電源管理芯片在電子元器件中的作用越來越重要,雖然名氣并不大,不過沒有一個(gè)電子產(chǎn)品敢于忽視電源管理芯片。尤其是手機(jī)進(jìn)入智能化時(shí)代后,電源管理芯片的作用更加顯著。
幾年前,電源管理芯片還僅僅是集成穩(wěn)壓器件和DC/DC轉(zhuǎn)換器,為了應(yīng)對(duì)不同的需求,現(xiàn)在電源管理芯片產(chǎn)品種類眾多,而且從各種產(chǎn)品的市場(chǎng)份額來看,市場(chǎng)結(jié)構(gòu)顯得比較分散,份額最大的LDO也只占據(jù)了20%的市場(chǎng)份額。其次是DC-DC、Driver和PMU,市場(chǎng)份額均不到15%,其它產(chǎn)品的份額都在10%以下。
電源管理芯片可以大致可以分成8個(gè)種類:
1、AC/DC調(diào)制IC。內(nèi)含低電壓控制電路及高壓開關(guān)晶體管。
2、DC/DC調(diào)制IC。包括升壓/降壓調(diào)節(jié)器,以及電荷泵。
3、功率因數(shù)控制PFC預(yù)調(diào)制IC。提供具有功率因數(shù)校正功能的電源輸入電路。
4、脈沖調(diào)制或脈幅調(diào)制PWM/PFM控制IC。為脈沖頻率調(diào)制和/或脈沖寬度調(diào)制控制器,用于驅(qū)動(dòng)外部開關(guān)。
5、線性調(diào)制IC(如線性低壓降穩(wěn)壓器LDO等)。包括正向和負(fù)向調(diào)節(jié)器,以及低壓降LDO調(diào)制管。
6、電池充電和管理IC。包括電池充電、保護(hù)及電量顯示IC,以及可進(jìn)行電池?cái)?shù)據(jù)通訊“智能”電池IC。
7、熱插板控制IC(免除從工作系統(tǒng)中插入或拔除另一接口的影響)。
8、MOSFET或IGBT的開關(guān)功能ic。
目前,全球電源芯片市場(chǎng)呈現(xiàn)上漲的態(tài)勢(shì),市場(chǎng)研調(diào)機(jī)構(gòu)TransparencyMarketResearch(TMR)最新研究報(bào)告指出,2013~2019年,全球電源管理芯片市場(chǎng)年復(fù)合成長(zhǎng)率(CAGR)將達(dá)6.1%。就市場(chǎng)規(guī)模而言,到2019年全球電源管理芯片市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到470億美元左右。亞太地區(qū)承擔(dān)主要的增長(zhǎng)動(dòng)力,北美則作為全球第二個(gè)市場(chǎng)。
在應(yīng)用方面,消費(fèi)型電子依然是消耗電源管理芯片最多的產(chǎn)業(yè)。以手機(jī)為例,智能手機(jī)由許多不同功能的模塊組成,每個(gè)模塊所需供電電壓各不相同,由鋰電池直接供電無法滿足各模塊要求,因此需要一個(gè)高效率電源管理芯片,把鋰電池提供的電壓用不同方法按照需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié),達(dá)到期望的電壓值,以滿足各個(gè)模塊的需要。除了消費(fèi)型電子,汽車電子、新能源和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域也相繼發(fā)力。隨著應(yīng)用的不斷創(chuàng)新,電源管理芯片的市場(chǎng)也呈現(xiàn)出需求多樣化,應(yīng)用細(xì)分化,更多高性能電源管理芯片的市場(chǎng)需求也不斷深化以及擴(kuò)展化,更好地為滿足系統(tǒng)創(chuàng)新,性能提升而服務(wù)。
電源管理芯片的類型也在發(fā)生著改變,數(shù)字電源管理芯片展現(xiàn)出極大潛力。憑借靈活、快速響應(yīng)、高集成度以及高度可控的巨大優(yōu)勢(shì),數(shù)字電源已顯示出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)IHS公司旗下IMSResearch的報(bào)告,預(yù)計(jì)2017年全球數(shù)字電源市場(chǎng)營(yíng)業(yè)收入將增至124億美元,數(shù)字電源管理芯片市場(chǎng)將達(dá)到26億美元。數(shù)字電源市場(chǎng)以服務(wù)器和通信設(shè)備應(yīng)用為主導(dǎo),同時(shí)拓展至其他更多應(yīng)用領(lǐng)域,逐漸從模擬電源芯片手中接過市場(chǎng)主導(dǎo)權(quán)。除了數(shù)字化,模塊化和智能化步伐也在加快,體積小、低EMI以及更快的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)和更低噪聲的智能電源管理芯片需求量越來越大。
目前,電源管理廠商還是以日企和歐美廠商為主導(dǎo),國(guó)產(chǎn)廠商數(shù)量龐大但產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)規(guī)模和歐美比仍有差距。接下來,與非網(wǎng)小編將列舉一系列具有代表性的電源管理芯片廠商以及他們?cè)陔娫垂芾硇酒矫孀钚碌钠髽I(yè)動(dòng)態(tài)。
德州儀器(TI)
美國(guó)德州儀器公司(簡(jiǎn)稱:TI)是世界上最大的模擬電路技術(shù)部件制造商,全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體跨國(guó)公司,以開發(fā)、制造、銷售半導(dǎo)體和計(jì)算機(jī)技術(shù)聞名于世,主要從事創(chuàng)新型數(shù)字信號(hào)處理與模擬電路方面的研究、制造和銷售。除半導(dǎo)體業(yè)務(wù)外,還提供包括傳感與控制、教育產(chǎn)品和數(shù)字光源處理解決方案。德州儀器(TI)總部位于美國(guó)德克薩斯州的達(dá)拉斯,并在25多個(gè)國(guó)家設(shè)有制造、設(shè)計(jì)或銷售機(jī)構(gòu)。
TI能夠提供超過25000種電源管理產(chǎn)品,是該領(lǐng)域絕對(duì)的巨頭。近幾年,TI在電源管理芯片領(lǐng)域頻繁發(fā)聲。2015年是TI在電源管理芯片發(fā)力的一年,整個(gè)上半年就密集發(fā)布了5款創(chuàng)新產(chǎn)品,包含LM5160A/LM5175/UCC28730/LMG5200和低成本數(shù)字電源BoosterPack??梢钥闯霎?dāng)時(shí)的TI不僅在模擬IC市場(chǎng)勢(shì)力強(qiáng)勁,在數(shù)字IC市場(chǎng)也不甘人后。
并且,TI很早就涉獵了無線充電領(lǐng)域。2015年,在無線充電領(lǐng)域深耕5年的TI終于獲得回報(bào),三星最新旗艦手機(jī)GalaxyS6選擇搭載TI的無線充電芯片,這使得TI在電源管理芯片領(lǐng)域邁出了重要一步。
日前,TI還發(fā)布了一款業(yè)界首發(fā)的電池充電控制器bq25703A和bq25700A,采用這款新型控制器的電池充電適配器可以通過USBType-C或者USBPD接口,向包括筆記本電腦、手機(jī)、無人機(jī)等采用不同界面或不同串?dāng)?shù)電池組的電子產(chǎn)品充電,而這將大大提高消費(fèi)者的充電使用體驗(yàn)。
安森美(ONSemiconductor)
安森美半導(dǎo)體是應(yīng)用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應(yīng)商。公司的產(chǎn)品系列包括電源和信號(hào)管理、邏輯、分立及定制器件,幫助客戶解決他們?cè)谄?、通信、?jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、工業(yè)、LED照明、醫(yī)療、軍事/航空及電源應(yīng)用的獨(dú)特設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),既快速又符合高性價(jià)比。公司在北美、歐洲和亞太地區(qū)之關(guān)鍵市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)包括制造廠、銷售辦事處及設(shè)計(jì)中心在內(nèi)的世界一流、增值型供應(yīng)鏈和網(wǎng)絡(luò)。
安森美半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的電源管理芯片能夠節(jié)省多達(dá)90%的待機(jī)能耗。安森美半導(dǎo)體的GreenPoint高能效電源參考設(shè)計(jì)系列包括ATX電源、液晶電視機(jī)電源和筆記本電腦適配器等,均符合現(xiàn)有的高效標(biāo)準(zhǔn)。
安森美一直就覬覦電源管理芯片老大的位置,近年來動(dòng)作頻頻。2015年下半年,安森美以邀約收購(gòu)的方式并購(gòu)了Fairchild,并購(gòu)之后安森美員工透露公司已經(jīng)成為電源管理芯片第一大廠,不過這句話并沒有市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)求證。
2016年10月,安森美推出高度集成的單芯片移動(dòng)電源方案用于開發(fā)下一代鋰離子電池供電的產(chǎn)品。可以為鋰電池提供寬廣的功率和5伏(V)、9V和12V工作的電壓/電流輸出范圍,通過簡(jiǎn)單的FET選擇,最大充放電能力達(dá)30瓦(W)。
近期,安森美再傳收購(gòu)新聞,很可能一舉拿下富士通晶圓代工業(yè)務(wù)部門進(jìn)一步增強(qiáng)自身實(shí)力。
英飛凌(infineon)
英飛凌科技公司于1999年4月1日在德國(guó)慕尼黑正式成立,是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司之一。其前身是西門子集團(tuán)的半導(dǎo)體部門,于1999年獨(dú)立,2000年上市。其中文名稱為億恒科技,2002年后更名為英飛凌科技??偛课挥诘聡?guó)Neubiberg的英飛凌科技股份公司,為現(xiàn)代社會(huì)的三大科技挑戰(zhàn)領(lǐng)域——高能效、移動(dòng)性和安全性提供半導(dǎo)體和系統(tǒng)解決方案。
英飛凌當(dāng)前在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域投入重兵,作為公司下一階段的業(yè)務(wù)重點(diǎn)。電源管理芯片業(yè)務(wù)則做出了一定程度的犧牲,目前無線充電業(yè)務(wù)部門被英特爾收購(gòu)。
ADI
ADI公司是業(yè)界認(rèn)可的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理技術(shù)全球領(lǐng)先的供應(yīng)商,擁有遍布世界各地的60,000客戶,涵蓋了全部類型的電子設(shè)備制造商。作為領(lǐng)先業(yè)界40多年的高性能模擬集成電路(IC)制造商,ADI的產(chǎn)品用于模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域。公司總部設(shè)在美國(guó)馬薩諸塞州諾伍德市,設(shè)計(jì)和制造基地遍布全球。
ADI一直都重視電源管理芯片市場(chǎng),2016年7月,ADI強(qiáng)勢(shì)并購(gòu)凌力爾特(LinearTechnologyCorp.),收購(gòu)總價(jià)為148億美元,收購(gòu)后的ADI成為僅次于TI的模擬IC大廠。收購(gòu)之前ADI大多數(shù)收入來自于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品,只有1.5億到2億的收入來自電源管理IC方面。而凌力爾特在電源管理領(lǐng)域有著強(qiáng)大的實(shí)力,此次交易將填補(bǔ)ADI電源管理方面的弱勢(shì)。
2015年模擬IC廠商排名
瑞薩(Renesas)
瑞薩科技是世界十大半導(dǎo)體芯片供應(yīng)商之一,在很多諸如移動(dòng)通信、汽車電子和PC/AV等領(lǐng)域獲得了全球最高市場(chǎng)份額。
2017年2月25日,瑞薩完成對(duì)創(chuàng)新型電源管理及精密模擬解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商Intersil公司的收購(gòu),此次交易使兩家公司的先進(jìn)技術(shù)和成熟的終端市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,鞏固了瑞薩電子作為先進(jìn)嵌入式系統(tǒng)全球領(lǐng)先供應(yīng)商的地位。
目前,瑞薩的發(fā)展重點(diǎn)在汽車電子市場(chǎng),完成收購(gòu)Intersil后瑞薩成為全球第二大車用半導(dǎo)體廠商。
富士通(Fujitsu)
富士通是世界領(lǐng)先的日本信息通信技術(shù)(ICT)企業(yè),提供全方位的技術(shù)產(chǎn)品、解決方案和服務(wù)。在全球擁有約159,000名員工,客戶遍布世界100多個(gè)國(guó)家。Fujitsu的核心產(chǎn)品是電流,電壓傳感器,廣泛應(yīng)用于可再生能源、電源、伺服、焊接、機(jī)車和電動(dòng)汽車等各個(gè)領(lǐng)域。
意法半導(dǎo)體(ST)
意法半導(dǎo)體(ST)集團(tuán)于1988年6月成立,是由意大利的SGS微電子公司和法國(guó)Thomson半導(dǎo)體公司合并而成。1998年5月,SGS-THOMSONMicroelectronics將公司名稱改為意法半導(dǎo)體有限公司。意法半導(dǎo)體是世界最大的半導(dǎo)體公司之一。
2016年,意法半導(dǎo)體在USBType-C、快充、無線充電、智能照明等領(lǐng)域發(fā)布了多款電源管理芯片,從意法半導(dǎo)體(ST)最近的動(dòng)作來看,“一個(gè)都不能少”依舊是其在堅(jiān)持的產(chǎn)品理念。
意法半導(dǎo)體產(chǎn)品組合可提供最先進(jìn)的USB專用解決方案,通過與高通平臺(tái)的合作,可支持全部藍(lán)牙Profile協(xié)議,最高可實(shí)現(xiàn)5A、100W的效率。據(jù)介紹,意法半導(dǎo)體已經(jīng)推出了基于高通QuickCharge3.0平臺(tái)的專用產(chǎn)品組合STQC30,擁有封裝小、集成泄放電阻、可設(shè)置電流分布、低待機(jī)功耗、自適應(yīng)過壓保護(hù)以及支持小于3V的工作電壓等競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
2017年的無線充電市場(chǎng),意法半導(dǎo)體依然表現(xiàn)搶眼。在MWCS2017上,意法半導(dǎo)體工業(yè)及電源轉(zhuǎn)換部門技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理王巧娣向與非網(wǎng)記者介紹了該公司無線充電相關(guān)產(chǎn)品和應(yīng)用的最新進(jìn)展。意法半導(dǎo)體在今年6月底發(fā)布了最新15W的無線充電解決方案,至此,該公司的無線充電產(chǎn)品系列涵蓋5W和15W的發(fā)射端及接收端,其中15W產(chǎn)品向下兼容5W產(chǎn)品。
恩智浦(NXP)
恩智浦半導(dǎo)體(NXPSemiconductors)是全球前十大半導(dǎo)體公司,創(chuàng)立于2006年,先前由飛利浦于50多年前所創(chuàng)立。
在快充市場(chǎng),恩智浦算是先驅(qū)企業(yè),在2013年恩智浦就研發(fā)出了能夠快速充電的電源芯片,不過令人意外的是,恩智浦并沒有繼續(xù)深耕電源芯片領(lǐng)域,而且2016年4月份,還傳出消息,由于標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品部門利潤(rùn)下降,恩智浦正在尋求出售電源部門的機(jī)會(huì),中國(guó)企業(yè)有意收購(gòu)。
目前,高通為了收購(gòu)恩智浦“委曲求全”,一旦恩智浦歸入高通門下,電源管理芯片可能會(huì)繼續(xù)運(yùn)營(yíng)下去,高通在快充領(lǐng)域盈利頗多,不太可能讓技術(shù)外流。
高通(Qualcomm)
高通創(chuàng)立于1985年,總部設(shè)于美國(guó)加利福尼亞州圣迭戈市,33,000多名員工遍布全球。高通公司是全球3G、4G與下一代無線技術(shù)的企業(yè),目前已經(jīng)向全球多家制造商提供技術(shù)使用授權(quán),涉及了世界上所有電信設(shè)備和消費(fèi)電子設(shè)備的品牌。
高通前一代電源管理芯片是由中芯國(guó)際(SMIC)生產(chǎn)的,后者在其8英寸晶圓廠使用0.18至0.153微米工藝來生產(chǎn)電源管理芯片。不過,接下來高通的電源芯片70%將在臺(tái)積電產(chǎn)線生產(chǎn)。
安華高(Avago)
安華高科技公司是一家設(shè)計(jì)、研發(fā)并向全球客戶廣泛提供各種模擬半導(dǎo)體設(shè)備的供應(yīng)商,公司主要提供復(fù)合III-V半導(dǎo)體產(chǎn)品。我們?cè)诟咝阅茉O(shè)計(jì)和集成方面擁有超群的實(shí)力。我們的產(chǎn)品組合廣泛多樣,在以下四個(gè)主要目標(biāo)市場(chǎng)中擁有約6500種產(chǎn)品,即:無線通信、有線基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品以及消費(fèi)品與計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備。我們的產(chǎn)品在這些目標(biāo)市場(chǎng)中可應(yīng)用于移動(dòng)電話、家用電器、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)與電信設(shè)備、企業(yè)存儲(chǔ)和服務(wù)器、發(fā)電和再生能源系統(tǒng)、工廠自動(dòng)化、顯示器、光學(xué)鼠標(biāo)以及打印機(jī)。
安華高在國(guó)內(nèi)名氣并不大,但是名不見經(jīng)傳的安華高卻曾在2015年一舉拿下了博通,讓人刮目相看。
除了上述這些廠商,MPS、Diodes、AMS、MTK、思佳訊和微芯科技等在電源管理芯片上也都有著不俗的實(shí)力,在無線充電和快充逐漸從手機(jī)領(lǐng)域滲透到汽車電子、PC和工業(yè)等領(lǐng)域后,上述廠商將在電源管理芯片領(lǐng)域?qū)⒃俅问斋@一波紅利。
可以看出,除了聯(lián)發(fā)科,國(guó)產(chǎn)電源芯片廠商具有代表性的幾乎沒有了。當(dāng)前國(guó)內(nèi)電源芯片市場(chǎng)逐年走低,在中國(guó)市場(chǎng)上,隨著國(guó)際電子產(chǎn)品制造業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移趨勢(shì)的減緩,多種電子產(chǎn)品的產(chǎn)量增長(zhǎng)率都不同程度的出現(xiàn)下降,甚至部分產(chǎn)品產(chǎn)量有所下滑,產(chǎn)量的降低直接造成了對(duì)上游芯片需求量的下降。不過,國(guó)產(chǎn)電源管理芯片依然要面對(duì)供過于求的尷尬局面,LDO雖然是中國(guó)電源管理芯片市場(chǎng)上份額最大的產(chǎn)品,但由于參與競(jìng)爭(zhēng)廠商較多,價(jià)格持續(xù)下降,因此發(fā)展速度明顯放緩。
國(guó)內(nèi)電源管理芯片市場(chǎng)趨勢(shì)
大陸廠商包括矽力杰、晶豐、士蘭微、芯朋微、東科、比亞迪、富滿、瑞之辰、芯龍、航天民芯、拓微、微盟、貝嶺、天源等在電源管理芯片方面均有涉獵,臺(tái)灣也有昂寶、UTC、德信、立锜、UP、富昌、合泰等,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)差的并不是參與廠商數(shù)量,而是高端技術(shù)和行業(yè)巨頭數(shù)量。
與應(yīng)用處理器之類大規(guī)模數(shù)字集成電路相比,電源管理類芯片的進(jìn)入門坎相對(duì)來說并不高,這也正是國(guó)產(chǎn)電源廠商數(shù)量龐大的原因。在模擬電源管理芯片層面,國(guó)產(chǎn)廠商和世界一流廠商的差距并不明顯。一方面是基于傳統(tǒng)模擬技術(shù)的電源管理產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上已沒有太大難度,另一方面國(guó)內(nèi)企業(yè)在芯片封裝和代工水平也已經(jīng)達(dá)到了一流電源管理芯片采用的水準(zhǔn)。
但也正是由于技術(shù)門檻不高,國(guó)產(chǎn)模擬電源管理芯片過早的產(chǎn)能過剩,價(jià)格戰(zhàn)提前開打,大廠心力交瘁,小廠為了生存無所不用其極,研發(fā)新技術(shù)動(dòng)力明顯不足。
針對(duì)模擬電源管理芯片而言,國(guó)產(chǎn)大廠需要做出表率,加大研發(fā)力度,提高產(chǎn)品技術(shù)水平,用技術(shù)引導(dǎo)市場(chǎng)結(jié)束價(jià)格戰(zhàn)。另一方面,數(shù)字電源管理芯片是未來的大趨勢(shì),這也是國(guó)產(chǎn)電源管理芯片廠商的弱項(xiàng)和機(jī)會(huì)。數(shù)字消費(fèi)電子產(chǎn)品越來越注重便攜和小巧,使得電源管理芯片必須具備能耗低、效率高、體積小和散熱快的特點(diǎn),隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),節(jié)能設(shè)計(jì)也將是一個(gè)重頭戲。由于數(shù)字電源管理系統(tǒng)對(duì)周邊外圍元件要求較高,國(guó)內(nèi)電源管理芯片市場(chǎng)進(jìn)入數(shù)字化將對(duì)整個(gè)電源芯片行業(yè)進(jìn)行一次大升級(jí)。
整個(gè)電源管理芯片市場(chǎng),TI、英飛凌、ST、高通等依然是行業(yè)的巨頭,代表著行業(yè)的最高水準(zhǔn)。國(guó)產(chǎn)電源芯片廠商需要盡早想辦法結(jié)束價(jià)格戰(zhàn),回歸到技術(shù)和產(chǎn)品性能競(jìng)爭(zhēng)的常規(guī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)模式。數(shù)字化是國(guó)產(chǎn)廠商的機(jī)會(huì),中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)提到最多的就是“彎道超車”,數(shù)字電源管理芯片也許就是國(guó)產(chǎn)電源芯片廠商“彎道超車”的那個(gè)點(diǎn)。
高通創(chuàng)立于1985年,總部設(shè)于美國(guó)加利福尼亞州圣迭戈市,33,000多名員工遍布全球。高通公司是全球3G、4G與下一代無線技術(shù)的企業(yè),目前已經(jīng)向全球多家制造商提供技術(shù)使用授權(quán),涉及了世界上所有電信設(shè)備和消費(fèi)電子設(shè)備的品牌。
高通前一代電源管理芯片是由中芯國(guó)際(SMIC)生產(chǎn)的,后者在其8英寸晶圓廠使用0.18至0.153微米工藝來生產(chǎn)電源管理芯片。不過,接下來高通的電源芯片70%將在臺(tái)積電產(chǎn)線生產(chǎn)。