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智能手機電源管理芯片走向集成 仍要面對節能挑戰

作者: 時(shí)間:2008-04-09 來(lái)源:中國電子報 收藏

  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。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/81362.htm

  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。



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