精细化、智能化是电源管理的必然趋势
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在今年的苹果秋季发布会上,苹果正式推出了三款新机,分别是iPhone 8、iPhone 8 plus以及iPhone X,其中带来的一个主要的新功能就是无线充电。
在苹果新旗舰智能手机的带动下,无线充电已经成为当下关注度最热门的话题之一。在此行业风口,无线充电产品的应用范围势必会越来越广,而作为无线充电必不可少的一个环节,电源管理芯片又会发生怎样的变化呢?
趋于精细化的电源市场
与逻辑芯片和内存芯片不同,电源管理芯片在众多种类的芯片中并没有那么知名,但随着智能化理念深入生活的方方面面,各类终端产品有了更高的应用需求,对于电源管理芯片的要求也就随之提高了。
据统计,2016年电源管理IC市场达到387亿美元,消费电子、网络通信、移动互联领域都是主要的应用市场,汽车电子、新能源领域也正在逐渐发力。
其中,以智能手机为例,快速充电功能和无线充电的兴起,带领着电源市场进一步朝着高功率,高性能的方向前景。随着苹果新一代手机的推出,原本已经归于寂静的无线充电市场也迎来了一波爆发。比较明显的一个现象就是,无线充电功能公布之后,无线充电相关厂商就一路走高,受到市场青睐。因此,相信从今年下半年开始,无线充电市场必将迎来一波增长。
随着而来的是,在应用驱动和技术进步的作用下,终端设备对电源IC的技术要求也不断走高。无线充电和快速充电必将为市场提出新的要求,推动电源IC的改变。
而且随着应用的不断创新,电源IC的市场也呈现出需求多样化,应用细分化,更多高性能电源IC的市场需求也不断深化以及扩展化,更好地为满足系统创新,性能提升而服务。
另一方面,伴随着半导体工艺技术的不断升级,芯片和元器件性能更高、运行速度更快、体积更小,驱使电源管理IC提供更低更精准的核电电压以及更大的供电电流、更严格的电压反馈精度、以及更高的效率性能。
针对更多细分市场推出更加精细化、多样化的高性能电源IC已经成为各大电源管理IC厂商的共识,各大厂商也都在抓紧排兵布阵,攫取更多的市场份额。
据调研机构IHS的报告,预计2017年全球数字电源市场营业收入将增至124亿美元,数字电源IC市场将达到26亿美元。数字电源市场以服务器和通信设备应用为主导,同时拓展至其他更多应用领域,或如星火燎原之势。
模块化成为必然
如上所述,移动设备对于电源的要求越来越多,无论是快速充电还是无线充电,都对电源管理IC提出了这样或者那样的要求,如何更好的解决市场的需求呢?
很多电源管理IC厂商从soc市场获得了启发,采用模块化的方式来处理电源管理IC的各种问题,主要体现在以下几个方面:
一方面,更多功能、更快、更复杂的处理器需要更先进的电源管理解决方案,电源管理技术要在更小的硅芯片上集成更多功能同时以更高的设计灵活性实现更强的系统用电性能,这正在改变传统的电源设计方法。
另一方面,模块化的电源管理IC可有效降低系统设计的复杂性,节约空间,提高系统的可靠性,同时也能有效降低成本,带来的好处是显而易见的。因而,市场上的模块化电源管理IC开始不断浮出水面。
此外,电源管理IC的模块化趋势还体现在与其他芯片的“集成化”上,市场上电源管理IC与主控芯片之间通信及监控等功能的集成化也在日益增多。
智能化走进电源管理
此外,电源管理IC的智能化亦是大势使然,或才能主动“配合”平台主芯片的功能不断升级的需求。
随着系统功能越来越复杂,对能耗的要求越来越高,客户对电源运行状态的感知与控制的要求越来越高,电源设计人员不再满足于实时监控电流、电压、温度,还提出了诊断电源供应情况、灵活设定每个输出电压参数的要求。
那么如何去实现智能化呢?
这需要在两个方面下工夫,一是电源管理IC要实现与内核通信,各部分之间可相互沟通交流,及时动态的控制加上无缝的沟通可成就一个智能化的电源管理系统,能够实时地对系统变化的供电需求进行检测分析和响应,从而大大提高系统的效率。在这一方面,苹果最新推出 的A11仿生处理器就能够比较好的协调系统内各部分的耗电情况,根据目前的测试结果来看,能够取得不错的效果。
二是内部参数可实现在线调整,这就意味着电源的动态特性是可变的,能顺应负载在相当大的范围内变化同时还能保证一定的性能,同时还需要不断在控制算法、自适应方面实现突破。
汽车:电源管理的下一个市场
那么除了智能手机之外,电源管理IC的下一个风口在哪里呢?
最近有消息显示,电动汽车领域的无线充电技术也在加速落地。
外媒报道称,宝马已在其530e混动版汽车上尝试推出无线充电技术,宝马提供一款充电配件,将其连接到一个220伏的插座,汽车传感器就会自动化感应充电。通过应用该技术,530e的9.4kWh电池可以在3.2kW的功率下用3.5小时将汽车充满电。
有专家表示,电动汽车的无线充电作为一个新兴领域,在当前市场上找不到可以借鉴的技术路线和商业模式,需要从零开始探索。这对于电源管理IC来说不可谓不是一个巨大的机遇。
总结
终端设备的多元化正在给电源管理IC提出更多的要求,精细化、模块化、智能化将会成为未来的必然趋势。
相信在苹果等终端厂商的带领下,随着无线充电等新技术的兴起,以及在新的领域的应用,电源管理IC作为一个必不可少的部件,不仅要面对诸多的挑战,也会迎来巨大的发展机遇!