电源模拟数字竞争互补 创新技术各显神通

电源模拟数字竞争互补 创新技术各显神通

       -本报记者 安勇龙

       特邀嘉宾

       Microchip总裁、首席执行官兼董事会主席 Steve SANGHI

       飞兆半导体亚太区总裁兼董事总经理 郭裕亮

       安森美半导体汽车及电源管理产品部全球销售及市场总监 郑兆雄

       德州仪器(TI)中国华东区总经理 王剑

       NXP半导体亚太市场及销售多重市场半导体功率管理及接口高级产品市场经理 任涛

       “随着创新功能的出现，新、旧产品会在很长一段时间内共存。新产品不可能在一夜之间取代旧产品，而且旧产品也会因在价格上更具有优势而不会立即退出市场。旧产品的市场占有率会逐渐降低，但是不可能在短时间内彻底消失。”

       ——Microchip总裁、首席执行官兼董事会主席 Steve SANGHI

       看好数字电源

       ●与模拟电源既竞争又互补

       ●数字电源发展有难题

       SANGHI

       在数字电源系统非常流行的今天，Microchip公司通过提供大量产品来帮助客户开发数字电源系统。我们的8位单片机以及模拟产品中有很多针对数字电源系统的功能。公司最新推出的16位SMPS开关电源模式的产品就是专门为数字电源厂商定制生产的，全新的功能受到了客户和市场的欢迎，而且可以利用这些新功能取代一些模拟电源系统。随着创新功能的出现，新、旧产品会在很长一段时间内共存。新产品可能在一夜之间取代旧产品，而且旧产品也会因在价格上更具有优势而不会立即退出市场。旧产品的市场占有率会逐渐降低，但是不可能在短时间内彻底消失。

       Microchip公司有两个不同部门，一个是模拟产品部门，一个是单片机部门。这两个部门对公司来说都是同等重要的，都会得到公司在资源和人力方面的全力支持。模拟产品在整个公司的销售额中所占的比例为8%，而单片机的销售额占整个公司销售额的80%。由于模拟产品的基数很小，而且我们又开发了很多创新产品，所以它的增长速度会非常快。模拟产品对Microchip开拓单片机产品市场非常有帮助。当模拟产品生产出来以后，Microchip就会把其中的一些功能嵌入到我们的单片机中，目前90%的单片机中都应用了大量的模拟功能。

       郭裕亮 飞兆半导体相信，在开关模式电源对更高效率、更佳热管理、更低系统成本和更小尺寸的要求以及功率系统(在板级、机架级或整体系统级)对通信功能更高要求的推动下，数字功率市场将不断增长。虽然数字控制能够有效地解决这些设计挑战，但仍有部分功率管理系统需要使用模拟技术，或者更适合于采用模拟解决方案来实现。因此，数字功率和模拟功率是相辅相成的技术，二者的创新都必须符合功能更多、便携能力更强、功耗更低以及电池寿命更长的要求。

       作为一项较新的技术，数字功率的开发需要新的知识产权、合适的工艺技术和创新的封装能力。此外，具有成本效益的解决方案、便于使用的设计工具和软件都是数字功率技术能否普及和增长的关键因素。

       郑兆雄 安森美半导体在2006年5月宣布其主要的运营子公司Semiconductor Components Industries已完成购买LSI Logic公司位于美国俄勒冈州Gresham的晶圆厂以及其他一些半导体制造设备的交易。购买Gresham晶圆厂明显地提升了安森美半导体的制造生产能力。完成此项交易后，安森美半导体获得了熟练的工艺开发工程师、运营专业知识及工艺开发技能，使公司能开发大量更多元化的、低成本的、高性能0.18微米水平亚微米模拟和数字电源产品。以制造工艺的能力而言，未来安森美半导体可达到0.13微米的水平。

       王 剑 数字电源是很重要的发展趋势，字电源和模拟电源是竞争互补的关系，以前用模拟技术开发的复杂系统可以用数字技术开发，但是数字电源不能代替所有的模拟电源。数字电源的发展也面临一些难题，现阶段最主要是成本问题。另外，在简单电源系统方面，数字电源并没有优势。TI对数字电源的发展持非常积极的态度，并在不断开发新的产品。

       任 涛 数字电源的大众化之路还很长，它的优势在于多路输出和精确输出，在这部分模拟电源有些捉襟见肘。数字电源的输出开关波形可以灵活生成，避免了模拟电源开关波形比较固定的缺点。

       数字电源的缺点在于数字电源选择什么样的波形效率最高和干扰最小，对电源工程师而言，没有几年的模拟电源经验是不可能做出正确的判断的，而现在很少能找到对模拟电源和编程都在行的工程师。就成本而言，数字电源外围元件较少，但对一个电源系统来讲成本不一定低。模拟电源芯片是定制的，虽然功能单一，但是对大部分的消费类产品来说已经足够了，而且需求量非常大。总体而言，数字电源和模拟电源是互补关系。

       破解集成度和功耗难题

       ●主流厂商各显神通

       ●各大公司进展不同

       郭裕亮 飞兆半导体充分利用了自己在设计和制造功率模拟、功率分立式产品以及光电技术方面的能力，加上先进的封装技术，积极开发能够优化电路板面积并提高功率效率的集成解决方案。针对便携式产品，飞兆半导体提供功率、照明和信号调整方面的专业知识，协助系统设计人员克服便携式器件对于小型化、功能聚合性和功率效率的挑战。飞兆半导体的功率管理芯片包括LED驱动器、功率调节器、电荷泵及IntelliMAX负载开关。我们新推出的IntelliMAX负载开关器件采用业界领先的晶圆级芯片尺寸封装(WL-CSP)技术，集成了压摆率控制、ESD保护和负载放电功能以及同类最佳的低电压工作能力(1.2V)。这些器件经过专门设计，可提高便携式应用的热性能和电气性能，包括手机、数码相机、PDA、MP3播放器、外设端口及热插拔电源等产品的性能。

       郑兆雄 由于需要结合多种功能，小巧便携式产品的耗电量更大，设计人员需要不断改良电池设计，使其寿命更长。为获得更佳的电源效率，便携产品的工作电压也趋向更低，但这会增加元件遭ESD或噪声损坏的概率。可以预见，未来市场对控制噪声干扰及加强ESD保护的要求将进一步提高，因此，安森美半导体推出一系列全新滤波器，其可滤除RF与手机数据线和声频线通信时产生的噪声。

       此外，安森美半导体为配合便携式应用市场的需求，提供了一些独特的解决方案和新技术，可提高器件性能和封装水平。在提高器件性能方面，公司提供了减低MOSFET的Rds(on)及当电流通过整流器时使Vf下降的方案。集成更多元件于一个封装并减少电容的寄生电感，可以提高整体系统的效率，尤其是高频应用的效率。

       在封装方面，安森美半导体采用的SOT723封装使器件更小、更薄(只有0.5mm)。而ChipFET封装更具有加强的热性能功能。此外，集成多个元件于一个封装(如QFN)，减小板的外形尺寸，安森美半导体也开发了扁平引脚封装如SOD123FL以提供更好的功耗。安森美半导体将持续领先业界，以更微小的封装提供更高能效及更多性能的器件，满足便携式应用的需求。

       王 剑 TI在手持电源方面的技术非常领先，公司不断对工艺进行改进，包括晶片制造工艺和封装工艺。在制造工艺方面我们最大的优势是将数字技术和模拟技术集成在一起，使手持类电源的功耗更低，并集成控制逻辑、接口等更多数字功能在里面以提高产品的集成度和灵活性，并缩短对客户支持的响应时间。

       任 涛 便携产品的发展要求低功耗和高效率，低功耗更是便携设备永恒不变的主题。NXP结合系统配合整体设计，实现整体的智能化，多功能的设计都是围绕着低功耗和高效率进行的。公司非常注重整合，我们整合多路输出的智能电源管理芯片。目前可以看到市场上每个iPod中都有一颗NXP电源管理芯片，另外可以看到飞利浦9@9待机王系列中以低功耗闻名遐迩的9@9++的待机时间延长至一个月。

       SANGHI

       Microchip推出MCP73833和MCP73834单节大电流(1A)锂离子/锂聚物电池充电管理控制器，为确保对高容量锂离子/锂聚合物电池的可靠充电，这些全集成充电管理控制器在一个单芯片上集成了一些关键的标准充电管理和安全功能。不需要外部组件即可实现体积更小、集成度更高的充电解决方案。MCP73833/4充电器采用小型MSOP和散热快的3 mm×3 mm DFN封装，有助于实现更加智能、快速和安全的电池充电器设计。

       芯片将集成更多功能

       ●集成更多器件是必然趋势

       ●集成安全功能日益重要

       郑兆雄 为了满足设备对电源提出的持续缩小尺寸、降低成本等苛刻的要求，电源管理芯片厂商正尝试把线性稳压器、DC-DC转换器、PWM控制器、LDO和充电IC等不