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《中国电子报》采访水清木华研究总监周彦武:手机电源IC集成还是分立?
摘要:
     随着电子产品向轻薄短小、数字化和集成多功能等方向发展,电源管理IC的地位日趋重要。iSuppli统计,2004年全球电源管理半导体市场从2003年179亿美元,大幅增长18%至212亿美元,2005年又在2004年基础上进一步增长5%左右。

   

《中国电子报》采访水清木华研究总监周彦武:

手机电源IC集成还是分立?

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【来源:中国电子报】 【作者:梁红兵】

  随着电子产品向轻薄短小、数字化和集成多功能等方向发展,电源管理IC的地位日趋重要。iSuppli统计,2004年全球电源管理半导体市场从2003年179亿美元,大幅增长18%至212亿美元,2005年又在2004年基础上进一步增长5%左右。

  集成是趋势

  随着手机中彩屏、游戏、内置摄像头和GPS等功能的日益多样化,电源管理已经成为越来越重要的设计挑战。随着3G的到来,手机不仅要浏览网页、发送电子邮件、拍摄数码照片,甚至要能播放视频流,这些都给电源管理带来巨大挑战。

  在如手机等便携式应用领域,多种器件整合已是必然。我国台湾电源管理芯片厂商立锜科技就曾指出,未来基于空间小以及高效率的需求,整合势在必行。唯开通信(中国)有限公司常务副总经理王志勇在接受中国电子报记者采访时强调,手机电源管理IC被集成到一个芯片中应该说是一种趋势。“这样做的优点是体积更小,手机设计更容易进行。”王志勇说。

  水清木华咨询有限公司研究总监周彦武认为,手机半导体必须走平台化战略,只有平台化战略才有可能满足手机厂家快速出货、成本低廉、性能优良的要求。单单基频是不够的,电源管理单元和射频也是必需的。“单独的电源管理单元很难获得手机厂家的认同,因为手机都是平台开发模式,设计者不会选择独立的电源管理单元。”周彦武说。

  灵活性受影响

  系统芯片厂商把电源芯片集成在IC产品里,电源都整合在里面,工程师要换就比较难,益登科技销售经理刘赣在接受中国电子报记者采访时认为,手机电源管理IC被集成到一个芯片中是趋势,但设计和采购的灵活性受到影响。“随着多媒体的不断扩展,集成进基带的电源管理单元不能满足全部的需求。”刘赣认为。

  目前SoC的集成度越来越高,一些高端便携式产品处理器内部都已经集成了电源管理部分,这样系统厂商就可以免去再在外围搭配相应的电源管理芯片。如果越来越多的各种电源管理功能都集成到处理器内,在这些领域中单独的电源管理芯片市场空间似乎越来越小。

  但在许多应用中,电源管理是一个独立的器件,它需要特别的技术,这与处理器的技术并不相同。使用外部的电源管理将使整个系统更容易升级,而且更灵活,电源管理IC是集成还是分立,这是一个问题的两个方面。

  整体设计成本下降

  把电源管理IC集成到一个芯片中,整体设计成本肯定会有所下降,唯开通信(中国)有限公司常务副总经理王志勇在接受中国电子报记者采访时强调,手机电源管理IC被集成到一个芯片中,整体设计成本会降低,但同时也带来一些负面的影响,“维修的成本将增加,同时会带来一些生产工艺上的问题。”王志勇强调。益登科技销售经理刘赣也认为,手机电源管理IC被集成到一个芯片中,会使整体设计成本降低。对于像手机这样更新速度较快的产品,缩短新产品的上市时间就显得非常重要。现在越来越多的处理器集成了电源管理功能,或者使用特定的电源模块。

  现代手机已经变成一个袖珍媒体中心,更新的照相手机将包括更高分辨率的照相机、闪卡和类似指纹传感器的个人安全装置。如何通过蜂窝电话电源管理技术将如此精巧复杂的移动设备的电池工作寿命保持高水平,对任何设计者来说都是未来几年内最重大的工程挑战之一。

  专家观点

  独立电源管理单元难获手机厂家认同

  ■水清木华咨询有限公司研究总监 周彦武

  2004年通信领域电源管理IC市场规模大约为19亿美元,占整个电源IC市场的33%,未来5年的复合增长率大约为17%。通信领域主要指的就是手机。

  对手机来说,电源管理单元(PMU)是构成手机半导体平台不可或缺的关键元件,任何手机半导体平台厂家都有电源管理单元产品的技术和产品,高通、德州仪器、英飞凌、飞思卡尔、飞利浦、ADI、联发科、AGERE都有电源管理单元产品,有些厂家将电源管理集成到模拟基频里,或者将音频放大等简单功能集成在电源管理单元里。PMU的市场也被这些手机平台大厂完全掌控。手机平台大厂也靠此增强平台整体的竞争力。这对中国手机半导体厂家具有非常重要的借鉴意义,中国有展讯、T3G、凯明等数家立志在手机基频领域开拓事业的厂家,这些厂家必须认识到,手机半导体尤其基频必须走平台化战略,只有平台化战略才有可能满足手机厂家快速出货、成本低廉、性能优良的要求。

  电源管理单元未来的市场集中在MP3和PMP上,单独的电源管理单元很难获得手机厂家的认同,因为手机都是平台开发模式,设计者不会选择独立的电源管理单元。而手机里分离式的电源管理IC主要是DC/DC转换IC和LDO。DC/DC变换主要是给基频部分供电,LDO主要是给射频部分供电。两者都有集中到PMU之中的趋势。不过有一种LDO,它主要负责为白光LED供电。因此特别称之为白光LED驱动IC,基本上是都是采用分离型的设计。

  虽然白光LED驱动IC领域有近百个厂家,但是每个手机的显示屏大小、显示屏分辨率、所用LED数量、是否有闪光灯、是否用装饰用LED、装饰LED的数量、是否有副屏、副屏大小,是否是OLED等,这些不可能全部相同,因此也就没有通用型的白光LED驱动IC,所以市场空间仍然存在。目前这个市场上比较大的厂家有德州仪器、TOKO、凌特、研诺逻辑、国家半导体、安森美、立锜、美信、飞兆等。

  市场分析

  随着3G时代的到来,下游3G设备的市场需求必将带动上游芯片市场的发展,以手机为例,3G手机需要能提供语音、数据传输与多媒体功能。手机功能和显示屏幕尺寸的提升将直接带来更大的电能消耗,除了改进电池本身以外,改进手机电源管理功能也将是提升手机功效的有效方法。我国电源管理芯片未来几年将保持快速发展,网络通信类电源管理芯片市场也将在2006年开始逐渐回升,到2008年,我国网络通信类电源管理芯片市场将达到118.8亿元。

  通信电源IC市场将达120亿元

  去年全球电源管理芯片

  销售额为90.2亿美元

  由于受到下游整机设备需求不旺的影响,2005年全球电源管理芯片市场发展缓慢,在经历了2003年和2004年的高速发展之后,全球半导体市场发展趋缓,其中电源管理芯片销售额90.2亿美元,同比增长8.9%,远低于2004年26.1%的增长率水平。

  虽然全球电源管理芯片市场发展缓慢,但中国国内市场下游整机需求旺盛,中国电源管理芯片市场仍然保持较快速度发展,全年实现27.5%的增长率,明显高于全球8.9%的增长水平。

  由于整机设备产量的疲软,直接导致了网络通信类电源管理芯片市场发展速度的减缓,手机虽然保持了较高的增长率,但PHS设备、BSC、DSL终端和固定PBX等设备产量都低于2004年产量,由于大量的通信设备整机产量下滑以及芯片价格的下降,致使2005年网络通信类电源管理芯片的市场份额有所下降。而且网络通信类市场较大,该领域市场疲软也直接导致了中国电源管理芯片总市场的增长速度与2004年相比有所减缓。

  3G手机产量提高

  刺激电源管理IC发展

  从有关统计数据来看,虽然2005年我国网络通信类电源管理芯片的增长率只有14.2%,是近几年来最低水平,但随着全球半导体产业度过周期性波谷,我国网络通信类集成电路的发展速度也将在2006年开始回升,随着将来3G应用的推广,将为我国网络通信类集成电路带来新的增长点,由于中国3G时代的到来,下游3G设备的市场需求必将带动上游芯片市场的发展,以手机为例,除了改进电池本身以外,改进手机电源管理功能也将是提升手机功效的有效方法。

  2G时代的手机大量采用LDO来为手机各个部件进行供电,LDO虽然具有成本低、封装小、外围器件少和噪音小的特点,但LDO转换效率低,且只能用于降压的场合,LDO的效率取决于输出电压与输入电压之比,在输入电压为3.6V的情况下,输出电压为1.5V时,效率只有41.7%,这样低的效率在输出电流较大时,不仅会浪费很多电能,而且会造成芯片发热影响系统稳定性。3G手机各个部件需要多个电压等级的供电,在很多情况下,尤其是压差大的情况下,LDO已经难以满足供电需求,因此DC/DC的解决方法成为一种取代LDO的解决方案,DC/DC转换的优势是升、降压均适用,效率高。目前,已经有自动PFM/PWM方式和DC/DC+LDO双模式的电源管理的解决方案。虽然无论哪种方案成本都将高于LDO,但的确能够解决LDO低效和只能降压的问题,未来我国3G手机产量的提高和手机电源管理功能的提升,将在一定程度上刺激手机电源管理芯片市场的发展。


原出处:http://it.sohu.com/20060516/n243255170.shtml


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