得益于智能手機等便攜電子產(chǎn)品產(chǎn)量高速增長的契機,中國電源管理芯片市場近年來保持了快速的增長。2013年電源管理IC(PMIC)市場增幅約為20~30%,市場規(guī)模進一步擴大,2014年預計超過5億元人民幣。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴電子等新興應用熱潮襲來,電源管理芯片市場面臨新一輪商機與挑戰(zhàn)。根據(jù)HIS公司對電源管理市場的調(diào)查,預計截至2017年全球數(shù)字電源市場營業(yè)收入將增至124億美元,是2013年預期水平37億美元的三倍多。但與此同時,隨著智能手機等手持設備的屏幕更大、功能更多、電池容量更大,電源管理IC的技術(shù)要求也更為嚴苛,因此需要更快速的充電、更精確的監(jiān)控,以及體積更加小型化等,此外,電池管理的過壓、過流、過溫等保護也是不可或缺的功能。
多種新技術(shù)提升電源轉(zhuǎn)換效率
深圳市華芯邦科技有限公司總經(jīng)理賴澤聯(lián)
在日常生活中,人們對電子設備的依賴越來越嚴重,電子技術(shù)的更新?lián)Q代,也同時意味著人們對電源的技術(shù)發(fā)展寄于厚望,所以,如何規(guī)劃電源和利用電源來美化便捷我們的生活,就是對電源技術(shù)提出更高的要求。深圳市華芯邦科技有限公司總經(jīng)理賴澤聯(lián)認為:“我們要充分利用資源,特別是很多離線式設備,比如手機、可穿戴設備,在資源有限的情況下,我們首要做的,就是各種用電設備要盡可能的節(jié)能、環(huán)保;其次是各種電源轉(zhuǎn)換設備效率要高;再次是要積極開發(fā)新型的能源,更重要的一點,我們使用者要有更強的主動節(jié)能習慣。”
深圳市富滿電子有限公司研發(fā)部項目經(jīng)理戴加良
由于市場對于電源的效率要求越來越嚴格,它已成為上下游廠商共同的奮斗目標之一,半導體廠商在提升效率方面力爭從器件方面進行改善:比如通過新的控制技術(shù)降低靜態(tài)功耗,降低輕載功耗;通過器件集成的特性提升整體工作效率,如電源器件通過檢測系統(tǒng)的工作狀態(tài)動態(tài)調(diào)節(jié)輸出電壓來達到效率優(yōu)化的目的;在功率器件方面通過工藝改進來提高效率。各種所做的提升均為綠色能源理念做出應有的努力。
“對于半導體廠商來說,主要是開發(fā)新的技術(shù),能制造出耐壓更高、導通損耗更小、開關(guān)速度更高的各類型半導體元件,以期能配合更多新型的高效率拓樸完成能量轉(zhuǎn)換,才能滿足市場的要求。”賴澤聯(lián)表示。
深圳市富滿電子有限公司研發(fā)部項目經(jīng)理戴加良也指出,半導體廠商輔助提升電源系統(tǒng)的電源轉(zhuǎn)換效率有如下幾種方式:1、給CPU/GPU供電的DC-DC支持動態(tài)調(diào)壓;2、多路并聯(lián)DC-DC;3、采用更先進的封裝技術(shù),降低封裝寄生參數(shù)帶來的損耗;4、針對特定的應用領(lǐng)域,定制效率曲線。
本土廠商重視高性價比
電源管理技術(shù)供應商已不僅僅局限在電源技術(shù)本身,而是需要更好的將電源與系統(tǒng)知識進行結(jié)合,針對系統(tǒng)應用開發(fā)出在性能、成本、應用方面更好的產(chǎn)品。
華芯邦主要針對的細分應用市場主要包括數(shù)碼產(chǎn)品電池充電器/適配器的AC/DC產(chǎn)品,LED驅(qū)動芯片等。其中HT9128是一款高集成、高效能和低成本的芯片,應用于LED照明燈具的主控電源上。該芯片既減少了系統(tǒng)損耗,又提高芯片的工作效率,既提高LED應用領(lǐng)域的客戶體驗,又有效的對成本進行控制。此外,賴澤聯(lián)還表示,華芯邦開發(fā)的一款高性能電流模式PWM開關(guān)電源,就是專為高性價比AC/DC開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)設計的。
賴澤聯(lián)認為,下一代PMIC產(chǎn)品的開發(fā)將隨著電子設備所具備的功能越多、性能越高,其結(jié)構(gòu)、技術(shù)、系統(tǒng)就越復雜,傳統(tǒng)的模擬技術(shù)電源管理IC滿足系統(tǒng)整體電源管理要求的難度也就越大,價格也更加昂貴。“高性能全數(shù)字控制IC是目前智能化電源管理領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,有靈活、快速響應、高集成度以及高度可控的巨大優(yōu)勢。”
戴加良則指出,隨著智能設備的發(fā)展升級,他認為分立元器件會逐漸被PMIC替代。“PMIC相比分立器件,有非常多的優(yōu)勢:支持動態(tài)調(diào)壓,更高的轉(zhuǎn)換效率,可定制上電/掉電時序,多重過流過壓保護,工作/待機/休眠多種狀態(tài)智能管理,以及更小的板級空間。”
過去,分立元器件的最大優(yōu)勢就是價格低,最近一年平板方案迫于競爭壓力,用分立元器件來替換PMIC,是以犧牲功能和性能為代價來降低成本。戴加良聲稱: “隨著富滿電子PMIC新產(chǎn)品EC610的推出,分立元器件的成本降低優(yōu)勢將不復存在,而EC610的各項功能和性能指標遠遠超過分立元器件。E610的高性價比,相信會推動PMIC進一步普及。”
他介紹說,EC610主要針對平板、OTT盒子、Dongle等智能設備。它內(nèi)置四路DC-DC, 六路LDO,可定制上電時序,支持按鍵、紅外喚醒,內(nèi)置RTC。據(jù)悉,EC610已通過國內(nèi)幾家主控廠商的試產(chǎn)測試。
而針對高端智能設備例如ARM A53/A57 64位CPU,富滿電子投入研發(fā)EC620,它具有并聯(lián)DC-DC,提供一路峰值8A和一路峰值6A的DC-DC給CPU/GPU供電;內(nèi)置3A charger和智能路徑管理,各通路間可無縫切換;內(nèi)置電量計;內(nèi)置Audio Codec,支持MIC/LINEIN輸入和耳機驅(qū)動輸出。
“EC620 目前處于驗證階段,預計2014Q4可以提供Demo。EC620是為下一代智能設備度身定做的電源芯片,其規(guī)格受到很多主控廠商的關(guān)注和歡迎。”戴加良透露說,“針對物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴電子等新興應用領(lǐng)域,我們正在積極預研下一代超低功耗PMIC,為可穿戴設備提供最合適的電源解決方案。”
取得市場成功的其他要素
廠商們?nèi)绻胍诩ち业氖袌龈偁幹斜3稚踔撂岣呤袌稣加新剩掷m(xù)的技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新是重中之重。對于PMIC供應商,高效、節(jié)能、小型化、高功率密度仍是新一代產(chǎn)品的關(guān)注點。針對不同細分市場,如醫(yī)療、工業(yè)、汽車、能源、消費等,PMIC廠商會結(jié)合系統(tǒng)的應用,開發(fā)系統(tǒng)針對性較強的產(chǎn)品,這也會是未來電源管理技術(shù)供應商的發(fā)展目標之一。
“除技術(shù)之外,優(yōu)秀的服務和人才戰(zhàn)略也是取得成功的重要要素。”富滿電子的戴加良進一步表示,“作為本土半導體企業(yè),我們有貼近市場的天然優(yōu)勢,可以和主控原廠密切配合。作為獨立的PMIC廠商,要深入挖掘主控廠商的需求,解決主控應用過程碰到的電源管理難題;提前預研下一代PMIC,使得主控芯片方案推廣時無電源的后顧之憂。PMIC芯片商和主控芯片商是魚和水的關(guān)系,只有服務好主控廠,PMIC芯片公司才能發(fā)展壯大。”
其次,“芯片設計業(yè)最重要的是人才。”他說,“作為初創(chuàng)公司,我們除提供富有競爭力的薪酬外,還有靈活的股權(quán)激勵,為優(yōu)秀人才創(chuàng)造事業(yè)發(fā)展的沃土。”
華芯邦的賴澤聯(lián)還認為:“市場的成功不全部是依賴技術(shù)的,還需要人文因素。”他表示,華芯邦是一家具有社會責任感的企業(yè),所有的工作不單純是在做一個產(chǎn)品,還在回報于社會,服務于社會。他強調(diào)說:“一個對于社會沒有任何愛心的企業(yè),注定是走不長久的,只有把企業(yè)的發(fā)展與社會的發(fā)展緊密的聯(lián)系在一起,企業(yè)才會有思想、有活力、有進步的因素,才會強大。”
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