半导体

中国电源管理IC企业机会在新应用市场

作者:陈炳欣来源:中国电子报 电子信息产业网发布时间:2012-06-01 10:32我要评论

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飞思卡尔电源管理IC MC34708


 


6.1


数据来源:IHS iSuppli Research


全球能源需求的不断增长以及环境保护意识的逐步提升,使电源管理技术作为节能的有力推手越来越多地为人们所关注,电源管理芯片(PMIC)也越来越多地被应用到整机产品之中。不过,近年来由于电源管理IC行业的集成化趋势日趋明显,技术门槛与渠道门槛不断增高,传统的家电、数码产品等市场有被国际大型电源管理芯片企业所主导的趋势。未来中国本土厂商应将关注的重点放在LED照明、智能手机、智能电网等新兴的尚未形成明显壁垒的市场之上,进行有针对性的技术研发,这将是中国电源管理IC行业的长久发展之计。


节能作用明显 市场稳定增长


2012年电源管理IC营业收入将达到328亿美元,比去年的319亿美元增长2.8%%。


目前,“绿色环保”概念在全球范围内已经深入人心,而电源管理技术在提高产品功率效率方面可以发挥重要的作用。在终端设备中,电源管理芯片的重要使命是用尽可能低的电能消耗,帮助系统实现尽可能多的功能。电源管理方案主要从两个方面入手:一是提高电源的工作效率,二是降低设备处于低功率或待机状态时的功耗。在电机控制、电脑和消费类电子产品等领域中,电源管理IC都对节能产生重大影响。以德州仪器推出的绿色环保模式八引脚准谐振控制器UCC28600为例,不仅能够在满负载与轻负载的工作条件下提供较高的功率,而且还能降低无负载待机模式下的功耗。该器件可使DLP高清电视、LCD与等离子数字电视中的待机电源在有效功率模式下的效率超过88%%,而无负载功耗不到300mW。


由于电源管理技术在节能领域发挥了重要作用,电源管理IC产品也展现出稳定的市场前景。据IHS iSuppli公司的电源管理市场追踪报告,2012年电源管理IC营业收入将达到328亿美元,比去年的319亿美元增长2.8%%,未来5年电源管理营业收入将增长6.6%%。


集成化渐起 传统市场走向垄断


虽然手机电源管理市场非常大,但大部分厂商,特别是一些规模较小的中国企业很难介入。


目前,电源管理IC技术表现出越来越强的集成化趋向,如电源管理单元(PMU)的应用比例不断增高就是一例。原来手机中需要一些分立的电源管理芯片,如低压差线性稳压器(LDO)、直流直流转换器(DC/DC),但现在它们都被集成到手机的电源管理单元中。对此,安森美半导体电源及便携产品全球销售及营销高级总监郑兆雄就表示:“设计人员需要采用高集成度的电源管理IC配合简化设计及减小尺寸。以便携设备应用的电源管理IC为例,一方面便携设备集成的功能越来越多,无线数据及多媒体内容访问也急速增加,使电池供电时间问题更为棘手。设计人员的一种可行策略就是选择集成多种功能的主芯片组,同时选用高集成度的电源管理IC,帮助简化设计,使控制电源所需的资源减至最少,并将外形因数保持在可控范围之内。


不过,由于PMU主要是随手机整体平台(基带+射频+电源管理PMU),由大的平台厂商如德州仪器、联发科、意法半导体等企业供应。其他电源管理芯片企业介入这一市场十分困难。这样一来,虽然手机电源管理市场非常大,但大部分厂商特别是一些规模较小的中国企业很难介入。其他电脑、消费电子等应用电源管理IC的市场也存在这种被逐步垄断的情况。


新市场存机遇 智能终端增长最快


新兴市场、新的应用将是电源管理IC行业的机会所在。最为重要的是,这些市场目前的渠道壁垒不高。


“高效、节能、环保是未来电子产品发展的趋势,如何提高系统电源的效率是厂商们所关心的问题之一。随着国际环保意识的提高和对于绿色消费观念的深入,市场中将会出现越来越多的机遇,这些都是中国本土厂商可以长期发展的方向。”ADI公司电源管理部门市场工程师张洁萍指出,“未来几年,功率因数校正、能量回收、太阳能等新型能源技术将会成为电源管理的热点应用领域,并会促进电源管理产品的增长。照明、电信、智能电网、智能家电等领域同样具有巨大的增长空间,也是电源厂商重点关注的方向。”


郑兆雄也预测指出:“未来几年,全球与中国电源管理市场均将随着整体半导体市场的发展而不断增长。不同应用市场的增长将会有差别。总体上看,计算机应用市场总量仍是最大,但2011年~2015年间的年复合增长率(CAGR)仅为约4.6%%。消费类市场整体增长速度较低,但空调、电冰箱、洗衣机等白色家电为了提升能效而转向变频电机,为消费市场带来机遇。智能手机及多媒体平板电脑市场将高速增长。此外,LED照明、智能电表、传感器等将带动市场增长。总之,未来几年,包括智能手机、多媒体平板电脑在内的便携及无线市场、LED照明市场、车用市场将是电源管理IC增长最快的市场。”


可见,新兴市场,新的应用将是电源管理IC行业的机会所在。最为重要的是,这些市场目前的渠道壁垒不高,很多中国电源管理公司得以进入。对此,裴石燕即表示:“北京思旺电子一直专注于便携式产品和消费类产品的应用方面。我们将继续把重点放在这个我们占有较大份额的市场上。”


IC观察:应重点关注集成化与低成本


雷燕 陈炳欣


创新是IC行业的根本,一家企业如果不能为市场提供越来越好,越来越便宜的解决方案,最终必将没法生存。电源管理IC(PMIC)在节能减耗上发挥着重要作用,特别是在便携式电子产品中有着广泛的应用,市场前景广阔,也是中国IC企业发展的一个重要空间与方向。但是,无论前景多么美妙,要想占领市场,踏实地进行贴近市场需求的技术研发都是必不可少的。对当前技术走向的观察可以发现,PMIC正表现出越来越强的集成化、小型化与低成本化发展趋势。企业应当重点关注。


首先,智能手机等便携设备市场创新活跃,不断增加新的功能,但高集成度电源管理IC的开发周期相对更长,要能够更灵活地应对新的应用供电需求,设计人员需要采用高集成度的电源管理IC配合简化设计及减小尺寸。因此,集成化将成重要发展发向。


其次,由于智能手机集功能娱乐于一体,集成的功能越来越多,使得便携电源产品的空间限制越来越强,要求芯片级产品具有更小的体积,更少的外围器件。这就意味着电源管理IC在应对高集成性、可靠性等方面的挑战的同时,对外形因素也要加强关注度。此外,还要关注电源管理IC的封装技术不断进步,配合小尺寸要求。


最后,降低使用成本也是系统公司对电源管理IC选用十分重要的一环。而降低成本最关键的不仅仅是器件的价格,还应考虑如何帮客户降低系统总成本、提高性能价格比、减少上市的时间成本、研发成本和降低售后维护成本等。


专家观点


安森美半导体电源及便携产品全球销售及营销高级总监郑兆雄


集成与非集成均有市场


集成化是电源管理IC的重要发展趋势,但是事情又并非如此简单。


集成化是电源管理IC的重要发展趋势,但是事情又并非如此简单。一方面,设计人员需要采用高集成度的电源管理IC配合简化设计及减小尺寸,但在另一方面,智能手机等便携设备市场创新活跃,不断增加新的功能,高集成度电源管理IC的开发周期相对更长,要能够更灵活地应对新的应用供电需求,还是需要配合采用传统的DC-DC产品,实际上传统DC-DC产品也在随整体市场需求的增长而增长。


以便携设备应用的电源管理IC为例:


一方面,便携设备集成的功能越来越多,无线数据及多媒体内容访问也急速增加,使电池供电时间问题更为棘手。设计人员的一种可行策略就是选择集成多种功能的主芯片组,同时选用高集成度的电源管理IC,帮助简化设计,使控制电源所需的资源减至最少,并将外形因数保持在可控范围之内。安森美半导体的相应策略就是开发及提供一系列的微型电源管理IC,集成多个DC-DC开关转换器或低压降线性转换器,同时还可能集成其它多种控制或保护功能等。


另一方面,便携设备中不是所有电源都需要高集成度电源管理IC。实际上,随着便携产品功能不断增多,集成度相对较低的电源转换IC的需求也增加了,以此配合增加新功能。例如,为了给高耗电的应用处理器供电,设计人员可能需要使用DC-DC开关稳压器。安森美半导体推出了集成度相对较低的系列DC-DC开关降压转换器IC,如NCP6334B/C、NCP6338、NCP636x模块等。此外,如今许多智能手机都配备HDMI接口,方便用户传输视频数据。这些HDMI接口采用+5V电压供电,高于便携产品中常用的锂离子电池的供电电压,这时候就需要DC-DC升压转换器。安森美推出了针对HDMI端口供电应用的低噪声电荷泵DC-DC升压转换器CAT3200HU2,该器件接受2.7V至4.5V输入,提供5V/100mA输出,采用UDFN-8封装,适合于3V至5V的升压转换(也适合2.5V至3.3V升压转换)。


ADI公司电源管理部门市场工程师张洁萍


将产品技术应用紧密结合


由于空间的限制,要求芯片级产品具有更小的体积,更高的集成度。


现在的智能手机集成的功能越来越多,集功能娱乐于一体。对于便携电源产品来说,由于空间的限制,要求芯片级产品具有更小的体积,更高的集成度,更少的外围器件。这就意味着电源管理IC要应对电池使用时间、高集成性、可靠性、外形因子以及成本等方面的挑战。企业在推进产品开发时应了解系统的需求,最新的应用及技术发展的态势,将产品、技术和应用三者紧密结合。


ADI推出的便携电源产品ADP2370即具有高集成度特点。ADP2370的71DC-DC调节器宽输入电压范围:3.2V至15V输出电压可在0.8V至输入电压范围内调整,转换效率可达93%%以上,使设计人员可利用更小的面积支持更高的负载。


ADP2121则是业界最小的500mA、6 MHz同步降压式DC-DC转换器。专为对电路板面积和电池寿命有严格要求的便携式应用而优化,适合于对电路板空间和电池寿命有严格要求的便携式应用,如超薄智能电话、GPS和摄像机模块、便携式硬盘和媒体播放器。


紧凑型ADP2138是一款高效、低静电、DC-DC转换器。内部的开关允许在PWM模式下运行,从而为噪音敏感型负载提供低峰值的电源供给,或者使器件能够根据负载电流的变化在不同操作模式之间进行自动切换。ADP2138还提供欠压锁定,能够防止电池过度放电,并且具有软启动性能,能够防止启动电流的冲击,从而提高终端产品的安全性能和使用寿命。


ADI公司电源管理产品的优势在于频率高、体积小、效率高、集成性强、静态电流低,动态电压可调和灵活的接口。这些优势很好地解决了低功耗系统的电源挑战。ADI提供实验室电路和ADIsimPOWER工具,可简化电源电路的选择和设计工作。


飞思卡尔模拟、混合信号和电源产品部亚太区应用工程经理犹家元


平衡灵活性和定制化


如何处理灵活性和定制化两者间的平衡关系,是业界面对的另一挑战。


CPU的能力越来越强大,现在双核CPU在市场上比较普遍,四核CPU将会是下一个热点。CPU的飞速发展要求电源管理IC具备更高的灵活性,通过一个电源管理IC可以驱动多代CPU。所以灵活的器件将是趋势所在,消费者需要电源管理IC可以配置电压、功率能力、开机时序等等,这些需求要求更多像OTP这样的功能能够成为电源管理IC的常见功能。


如何处理灵活性和定制化两者间的平衡关系,是业界面对的另一挑战。不同的细分市场有不同的电源输入要求。但是关于CPU部分的电源管理应该是一样的,所以我们设计CPU部分的通用解决方案,来适应不同的应用要求。消费者可以把我们的解决方案融入到他们成熟的系统中去评估。例如Kindle eReader从第一版起就使用飞思卡尔PMIC来构建。不仅如此,更多的平板电脑和汽车信息娱乐元件制造商,也都使用飞思卡尔PMIC,MC13892,MC34708以及最新的器件如PFUSE系列。


和过去相比,目前掌上设备对电源管理的需求更加强烈,这类应用的一个重要的竞争点就在于电池的续航能力。显然,电源管理IC将会是掌上设备的一个重要组件,而且今年将随着掌上设备的强劲增长而增长。


北京思旺电子公司CEO裴石燕


关注细分市场


电源管理IC涉及的细分市场很多,企业应有针对性地进行关注。


能源节约已经成为一个社会问题。例如显示器和电视的低待机功耗已经成为吸引消费者的卖点,因此市场需要电源管理IC产品。


从技术趋势上看,电源管理IC主要包括电压调整和接口电路两大类。目前这两类产品的应用趋势是更加智能,电源芯片现在要提供PG(电源状态正常)。虽然这个趋势已经出现很多年,我们已经看到这个市场需求在明显上升,这表明如果迎合了消费者的应用需求,将会产生更多明智的决定。此外,电源管理IC的集成化趋势也很明显。这是市场发展过程的一部分,伴随着半导体行业兴起的第一天就存在的,现在之所以人人能买到越来越便宜而且功能越来越强大的手机,就是因为IC这个行业能让我们用更低的成本集成更多的晶体管,形成更多的功能。思旺电子一直在积极寻找新机会,期待为我们的客户提供更好的产品来帮助他们占有市场。


从市场趋势来看,电源管理IC涉及的细分市场很多,包括便携式产品、消费类电子产品、计算机、通信网络设备、工业设备和汽车电子等,企业应有针对性地进行关注。思旺电子一直专注于便携式产品和消费类产品的应用方面,我们将继续把重点放在这个我们占有较大份额的市场上。


责任编辑:电子信息产业网
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