智能手機電源管理芯片走向集成 仍要面對節能挑戰

　　去年，全球生產(chǎn)了約11億部手機，因此，手機芯片市場(chǎng)非常龐大，但這一芯片市場(chǎng)的壟斷程度也在提高。

　　中原來(lái)采用的分立電源管理芯片已經(jīng)基本上被集成在一起，而技術(shù)的演進(jìn)仍在繼續。

　　電源管理芯片被集成大部分廠(chǎng)商再難介入

　　“現在，手機的電源管理芯片市場(chǎng)幾乎沒(méi)有什么可做的了。”一家芯片廠(chǎng)商負責人向《中國電子報》記者說(shuō)，“原來(lái)手機中需要一些分立的電源管理芯片，如低壓差線(xiàn)性穩壓器(LDO)、直流直流轉換器(DC/DC)，但現在它們都被集成到手機的電源管理單元(PMU)中。而且，PMU都是由國際上大的手機套片企業(yè)供應。這樣，除了新增功能外，大多數設計生產(chǎn)分立電源管理芯片的企業(yè)就沒(méi)有什么市場(chǎng)了。”

　　這位人士進(jìn)一步介紹說(shuō)，PMU這一產(chǎn)品幾乎可以承擔大部分手機電源管理的工作，主要負責對手機鋰離子電池供應的電能源進(jìn)行升、降壓及穩壓，將不同電壓的能源供給不同的手機工作單元，像處理器、射頻器件、相機模塊等，使這些單元能夠正常工作。而負責升壓、降壓及穩壓工作的正是原來(lái)分立的LDO和DC/DC，它們現在被集成，目前一個(gè)PMU中集成了七八個(gè)LDO和DC/DC芯片。

　　現在，PMU主要是隨手機整體平臺(基帶+射頻+電源管理PMU)，由大的平臺廠(chǎng)商，如德州儀器（TI）、聯(lián)發(fā)科（MTK）、意法半導體（ST）等企業(yè)供應，其他電源管理芯片企業(yè)幾乎無(wú)法介入這一市場(chǎng)。這樣，雖然手機電源管理市場(chǎng)非常大，但大部分廠(chǎng)商是沒(méi)有機會(huì )介入的，這一點(diǎn)有點(diǎn)像過(guò)去PC產(chǎn)品電源管理市場(chǎng)被逐步壟斷的發(fā)展情形。

　　雖然被幾個(gè)大廠(chǎng)壟斷，但手機電源管理芯片市場(chǎng)的容量是讓所有企業(yè)都注目的大市場(chǎng)。去年全球共生產(chǎn)了約11億部手機，如果每部手機采用的電源管理芯片按10元來(lái)計算，也有110多億元的規模。根據諾基亞的預測，2008年手機市場(chǎng)將比2007年增長(cháng)10%，達到12億部。與此同時(shí)，市場(chǎng)調研公司Databeans預測，2008年電源管理芯片市場(chǎng)增長(cháng)率為7%，而手機電源管理芯片市場(chǎng)的增速將更快。還有公司預測，2008年總體電源管理市場(chǎng)比起2007年應該會(huì )有15%～20%的增長(cháng)，而以便攜產(chǎn)品為首，將有新的應用大量出現?？傮w看來(lái)，2008年，手機電源管理芯片的規模仍然在百億元以上。在這個(gè)百億元規模的大市場(chǎng)上，壟斷程度已經(jīng)越來(lái)越高，大部分企業(yè)難再介入。

　　手機電源管理芯片需要低功耗低成本

　　在手機中，除了負責手機各部分電源管理工作的PMU外，像背光和新增功能的電源管理會(huì )需要兩三個(gè)LDO器件。手機設計公司德信無(wú)線(xiàn)的薛先生向《中國電子報》記者介紹說(shuō)，對于LDO，他們希望選擇靜態(tài)功耗低、價(jià)格便宜的器件，其中靜態(tài)耗電量應該在100μA以下。而記者了解到，目前市場(chǎng)上LDO價(jià)格在3美分左右，利潤已經(jīng)非常小。而對于已經(jīng)集成到PMU中的DC/DC器件，在器件的轉換效率達到90%以上后，價(jià)格就變成一個(gè)非常重要的選擇因素。記者了解到，目前市場(chǎng)上的DC/DC芯片銷(xiāo)售價(jià)在0.4美元左右。

　　薛先生表示，從手機整體設計上看，總的來(lái)說(shuō)，他們要選擇靜態(tài)耗電量低的器件，也比較看重價(jià)格。而他還強調，目前在手機節能設計上，手機設計公司耗費時(shí)間最多的是軟件代碼的優(yōu)化，主要是對芯片驅動(dòng)層代碼的調試。“雖然芯片廠(chǎng)商已經(jīng)做了調試，但我們還可以把驅動(dòng)層代碼進(jìn)一步優(yōu)化，使耗電電流更小。”他說(shuō)。他還介紹說(shuō)，像手機LCD部分的節電問(wèn)題，由于智能手機有時(shí)要選擇3.5英寸和3.7英寸的較大屏幕，而這方面的供應商非常少，貨源緊張，這時(shí)，這部分的節能設計就不是最重要的考慮因素了。

　　半導體廠(chǎng)商嘗試新方案提高芯片效率

　　芯片廠(chǎng)商應對智能手機低功耗設計的挑戰時(shí)，一方面提高DC/DC器件的轉換效率，減少在電源管理過(guò)程中的電源消耗。例如，TI近日推出400mA微型低功耗DC/DC轉換器TPS62270，這一轉換器的電源轉換效率達到95%，這也許是業(yè)界目前能夠達到的最高轉換效率，這能延長(cháng)各種應用中的電池使用壽命。與此同時(shí)，TPS62270轉換器能夠將輸出電壓降至0.9V，因而能夠很好地為各種器件供電，其中包括TI最新的C5000DSP、低功耗MSP430微控制器以及具備超精度處理器內核的控制器。

　　另一方面，一些企業(yè)也在改善手機PMU的節電設計，在此過(guò)程中提出了節電設計的新概念。美國國家半導體市場(chǎng)經(jīng)理VikSangha表示，在智能手機中電源方案已不單單需要高效率的LDO和DC/DC穩壓器了，而需要逐漸兼顧到手機整個(gè)系統的能耗管理問(wèn)題。他們就智能手機系統推出了降壓-升壓穩壓器以及后置穩壓器等新興電源管理技術(shù)，給智能手機帶來(lái)更多的節電特色。

　　VikSangha表示，在目前及未來(lái)的手機電源管理設計方面，在鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展速度尚不足以滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的能耗需求之時(shí)，要想讓智能手機能更長(cháng)時(shí)間地運行，引入革命性的電源管理技術(shù)已迫在眉睫。