q這兩款針對(duì)高端智能手機(jī)的處理器平臺(tái)，最初開發(fā)時(shí)便未整合圖像處理器電源設(shè)計(jì)所需的PWM(脈沖寬度調(diào)制)芯片，而是通過(guò)與電源IC供貨商合作，省去自行研發(fā)的時(shí)間，這有助于處理器迅速推出。

　　并且，由于這些移動(dòng)設(shè)備對(duì)于耗電有著更嚴(yán)苛的要求，應(yīng)用更為復(fù)雜，相關(guān)市場(chǎng)對(duì)多種電源管理芯片的需求不斷增加，進(jìn)一步推動(dòng)未來(lái)電源管理芯片技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展。整體而言，電源管理芯片已朝向多相式與大電流等設(shè)計(jì)方向發(fā)展，以滿足新一代移動(dòng)設(shè)備對(duì)小尺寸、低耗電和高轉(zhuǎn)換效率等要求。

　　圖像處理功能強(qiáng)大，推升更大輸入電流

　　智能手機(jī)及平板電腦的電源管理發(fā)展趨勢(shì)之一，就是隨著移動(dòng)設(shè)備的圖像處理器性能日益強(qiáng)大，推升更大輸入電流的需求，進(jìn)而帶動(dòng)多相式(Multi-Phase)DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器(BuckConverter)的需求，希望能通過(guò)提升轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)一步增大平板設(shè)備的輸入電流。事實(shí)上，繼雙相DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器于兩年前面市后，2013年至今的市場(chǎng)上已陸續(xù)看到四相、六相式產(chǎn)品的推出。

　　另外，隨著智能手機(jī)的屏幕尺寸及功能日益多元化，原始設(shè)備制造商(OEM)和原始設(shè)計(jì)制造商(ODM)為克服功耗的挑戰(zhàn)，已開始于手機(jī)內(nèi)建更多DC-DC轉(zhuǎn)換器和低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)。據(jù)了解，兩年前手機(jī)中的DC-DC轉(zhuǎn)換器數(shù)量約為三至四顆，現(xiàn)在則增至五至六顆;而低壓差線性穩(wěn)壓器兩年前為五至十顆，現(xiàn)在則已大幅增加至二十顆以上。

　　為順應(yīng)移動(dòng)設(shè)備的電源管理需求，德商戴樂(lè)格半導(dǎo)體(DIALOGSemiconductor)所推出的非中央處理器電源管理芯片，高度集成低壓差線性穩(wěn)壓器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)、電池充電器和實(shí)時(shí)頻率(RTC)等各種功能。值得一提的是，戴樂(lè)

　　格還在電源管理芯片內(nèi)加入音頻編解碼器(AudioCodec)IC。戴樂(lè)格更在日前宣布此解決方案已獲韓國(guó)三星智能手機(jī)平臺(tái)采用，集成了音頻功能的DialogD2199電源管理IC，將搭載在三星GalaxyTrend3中。戴樂(lè)格總裁JalalBagherli表示，D2199

　　芯片可以提供一個(gè)經(jīng)過(guò)優(yōu)化的高效電源管理解決方案，不僅具備更好及更高效的電池管理功能，還具備高端音頻功能，這些特性將能為智能手機(jī)用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)與更大的便利性，且高集成度的芯片能讓印刷電路板(PCB)尺寸更小且大幅減少使用空間，從而降低制造成本。

　　2011~2015年智能手機(jī)電源管理IC產(chǎn)值及預(yù)測(cè)

　　此外，戴樂(lè)格于去年年底宣布與立锜科技合作開發(fā)電源管理方案，兩家公司將開發(fā)具有差異化的電源管理解決方案，鎖定的重點(diǎn)市場(chǎng)為大量與高度成長(zhǎng)的中國(guó)大陸智能手機(jī)及平板電腦需求。

　　對(duì)此合作，立锜科技總經(jīng)理謝叔亮表示，Dialog的高集成度電源管理技術(shù)搭配立锜科技的多樣產(chǎn)品線以及在亞洲的通路優(yōu)勢(shì)，可協(xié)助雙方開發(fā)技術(shù)領(lǐng)先及成本優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品。Dialog的Bagherli也指出，兩家公司的互補(bǔ)性可讓彼此在產(chǎn)品整合、技術(shù)性能及上市時(shí)間上領(lǐng)先業(yè)界。此外，2014年中國(guó)預(yù)計(jì)生產(chǎn)5億臺(tái)以上的智能手機(jī)，合作將為雙方在這個(gè)市場(chǎng)中帶來(lái)極佳的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)。

　　事實(shí)上，移動(dòng)設(shè)備對(duì)于電源管理單元需求的不斷上升，加上許多模擬IC大廠也力圖在PC市場(chǎng)外開拓新領(lǐng)域，因此許多業(yè)者都積極布局于手機(jī)、平板等智能移動(dòng)應(yīng)用所需的電源管理單元相關(guān)產(chǎn)品。其中，立锜已交出亮眼成績(jī)。

　　功能日趨復(fù)雜，次電源管理單元需求增加

　　目前立锜正積極從PC、TV朝向移動(dòng)設(shè)備電源管理轉(zhuǎn)型，而立锜的次電源管理單元(sub-PMU)成功打入三星智能手機(jī)供應(yīng)鏈，可說(shuō)是該公司布局移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)的一大勝利。對(duì)此，立锜發(fā)言人張國(guó)城表示，立锜在智能手機(jī)長(zhǎng)久以來(lái)的布局終于開花結(jié)

　　果，主要成果就是應(yīng)用于智能手機(jī)的次電源管理單元訂單明顯增長(zhǎng)。他還強(qiáng)調(diào)，隨著智能手機(jī)功能愈趨復(fù)雜，將需要更多次電源管理單元來(lái)分擔(dān)PMU的工作，因此立锜看好該產(chǎn)品的長(zhǎng)線發(fā)展。以立锜2013年第四季的產(chǎn)品組合來(lái)看，消費(fèi)性電子占29%，

　　通信類別占24%，計(jì)算機(jī)占39%，其它則占8%。

　　何謂次電源管理單元?簡(jiǎn)而言之，次電源管理單元是用來(lái)輔助PMU的產(chǎn)品，需求大多局限于芯片核心數(shù)高、功能相對(duì)復(fù)雜，對(duì)電源管理功能較講究的高端智能機(jī)種。據(jù)了解，過(guò)去移動(dòng)設(shè)備這塊市場(chǎng)，所用到的電源管理IC主要是被基帶芯片(baseband)廠商所獨(dú)占，例如聯(lián)發(fā)科技、展訊、高通，以及與蘋果關(guān)系緊密的特定供貨商所獨(dú)享。然而，隨著智能手機(jī)規(guī)格不斷拉高，一路從單核芯片進(jìn)化至雙核、四核、甚至八核，移動(dòng)設(shè)備對(duì)電源的要求也更加復(fù)雜，因此高端移動(dòng)設(shè)備對(duì)次電源管理單元的需求也具體浮現(xiàn)并增長(zhǎng)。

　　快速充電功能，推升高效同步整流控制IC需求

　　另一個(gè)值得注意的手機(jī)電源技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，是手機(jī)的快速充電功能的興起。目前已經(jīng)有越來(lái)越的多手機(jī)OEM和充電器開發(fā)商考慮在二次側(cè)電路設(shè)計(jì)中改用高效率同步整流控制IC，進(jìn)一步取代肖特基二極管，讓5V/3A單輸出或5V/4A雙輸出的新型快充充電器達(dá)到87%以上轉(zhuǎn)換效率，這帶動(dòng)了高效率同步整流控制IC的需求逐漸增溫。

　　針對(duì)此趨勢(shì)，高通于近期力推QuickCharge2.0快速充電標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)了解，相較于傳統(tǒng)通用串行總線(USB)充電方案，高通提出的QuickCharge2.0通訊標(biāo)準(zhǔn)可將充電速度提高約75%，在30分鐘內(nèi)即可為3,300毫安時(shí)(mAh)的電池充飽60%的電力，達(dá)到可讓消費(fèi)者使用一段充足時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)。高通現(xiàn)已與PowerIntegrations、戴樂(lè)格及仙童(Fairchild)等數(shù)家電源管理芯片廠商研發(fā)相關(guān)的充電器IC，協(xié)助業(yè)界打造具有快充能力的手機(jī)及充電器。

　　整體而言，由于系統(tǒng)開發(fā)商對(duì)智能手機(jī)、平板設(shè)備電源管理規(guī)格的要求不同，處理器平臺(tái)廠商已開始簡(jiǎn)化處理器電源管理單元的設(shè)計(jì)，并釋出更多的電源管理芯片訂單，期望能透過(guò)與電源IC供貨商合作，加速處理器上市進(jìn)程。

　　因此，就市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，隨著各種智能移動(dòng)設(shè)備，包括平板電腦及智能手機(jī)等產(chǎn)品的快速發(fā)展，電源管理的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)期將持續(xù)加大。根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)iSuppli的數(shù)據(jù)指出，全球電源管理IC受惠于終端應(yīng)用擴(kuò)大，估計(jì)今年市場(chǎng)規(guī)模將成長(zhǎng)7.6%、達(dá)到322億美元，并于2016年一路成長(zhǎng)至387億美元。

　　另?yè)?jù)拓產(chǎn)業(yè)研究所(TRI)的報(bào)告指出，智能手機(jī)與平板電腦已成為消費(fèi)性電子市場(chǎng)成長(zhǎng)的主要?jiǎng)幽?，在這樣的趨勢(shì)下，PC相關(guān)的電源管理IC需求正持續(xù)衰退，智能手機(jī)及平板電腦的電源管理IC，則成為驅(qū)動(dòng)電源管理IC成長(zhǎng)的主要?jiǎng)幽?。拓產(chǎn)業(yè)研究

　　所預(yù)估，智能手機(jī)PMIC產(chǎn)值2014年仍將較2013年大幅成長(zhǎng)25%，總產(chǎn)值將達(dá)到22億美元，前景相當(dāng)可期。