上個(gè)世紀(jì)90年代,臺(tái)灣地區(qū)僅有數(shù)家電源IC公司,而且都是外商,但發(fā)展至今,在臺(tái)灣地區(qū)模擬IC公司加入戰(zhàn)局后,幾乎有兩位數(shù)的公司都已投入電源IC領(lǐng)域,戰(zhàn)況之激烈可見一斑。臺(tái)灣地區(qū)模擬IC在近幾年有如此長足的發(fā)展,與臺(tái)積電及聯(lián)電以8英寸晶圓廠積極投入模擬相關(guān)制程有莫大的關(guān)系。在產(chǎn)品的分布上,DC-DC轉(zhuǎn)換器則幾乎已是每家電源IC業(yè)者必備的產(chǎn)品線。
就DC-DC轉(zhuǎn)換器而言,供應(yīng)商所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)從未曾間斷,例如電源系統(tǒng)的功率密度越來越高,面對(duì)這一發(fā)展趨勢(shì),電源管理IC及芯片封裝的設(shè)計(jì)人員必須進(jìn)一步改善熱阻及板面空間的使用效益。阿瑟萊特科技公司市場營銷處資深經(jīng)理王?;驼J(rèn)為,設(shè)計(jì)一款功率轉(zhuǎn)換器并不簡單,因?yàn)槠渲猩婕岸喾矫娴募夹g(shù)知識(shí)。功率轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)工程師必須對(duì)模擬及混合訊號(hào)電路的設(shè)計(jì)、變壓器繞組、電磁兼容性、封裝及散熱設(shè)計(jì)等有一定的認(rèn)識(shí)。
功率密度變大,設(shè)計(jì)難度增加
王福基進(jìn)一步指出,由于電子產(chǎn)品的功率密度越來越大,加上不同的電源供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)各有優(yōu)缺點(diǎn),因此系統(tǒng)廠商必須審慎考慮,作出最適當(dāng)?shù)娜∩幔趴纱_保所采用的封裝及散熱設(shè)計(jì)能夠滿足電源管理系統(tǒng)的要求。部分電子產(chǎn)品需要傳送大量數(shù)據(jù),令系統(tǒng)架構(gòu)越趨復(fù)雜,因此散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也越來越受到高度關(guān)注,相較于轉(zhuǎn)換效率較低的線性穩(wěn)壓器(LDO),高轉(zhuǎn)換效率的交換式DC-DC轉(zhuǎn)換器更切合某些應(yīng)用對(duì)于散熱的嚴(yán)苛要求。
富鼎先進(jìn)公司產(chǎn)品經(jīng)理李景耀則表示,在DC-DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用中,交換式DC-DC轉(zhuǎn)換器和和線性穩(wěn)壓器的目標(biāo)應(yīng)用訴求并不相同。整體而言,設(shè)計(jì)較簡單(無需控制器/MOSFET推動(dòng))、價(jià)格較便宜,且對(duì)散熱及功耗要求不高的應(yīng)用仍多采用線性穩(wěn)壓器,因此其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。而交換式DC-DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率要高得多,例如同為5~12伏的產(chǎn)品,線性穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換效率約只有40%,而交換式DC-DC轉(zhuǎn)換器則高達(dá)80~90%,因此高轉(zhuǎn)換效率便成為交換式DC-DC轉(zhuǎn)換器受到青睞的關(guān)鍵所在。
由于轉(zhuǎn)換效率高,交換式DC-DC轉(zhuǎn)換器可延長電池壽命,加上產(chǎn)生的熱能相對(duì)較少,因此可以減少散熱片的使用。綜合以上,交換式DC-DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用多屬要求系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率較高,且足以負(fù)擔(dān)較高成本的應(yīng)用,包括LCD TV、筆記本電腦、上網(wǎng)本、消費(fèi)性電子應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備等。線性穩(wěn)壓器和交換式DC-DC交換器雖有市場重疊之處,然而由于訴求不同,因此取代效應(yīng)并不大。
臺(tái)灣模擬科技公司業(yè)務(wù)處處長朱孝偉指出,交換式DC-DC轉(zhuǎn)換器和線性穩(wěn)壓器之間并不會(huì)發(fā)生取代的情況,因?yàn)榫拖到y(tǒng)成本考慮而言,交換式DC-DC轉(zhuǎn)換器需要有電容和電感的搭配,而線性穩(wěn)壓器則無需電感,所需電容值也小很多,更不要說交換式DC-DC轉(zhuǎn)換器和線性穩(wěn)壓器組件本身仍有一定的價(jià)差,再者其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度亦是前者高于后者許多,因此線性穩(wěn)壓器始終會(huì)有其一定的市場占有率。整體而言,交換式的應(yīng)用是以大電流為主,線性穩(wěn)壓器則是以小電流為主,但是這樣的分隔也并非絕對(duì),需要視系統(tǒng)所需的整體效能及成本而定。
提供電源整合解決方案為勝出基本條件
如前所述,臺(tái)灣地區(qū)模擬IC業(yè)者幾乎多已有交換式DC-DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品線,不過,誠如德信科技副總經(jīng)理孟達(dá)所言,雖然交換式DC-DC轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域投入者眾,且其技術(shù)層次相較于線性穩(wěn)壓器較高,然而各廠商的產(chǎn)品技術(shù)及質(zhì)量差異頗大。
各廠商之間的競爭優(yōu)劣還取決于是否具有系統(tǒng)層級(jí)的設(shè)計(jì)概念,畢竟現(xiàn)階段系統(tǒng)廠商承受很大的快速出貨壓力,因此需要的是“立即可用”解決方案,而非單一的組件,因此同樣是DC-DC轉(zhuǎn)換器供應(yīng)商,卻會(huì)因?yàn)槭欠衲芴峁└w的解決方案而分出勝敗。德信科技目前便極力提供電源的完整解決方案。目前德信的DC-DC轉(zhuǎn)換器從5伏以下至40伏的產(chǎn)品都有覆蓋,目前主推的DC-DC轉(zhuǎn)換器主力產(chǎn)品之一為型號(hào)347x系列的高電壓產(chǎn)品,主要市場區(qū)隔為LCD TV。
臺(tái)灣模擬科技公司也強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的整合。朱孝偉表示,其強(qiáng)項(xiàng)就在于整合速度極快,且整合的電源IC范圍相當(dāng)廣,包括OP放大器、Buffer等等,下一步更將整合電源以外的功能,即非電源類的模擬組件,提供整合度更高的解決方案。
拉高產(chǎn)品層級(jí),朝同步高壓發(fā)展
臺(tái)灣地區(qū)的模擬IC企業(yè)為拉高產(chǎn)品層級(jí),下一步多是朝高壓產(chǎn)品發(fā)展。富鼎先進(jìn)產(chǎn)品經(jīng)理李景耀便表示,目前該公司的DC-DC轉(zhuǎn)換器主力產(chǎn)品為異步、20伏左右的產(chǎn)品,下一研發(fā)目標(biāo)則是高壓同步DC-DC轉(zhuǎn)換器,如即將推出的APE1520MP高壓同步DC-DC轉(zhuǎn)換器,主要鎖定筆記本電腦、LCD TV、計(jì)算機(jī)屏幕等應(yīng)用。整體而言,目前在高壓產(chǎn)品方面,外商仍較占優(yōu)勢(shì),但在臺(tái)商陸續(xù)推出高壓產(chǎn)品后,情勢(shì)或?qū)⒂兴兓?。富鼎先進(jìn)還將于年底推出40伏左右的高壓同步產(chǎn)品。
阿瑟萊特則在規(guī)劃更寬廣的工作電壓輸入范圍(3~60V),其它的研發(fā)方向還包括更高的開關(guān)頻率(1.5~4MHz可降低外部搭配電感體積);更高的電源轉(zhuǎn)換效率,運(yùn)用更先進(jìn)制程來開發(fā)升壓或降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器,以提升整體電源效能;更高度的整合型DC-DC轉(zhuǎn)換器,最大程度減少外部搭配組件,以及更平易近人的市場售價(jià)等。該公司目前鎖定的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榧€器、ADSL/VDSL等網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品以及PC外圍。此外,該公司目前還正積極切入筆記本電腦面板,下一步更將鎖定液晶電視背光。而LED照明及大尺寸屏幕背光等應(yīng)用也是阿瑟萊特相當(dāng)看好的應(yīng)用。
整體而言,臺(tái)灣地區(qū)電源IC企業(yè)在站穩(wěn)電壓范圍較低的產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域后,目前正積極朝電壓范圍更高的方向邁進(jìn)。其中,近幾年仍見增長的LCD TV便是臺(tái)灣地區(qū)廠商極力鎖定的目標(biāo),整合性亦是電源IC業(yè)者的著墨方向,除將各種電源IC整合為一完整解決方案外,下一步更將整合非電源的模擬組件,朝更高整合度邁進(jìn)。
責(zé)編:Quentin