不惧经济景气低迷,PMIC市场需求依然强劲
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这些看似矛盾的要求对系统中的电源管理方案造成了新的压力,在智能手机及平板电脑等日趋缩小的空间中集成更强大的功能,对于电源管理IC设计的挑战之一就是整合度的持续提升。凹凸科技(中国)有限公司电源管理部负责人认为,对于小型化便携智能设备来说,由于受到系统设计空间的限制,以及产品更新换代速度加快的影响,因此多种功能和类别的电源管理芯片必须进行高度集成化,然而这当中需克服的瓶颈相当多,具有一定的技术门坎。
O2Micro推出高集成度电源管理芯片
首先,芯片集成意味着将多种功能及不同特性的模块整合在一起,因此芯片设计人员是否具有相关功能产品的量产设计经验显得极为重要。他强调:“对于很多原本产品线就很单一的芯片设计人员来说,要重新学习并设计新功能的模块且进行高度集成化,这需要走很长一段艰辛路。其次,即使某些公司原来就有多种相关功能的产品组合,但是,芯片集成化还会面临芯片设计的工艺问题。”
富鼎先进市场部协理李景耀
具体而言,以前是用不同工艺设计和制造不同功能的芯片,现在,需要采用同一种工艺设计和制造不同功能模块的芯片,所以,对芯片工艺的理解和把握是一种很大的挑战。
另外,他还强调,电源管理IC的集成化将面临一种定制化的趋势,高度集成化的方案需要符合某一种或几种主流系统的设计要求,这就意味着芯片设计厂商需要有良好的客户和上游资源,在产品设计初期就需要和相关合作伙伴商讨具体规格。
除了上述需求,便携式设备还对充电电源输入的路径管理、电源电压输出的多样性、电压转换的效率、多路电压输出的时序控制以及电池电量计算和管理提出严苛要求。针对这些需求,凹凸科技(O2Micro)推出了一系列低功耗、高性能的产品来满足智能手机和平板电脑的使用,例如:中小尺寸触摸屏的LED背光驱动芯片;低功耗、高效率的电压转换芯片;具有USB输入功能和升压转换功能的充电管理芯片;超低功耗且高精度的单节电池电量计芯片;以及高集成度的无线充电管理芯片等。
针对电源管理IC所面临的挑战,富鼎先进市场部协理李景耀特别强调封装技术的重要性,他指出,目前平板计算机及智能型手机多是将多组电源整合为单一电源方案,如此便造成热能集中的问题,因此封装体散热要求较其他电子产品为严苛。就整体而言,应用于可携式电子产品的PMIC封装基本上仍是以打线式或CSP方式为主。富鼎先进目前主要使用打线封装方式。
电源IC和CPU关系紧密,厂商合作不易打破
针对电源管理芯片的整合,富鼎先进李景耀表示,现阶段便携式电子产品PMIC的整合主要是纳入更多外部的PWM、LDO、MOSFET组件。另外,与其它电子产品不同的是,便携式电子产品的电源需求非常动态化,会随着操作环境不同而变化,所以PMIC必须随时接收CPU的指令进行调整,而便携式电子产品这种PMIC与CPU之间的紧密配合,甚至已扭转产业生态并促成竞争型态的转变。
也就是说,由于PMIC要收到CPU的控制,因此PMIC必须熟悉CPU的运作行为;两者之间沟通无误才能合作无间。因此,PMIC设计人员必须根据CPU的特定需求进行开发,才能设计开发出相应的PMIC,而CPU与PMIC设计一旦形成此种紧密的合作关系,其它电源管理IC厂商便很难再分一杯羹。
目前富鼎先进主要是针对特定领域开发完整的PMIC解决方案,在便携式领域则主要是提供单一功能电源IC,种类约有数百种。不过,富鼎先进李景耀指出,目前开发的PMIC与便携式电子产品有异曲同工之妙,都着重系统的整合。富鼎先进现阶段虽尚未针对平板电脑及智能手机提供PMIC完整解决方案,但也已经以单一功能电源IC攻入此领域。尤其是在中国大陆的白牌市场中,富鼎先进拥有极大的发挥空间。
为求提高产品竞争力,富鼎先进不断进行更高程度的整合,第一阶段主要是整合外部的MOSFET、 PWM、LDO等组件,并进一步减小外部电感值及电容的用量和体积。下一个阶段则是整合数字部分。数字及模拟整合的技术门坎较高,这方面的竞争者多是国外厂商,不过,富鼎先进认为唯有朝此方向发展,才能跟竞争厂商拉开距离。目前富鼎先进已在积极进行中,预计在2013年会有所成果。
突破低利润窘境,工业领域受重视
由于产品整体利润的降低,除了专注于智能手机及平板电脑等便携式电子产品市场的开拓外,许多厂商开始关注工业及汽车等高价值领域。而相较于消费性电子产品的需求,工业及汽车领域对于电源IC的要求更为严苛,非常强调质量、稳定性、耐用性,并要求更高的特性精度和更广的温度范围,且工业及汽车领域也采用许多认证流程来确保和追踪产品的质量,因此要切入工业及汽车领域并非易事。
以凹凸科技而言,该公司早在2004年就已切入了工业及汽车领域,同时,也不断有相应的产品推出。目前该公司在该领域的产品主要为用于车灯的LED高性能灯泡的驱动芯片、汽车多媒体系统上的GPS译码主芯片、新能源汽车上的电池检测和管理芯片以及LED和电池相关应用的工业类领域,例如专业级的电动工具、太阳能街景LED灯、以及电动自行车和高尔夫球车等。
富鼎也相当积极耕耘工业领域,并将重心放在中国大陆市场的开拓,其中包括UPS、AC、太阳能逆变器、电焊机、电磁炉等应用,在这些领域,富鼎先进主要是提供高压及大电流的IGBT产品,范围分布于300伏至1300伏之间。目前富鼎先进MOSFET、IGBT、电源IC月出货量约为一亿五千万颗左右。在应用市场分布方面,电源约占19%,显示占14%,笔记本和主板市场约占55%,其它则为12%。大陆市场对于公司整体营收的贡献则高达六成。[!--empirenews.page--]
尽管当前全球经济环境不佳,但电源管理芯片的需求每年都以稳定的增长率不断攀升,来自智能手机、平板电脑、LED照明市场及智能电视等领域的需求,仍将推动电源管理芯片市场规模持续扩大,尤其是中国大陆中市场的快速增长更是受到看好。