關(guān)鍵字:PMIC
這些看似矛盾的要求對系統(tǒng)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(shè)計的挑戰(zhàn)之一就是整合度的持續(xù)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(shè)備來說,由于受到系統(tǒng)設(shè)計空間的限制,以及產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快的影響,因此多種功能和類別的電源管理芯片必須進行高度集成化,然而這當中需克服的瓶頸相當多,具有一定的技術(shù)門坎。
O2Micro推出高集成度電源管理芯片
首先,芯片集成意味著將多種功能及不同特性的模塊整合在一起,因此芯片設(shè)計人員是否具有相關(guān)功能產(chǎn)品的量產(chǎn)設(shè)計經(jīng)驗顯得極為重要。他強調(diào):“對于很多原本產(chǎn)品線就很單一的芯片設(shè)計人員來說,要重新學習并設(shè)計新功能的模塊且進行高度集成化,這需要走很長一段艱辛路。其次,即使某些公司原來就有多種相關(guān)功能的產(chǎn)品組合,但是,芯片集成化還會面臨芯片設(shè)計的工藝問題?!?
富鼎先進市場部協(xié)理李景耀 |
具體而言,以前是用不同工藝設(shè)計和制造不同功能的芯片,現(xiàn)在,需要采用同一種工藝設(shè)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(zhàn)。
另外,他還強調(diào),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(tǒng)的設(shè)計要求,這就意味著芯片設(shè)計廠商需要有良好的客戶和上游資源,在產(chǎn)品設(shè)計初期就需要和相關(guān)合作伙伴商討具體規(guī)格。
除了上述需求,便攜式設(shè)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(zhuǎn)換的效率、多路電壓輸出的時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)品來滿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(qū)動芯片;低功耗、高效率的電壓轉(zhuǎn)換芯片;具有USB輸入功能和升壓轉(zhuǎn)換功能的充電管理芯片;超低功耗且高精度的單節(jié)電池電量計芯片;以及高集成度的無線充電管理芯片等。
針對電源管理IC所面臨的挑戰(zhàn),富鼎先進市場部協(xié)理李景耀特別強調(diào)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(yīng)用于可攜式電子產(chǎn)品的PMIC封裝基本上仍是以打線式或CSP方式為主。富鼎先進目前主要使用打線封裝方式。
電源IC和CPU關(guān)系緊密,廠商合作不易打破
針對電源管理芯片的整合,富鼎先進李景耀表示,現(xiàn)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態(tài)化,會隨著操作環(huán)境不同而變化,所以PMIC必須隨時接收CPU的指令進行調(diào)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(zhuǎn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)并促成競爭型態(tài)的轉(zhuǎn)變。
也就是說,由于PMIC要收到CPU的控制,因此PMIC必須熟悉CPU的運作行為;兩者之間溝通無誤才能合作無間。因此,PMIC設(shè)計人員必須根據(jù)CPU的特定需求進行開發(fā),才能設(shè)計開發(fā)出相應(yīng)的PMIC,而CPU與PMIC設(shè)計一旦形成此種緊密的合作關(guān)系,其它電源管理IC廠商便很難再分一杯羹。
目前富鼎先進主要是針對特定領(lǐng)域開發(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,種類約有數(shù)百種。不過,富鼎先進李景耀指出,目前開發(fā)的PMIC與便攜式電子產(chǎn)品有異曲同工之妙,都著重系統(tǒng)的整合。富鼎先進現(xiàn)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中,富鼎先進擁有極大的發(fā)揮空間。
為求提高產(chǎn)品競爭力,富鼎先進不斷進行更高程度的整合,第一階段主要是整合外部的MOSFET、 PWM、LDO等組件,并進一步減小外部電感值及電容的用量和體積。下一個階段則是整合數(shù)字部分。數(shù)字及模擬整合的技術(shù)門坎較高,這方面的競爭者多是國外廠商,不過,富鼎先進認為唯有朝此方向發(fā)展,才能跟競爭廠商拉開距離。目前富鼎先進已在積極進行中,預(yù)計在2013年會有所成果。
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,除了專注于智能手機及平板電腦等便攜式電子產(chǎn)品市場的開拓外,許多廠商開始關(guān)注工業(yè)及汽車等高價值領(lǐng)域。而相較于消費性電子產(chǎn)品的需求,工業(yè)及汽車領(lǐng)域?qū)τ陔娫碔C的要求更為嚴苛,非常強調(diào)質(zhì)量、穩(wěn)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)及汽車領(lǐng)域也采用許多認證流程來確保和追蹤產(chǎn)品的質(zhì)量,因此要切入工業(yè)及汽車領(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)及汽車領(lǐng)域,同時,也不斷有相應(yīng)的產(chǎn)品推出。目前該公司在該領(lǐng)域的產(chǎn)品主要為用于車燈的LED高性能燈泡的驅(qū)動芯片、汽車多媒體系統(tǒng)上的GPS譯碼主芯片、新能源汽車上的電池檢測和管理芯片以及LED和電池相關(guān)應(yīng)用的工業(yè)類領(lǐng)域,例如專業(yè)級的電動工具、太陽能街景LED燈、以及電動自行車和高爾夫球車等。
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的開拓,其中包括UPS、AC、太陽能逆變器、電焊機、電磁爐等應(yīng)用,在這些領(lǐng)域,富鼎先進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MOSFET、IGBT、電源IC月出貨量約為一億五千萬顆左右。在應(yīng)用市場分布方面,電源約占19%,顯示占14%,筆記本和主板市場約占55%,其它則為12%。大陸市場對于公司整體營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(wěn)定的增長率不斷攀升,來自智能手機、平板電腦、LED照明市場及智能電視等領(lǐng)域的需求,仍將推動電源管理芯片市場規(guī)模持續(xù)擴大,尤其是中國大陸中市場的快速增長更是受到看好。