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物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)門檻降低 電源管理IC發(fā)展趨勢(shì)明朗

作者:深圳市卓銥貴金屬科技有限公司 日期:2019-06-10 點(diǎn)擊:1912
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如果把處理器和傳感器分別比作是電子設(shè)備的“大腦”和“五官”,那么電源管理IC就是電子設(shè)備的“心臟”,其重要性不言而喻。從市場規(guī)模來看,1998-2005年全球電源管理IC的年復(fù)合增長率達(dá)到15%。最近幾年,電源管理市場隨著筆記本電腦、平板、手機(jī)市場的飽和而逐漸放緩;現(xiàn)如今,隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,電源管理IC的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸從消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信延伸至汽車電子、新能源、智能硬件等領(lǐng)域,或許會(huì)迎來新的市場爆發(fā)契機(jī)。
然而電源管理IC在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代也不可避免地遇到一些問題。一方面,傳統(tǒng)的電源管理IC逐漸無法實(shí)現(xiàn)低輸出電壓范圍的精準(zhǔn)穩(wěn)壓、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等來匹配高性能芯片的功能需求;另一方面,由于物聯(lián)網(wǎng)具備體量巨大但市場碎片化、應(yīng)用分散化的特性,如何通過提升電源管理IC的設(shè)計(jì)靈活性和簡易性來加速產(chǎn)品上市時(shí)間,以及根據(jù)應(yīng)用需求做定制化成為電源管理IC需要直面的難題。
1.好鍋配好蓋,數(shù)字化、定制化電源管理IC匹配碎片化的物聯(lián)網(wǎng)訴求
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,功能越來越強(qiáng)大的服務(wù)器、通信設(shè)備等產(chǎn)品推動(dòng)了半導(dǎo)體工藝技術(shù)不斷升級(jí),體積小、性能強(qiáng)大的芯片要求電源管理IC能提供更智能的控制環(huán)路、更快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、更高的電壓反饋精度以及更簡化的外圍電路布局設(shè)計(jì)。面對(duì)這些要求,擁有集成度高、快速響應(yīng)、設(shè)計(jì)靈活、可控性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)的數(shù)字電源技術(shù)備受青睞。
舉個(gè)例子,無人機(jī)在空中飛行時(shí)的環(huán)境瞬息萬變,要想實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的動(dòng)態(tài)平衡,除了應(yīng)用磁性角度傳感器(Angle Sensor)來確保馬達(dá)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)以及24G/60G雷達(dá)定位的配合使用,數(shù)字電源IC的作用也至關(guān)重要。因?yàn)樵陲w行中,數(shù)字電源IC要能夠精確而迅速地分配不同的動(dòng)態(tài)電壓到螺旋槳的直流無刷電機(jī),進(jìn)而控制不同螺旋槳的旋轉(zhuǎn)力度來保證飛機(jī)的平穩(wěn)飛行。這個(gè)時(shí)候,數(shù)字電源快速響應(yīng)、在輸出電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)極高精確穩(wěn)壓的優(yōu)勢(shì)在無人機(jī)上凸顯的淋漓盡致。
隨著物聯(lián)網(wǎng)各種電源管理IC應(yīng)用領(lǐng)域的不斷延伸,對(duì)數(shù)字電源IC的需求更加差異化,針對(duì)不同應(yīng)用做數(shù)字電源IC定制化成為未來的發(fā)展趨勢(shì)之一。
關(guān)于電源管理IC的定制化趨勢(shì),Altera的Enpirion電源產(chǎn)品中國區(qū)高級(jí)業(yè)務(wù)經(jīng)理張偉超指出,電源管理IC廠商需要認(rèn)真傾聽不同類產(chǎn)品系統(tǒng)芯片的需求,加強(qiáng)與數(shù)字組芯片廠家的溝通合作。只有這樣,電源IC的目標(biāo)設(shè)計(jì)規(guī)格才顯得更有意義,這種為系統(tǒng)性能需求而定制的電源設(shè)計(jì)最終能為產(chǎn)品性能、功耗優(yōu)化做出巨大的貢獻(xiàn)。
加強(qiáng)主芯片廠商與電源管理IC廠商合作以滿足定制化需求,似乎遠(yuǎn)不如并購來的簡單粗暴,近些年國外的一系列市場并購案例更是佐證了這一點(diǎn):高通收購Summit、Altera收購Enpirion、Microchip收購Micrel、MTK收購Richtek、Altera收購ZMDI的數(shù)字電源控制器部門等等。相比于國外的并購動(dòng)作連連,盡管2015年以紫光集團(tuán)為代表的中國半導(dǎo)體企業(yè)和產(chǎn)業(yè)資本大舉海外出擊,但鮮有關(guān)于對(duì)優(yōu)秀電源管理IC企業(yè)的收購案例來彌補(bǔ)國內(nèi)在數(shù)字電源管理的不足。
電源管理IC的應(yīng)變之道
圖1:國外主芯片廠商收購電源管理IC廠商案例
2.降低物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)門檻,電源管理IC逐漸高度集成化、模塊化
集成度越來越高無疑是半導(dǎo)體的發(fā)展趨勢(shì),特別是近年來半導(dǎo)體SoC化的趨勢(shì)帶動(dòng)了電源管理IC的模塊化發(fā)展。電源管理IC的模塊化可以提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性和簡易性,簡化外圍電路,同時(shí)縮短開發(fā)周期,降低系統(tǒng)開發(fā)成本,給電源管理IC帶來的好處顯而易見。
以數(shù)字電源IC為例,“目前數(shù)字電源技術(shù)在高壓應(yīng)用市場的主要方案包括:采用硬編碼的數(shù)字IC、采用單獨(dú)的微控制器等方案。但是前者在靈活性方面,以及后者在BOM成本方面,依然是阻礙數(shù)字電源在眾多終端設(shè)備中使用的主要因素。”英飛凌電源管理及多元化市場事業(yè)部中國區(qū)總監(jiān)梁錦文表示,“英飛凌推出的.dp數(shù)字電源平臺(tái),內(nèi)置CPU、高低邊驅(qū)動(dòng)以及高壓啟動(dòng)等多項(xiàng)可設(shè)置的模擬和數(shù)字功能,大大提高設(shè)計(jì)的靈活性和系統(tǒng)性能。而且由于外圍電路簡單、設(shè)計(jì)周期短,還可以減少系統(tǒng)的綜合成本,加快將新產(chǎn)品推向市場的步伐。”
.dp數(shù)字電源平臺(tái)為LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)帶來便利,英飛凌照明IC營銷負(fù)責(zé)人Ulrich Vom Bauer表示:“采用了英飛凌的數(shù)字化控制器,LED驅(qū)動(dòng)電源可以在生產(chǎn)結(jié)束時(shí)才確定產(chǎn)品規(guī)格,這能為客戶帶來更大的靈活性,因?yàn)樗麄儾槐卦倩ㄙM(fèi)很大代價(jià)去設(shè)計(jì)新的產(chǎn)品型號(hào)。借助.dp digital power 2.0,開發(fā)時(shí)間最多可縮短70%,因此,客戶能顯著加快將新產(chǎn)品推向市場的步伐。”

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