处理器厂需求殷 定制化PMIC销量走扬

2014-09-29 09:02:31来源: 新电子

    客制化电源管理晶片(PMIC)行情看涨。行动装置功能日益复杂,使得电源管理设计更为棘手;为克服此一问题,愈来愈多手机应用处理器开发商开始与电源晶片业者携手合作,为处理器打造量身订做的专属电源管理方案。

    客制化的电源管理晶片(PMIC)已完全取代标准稳压器,做为控制电池与手机电路之间电量的硬体。客制化电源管理IC是一种体积极小的高度整合先进产品,其单一晶片上最多可容纳三个切换式稳压器、二十六个独立的低压降线性稳压器(LDO)、数个液晶显示器(LCD)萤幕和键盘使用的发光二极体(LED)背光驱动程式、一个通用序列汇流排(USB)电源介面、数个振动器驱动程式及一个电池充电控制器。虽然在单一晶片上堆积各种功能好比“厨房水槽(Kitchen Sink)”,一个功能完整的电源管理IC,跟一个能将电源管理功能分配到不同IC的电源管理IC,两者之间还是有所差别。

Gartner研究总监Steve Ohr

    电源管理IC元件能选择开启或关闭智慧型手机各项功能,藉此管理电池耗电量。用单一整合式电压控制器代替多个稳压器,就能大幅减少体积及每项电源管理功能的成本。

    电源管理IC运作时,主要由内部的切换式稳压器为基频与应用处理器核心提供电源。这些装置每次负载下(Under Load)最多能消耗1瓦特(W)的电力,但切换式稳压器能让电池与处理器核心之间的能源传输达到最佳效率。处理器要能在短短数秒内完成各项任务,然后进入低功率待机模式,这样才能保存电池续航力。事实上,电源管理IC就是负责调整电压与频率,不仅要掌握电压水准,在处理器执行任务时,也要跟上电脉冲节奏;在任务完成后,放慢速度。

    因此,电源管理IC每年有多少使用量计算起来有点复杂。并不是有多少支手机,对应就有多少颗电源管理IC。每支智慧手机都会有不同的电源管理IC,每颗IC具备的电源管理功能亦大相迳庭;在个人电脑(PC)电路板上所占面积也不尽相同,平均售价(ASP)亦有所差异。

高阶手机带头冲 PMIC市场规模大幅增长

    高通(Qualcomm)、联发科等手机晶片供应商,都以功能众多的电源管理IC来搭售基频与应用处理器晶片,如Maxim或戴乐格(Dialog)这样的第三方供应商,必须要有与对手分享电路板空间的心理准备。

    以高通骁龙(Snapdragon)晶片组的例子来看,目前的趋势是将基频与应用程式处理器放在不同晶片上,有各自专属的电源管理IC。用单一能源管理IC驱动所有行动电话功能的做法已经落伍,分工反而成为最新趋势,将电源管理功能分散到不同晶片。这包括1个供应基频功能的电源管理IC、一个供应应用处理器的电源管理IC、一个利用智慧手机USB随身碟来充电的“介面电源管理IC”,有时还会针对无线电收发器外加一个电源管理元件。

    Gartner在季度预测报告中,追踪众多类别的手机,包括苹果(Apple)iPhone或三星(Samsung)Galaxy系列等高阶智慧手机;诺基亚(Nokia) 800系列中阶与基本款智慧型手机;以及外型类似“肥皂”或为掀盖式的传统手机。

    每一类手机的相关营收与单位生产量都在重新洗牌。但每种手机都反映出不同的电源管理IC架构:高阶智慧手机(尤其是基频及应用程式处理器位于不同晶片的机种)的架构功能强大,内建多颗电源管理IC。相较之下,低阶手机(为尽量缩减电源管理IC成本)就会降低电源管理功能的复杂程度,才得以整合入基频处理器入同一个套件里(甚是可能位于同一个晶片上)。

    Gartner预期,高阶智慧手机内部将采用不同应用处理器与基频处理器,再加上多颗电源管理IC(通常有一个负责应用处理器,另一个则负责基频处理器)。在基本款智慧手机方面,我们认为整合应用与基频处理器的案例会比较常见,也较常利用单一晶片的电源管理IC架构方案来管理电源。至于传统手机,我们预测电源管理功能将会尽量缩减,晶片组厂商也会努力将成本降至最低。

复制手机市场成功模式 PMIC应用版图延伸至平板

    Gartner预期,我们在智慧手机市场所观察到的电源管理IC趋势也将复制在平板装置市场。高阶平板采用量身订做的电源管理IC(有时甚至不只一颗)以执行各种任务。举例来说,苹果iPad所采用的主要电源管理IC由戴乐格所供应,里面还有支援高通基频处理器(支援无线功能)的高通制电源管理IC(PM8018)。这款平板装置的电源管理架构比智慧手机的更复杂,平板萤幕尺寸大了许多,因此不只得应付触控式萤幕控制器的需求,LED背光也相当耗电,主因系平板装置LED背光开启时间一定比手机长许多。

    iPad mini的LCD面板使用Silicon Mitus所制造的电源管理IC(SM4031),还有独立的LCD驱动程式,外加一个三星时脉控制IC(T-Con)。三星的7寸平板(Galaxy S2)采用自家应用处理器,但基频处理器则由英飞凌(Infineon)供应。Maxim大力推广的MAX8997电源管理IC也用在三星Galaxy S2。这款IC结合七颗降压式转换器、二十一颗LDO、一颗电池充电控制器、一个micro-USB介面、一个触觉反馈用的马达驱动器、一个LED相机闪光灯驱动器、十二个一般作用的输入输出(I/O)电路,还有一个内部整合电路(I2C)介面。

加快产品上市时程 客制化PMIC渐获中国手机品牌商青睐

    中兴、华为与联想中国大陆前三大手机品牌商已跻身全球顶尖智慧手机供应商之列,庞大的内需市场正是背后一大助力。全球售出的智慧型手机超过30%为中国大陆制造。这些业者是第三方电源管理IC的买家,但也会购买高通与联发科的产品。使用简易度对手机设计而言,是相对较新的概念(还有可行的设计参考架构),然却是手机制造商决定要与哪家IC厂商合作的重要考量之一。

无线充电/快速充电兴起 手机电源IC厂势力板块挪移

    然随着充电技术不断演进,几项技术因素可能会影响手机电源供应IC厂商的竞争态势。举例来说,在行动电话内部加装无线充电接收器,可能成为部分智慧型手机新厂商的市场差异化利器。

    无线充电功能,必须在手机背后加装旋状电感和无线充电接收IC,还可能要修改以手机micro-USB接埠进行连结的电源介面IC。无线充电联盟(WPC)宣称,有四十五款智慧型手机的充电座(售后市场配件产品)采用该联盟的Qi无线充电标准;另有十九款手机(包括诺基亚与乐金(LG)机种)内建充电电路。包括高通在内的十数家半导体制造商准备采用Qi无线充电标准推出相关产品,但市场还在等待最具影响力的几家手机供应商出面表示支持。

    “快速充电”电池技术(是一种让电池加快充电速度的技术)同样须要调整电源介面IC。若充电电压能升高,电池充电就会更快。大多数交流电配接器都能透过micro-USB连接埠提供5伏特电压。1800mAh(或每小时1800毫安培)电池要4小时才能充饱。举例来说,如果充电电压能提升到9伏特或12伏特,就能缩短充电时间。高通已针对交流电转接器设计一款电路,能连结手机内部位于USB接埠另一面的电源介面元件;这款电路能辨识电源介面可接收的电压量,电源介面则能自动进行调整。快速充电技术的“交握(Handshake)”机制,最多能减少75%的充电时间。

   将立体音效转码器整合到电源管理IC同一个晶片上,对高阶智慧手机来说并不足以构成市场差异优势,因为这类手机本身多半已经具备相当于家庭媒体中心的音效传真效果。戴乐格已针对特定客户推出相关产品,但其他电源管理IC供应商多半认为,将立体音效转码器和噪音极大的切换式稳压器放在同一个晶片后,所产生的音质将难为市场所接受。新品牌的中阶智慧手机供应商,多半认为立体声播放音效只要“够用就好”。

关键字:PMIC  电源管理

编辑:刘燚 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/2014/0929/article_23616.html
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