由于智能手機、平板電腦等便攜式設備的大量應用，電源管理技術受到越來越多的關注，同時也帶來了新的挑戰。據了解，電源管理IC產品種類眾多，包括LDO、DC-DC、Driver和PMU等。近年來隨著手機等設備對電源管理要求的提升，一些分立的電源管理芯片，如LDO、DC-DC等，都被集成到電源管理單元(PMU)中。
電源管理IC將多領域爆發
拓墣產業研究所研究經理李永健指出，2013年大陸IC市場的最大亮點將是高性能低功耗處理器、無線通信、電源管理以及高速海量存儲芯片。據市調機構IHS iSuppli預計，2013年電源管理IC市場將達322億美元，增幅為7.6%。未來3年，市場將保持溫和增長，2016年營業收入預計將達到387億美元。包括消費電子、網絡通信、移動互聯領域都是目前最主要的市場，汽車電子、新能源領域也開始逐漸發力。
比亞迪股份有限公司總經理助理衛勇
在近期環球資源舉辦的IIC China 2013上，諸多中國本土Fabless就紛紛發布自己的電源管理IC產品。隨著面板應用的逐漸擴大，包括立錡、致新等臺系廠商紛紛加大面板市場布局，大陸的集創北方就推出了針對顯示面板的PMU產品9101A，可以實現“三屏合一”一體化解決方案。比亞迪則帶來了IGBT、電流傳感器等產品。據介紹，比亞迪的AC-DC產品已在三星、諾基亞、華為等手機充電器中廣泛采用，目前每個月的出貨均在1500萬片左右。比亞迪股份有限公司總經理助理衛勇表示，2013年是電動汽車正式發力的元年，隨著比亞迪今年電動汽車的爆發，對于相關電源管理IC營業額的提升有非常大的推動力。
鈺泰科技則重點推出了應用到智能電表上的輸入降壓芯片ETA2821及2841，該領域目前基本都是MPS、TI這樣的歐美廠商在做。甘戈表示，該器件的優勢是體積很小，效率很高，耐壓可以達到42V，工作電壓范圍很廣。42V的耐壓值使得這個系列的產品非常適合用于工業級別電子方面的應用。除了智能電表，還可以用到LED驅動、車載充電等領域。
第一大趨勢：充電電流提升迅速，2安培產品成主流
根據筆者從IIC展會上看到的幾款產品，可以看出目前電源管理芯片正呈現的幾大技術趨勢。隨著移動終端的屏幕越來越大，功能越來越多，意味著對電池的要求越來越高，電池的續航能力要更長，功耗和發熱要越低越好。
如何實現以上需求？
過去500毫安的充電電流已經不夠用了，目前手機上的充電電流已經出現1安培的，而在平板電腦上已經出現了向2安培發展的趨勢。鈺泰科技此次推出了一款業內首顆充電電流達到3安培的開關型充電芯片ETA6003。這款產品具有智能動態路徑管理功能，除了可以讓智能設備在充電器連接后全負載工作，更可以讓設備在充電器連接時在電池耗盡的情況下正常的運作。
鈺泰科技總經理甘戈表示，由于現在平板電腦、智能手機充電時間比較長，而USB近來充電電流比較小，現在電池的電量動輒幾千毫安。有了這個轉換開關后，與傳統的線性開關相比可以節省至少50%的充電時間，同時也會大大的減少整體的發熱和功耗。
“除了路徑管理50mOhm優秀的內阻可以讓電池延長續航時間，高效的開關型充電在充電過程匯總避免設備溫度上升，而讓設備用戶得到良好的體驗。”甘戈同時表示，電流輸出越大的話，外圍器件就可以越小，PCB體積也會越小。
第二大趨勢：處理器“核戰”促進智能電源管理需求
移動終端多核化也對電源管理提出了新的要求。
在Cortex-A9成為2012年中高端手機芯片標配之后，Cortex-A15架構自然成為2013年高端手機的必備品。受此影響，基于Cortex-A15處理器的電池供電應用也開始被大量推出。
日前德州儀器(TI)基于Cortex-A9及Cortex-A15處理器的電池供電應用，推出業界首款單芯片前端電源管理單元TPS65090。TI表示，該產品高度集成了1個4A開關PowerPath充電器、3個5A DC-DC降壓轉換器、7個負載開關、2個常開LDO以及1個10通道模數轉換器(ADC)。與采用分立式IC相比，可將板級空間銳減60%。據TI表示，TPS65090可最大限度提高電源效率，與分立式解決方案相比，可將電子產品的電池工作時間延長20%。
隨著移動終端越來越多采用多核處理器，對能耗的要求越來越高，ETA Solutions也為多內核的平臺開發出智能電源管理芯片ETA1459，通過智能的調控，使得系統即可以滿足滿負荷的應用環境，同時又可以通過動態調節輸出電壓達到節能目的。
“與以前的DC-DC不同在于，ETA1459可以跟這些內核通信，這樣就可以實現智能化，比如看電影完了后，電源芯片就會把電源負載降低，如果要看電影、玩游戲就會把電源調節上來，從而可以實現智能調節。”甘戈表示。
第三大趨勢:PMU集成與分立器件仍將長期存在
除了充電電流增大、“多核化”帶來的需求外，集成化是半導體產品發展的一大趨勢，電源管理芯片也不例外。其中，最為明顯的例子就是PMU產品。一個PMU可能集成了多個LDO和DC-DC等產品，能夠實現多種電源管理管理，是集成化趨勢最明顯的例子。
隨著移動終端主芯片集成度越來越高，設計人員更傾向于選擇集成多種功能的主芯片組加上MPU，幫助簡化設計。但這并不表示分立器件以后沒有發展前途了。
“很多客戶為什么選擇PMU？是因為目前很多功能是單顆器件沒有的，如果每個分立器件都可以實現這些功能的話，是可以與PMU進行抗衡的。”甘戈認為，集成化并不能解決全部問題，一個PMU往往只能針對某類應用，甚至某個產品，從某個角度來說有些類似ASSP（專用標準產品），其擴展應用性不如分立解決方案，而且分立解決方案可以根據需求選擇最適合的電源管理芯片，可以達到最高的能效，由于分立和集成各有優勢，因此，集成化和分立的解決方案將會一直長期存在。
此外，PMU的缺點在于它的成本高、靈活度差。對很多客戶來說，一旦用一家PMU后，就會跟這家客戶綁死，因為沒有第二家選擇。“其實分立器件并不差，如果廠商能夠把成本做得更低，靈活度更高，客戶會更愿意選分立器件，因為有Second sources，在議價方面也更有優勢。”衛勇認為，這么多年來電源管理AC-DC或AC-DC的拓撲架構并沒有發生本質變化，集成這一塊很多時候是通過工藝、或者DIE SIZE的增加來完成，這樣的單芯片在成本也不一定有優勢。
第四大趨勢：掌握晶圓制造能力的Fabless占據優勢
從全球電源管理IC的市場的份額來看，歐美公司仍然具有較大技術和市場優勢，但臺灣地區和大陸廠商正在奮起直追。一般來說，歐美公司的強項在于技術、管理以及經驗，而國內公司的強項在于服務和技術支持，同時還能保證更低的價格。當一款產品利潤比較高的時候，可能系統廠商還不太會考慮國內供應商，但一旦產品技術成熟、利潤下降后，系統廠商就需要Cost down，國內供應商的機會就來了。所以產品的需求往往發端于歐美，象一個浪一樣，隨后涌到韓日、臺灣，當這個浪涌到大陸時，量確實很大，但產品周期也快結束了。
由于電源管理IC的技術成熟度越來越高，許多產品的差異化并不是很大。這就造成了當Fabless難以為繼，擁有生產制造的廠商還可以保留20-30%利潤空間。“一輛電動汽車上的IGBT芯片用量，相當于一片六寸Wafer。如果我們的電動汽車一個月做到3萬臺，這就相當于一個中大型六寸晶圓廠的產能被我們全部吃完了。”衛勇表示，比亞迪收購寧波中緯，就是為了長遠布局進行的垂直整合。
