近年来,多家中国大陆半导体初创公司凭借贴近本地市场的优势,涌入电源管理半导体市场,面向便携/电池供电设备的电源管理IC则成为他们的敲门砖。而台湾地区的电源管理半导体公司则在主板市场站稳脚跟的同时,进一步往MP3、PMP和手机,乃至数码相机与大尺寸LCD面板等应用领域进军。
通常而言,电源管理半导体包含电源管理集成电路和功率分立器件。近年来,随着电子产品朝向轻薄短小、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,如手机就需要5至6颗电源管理IC,笔记本电脑更需要8至11颗。与此同时,功率分立器件也扮演着不可或缺的角色。这种重要地位反映到市场上的就是可观的增长率。市场研究公司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；而据该公司最新的预测,2005年将在2004年基础上进一步增长5%左右。
袁远: LDO和DC/DC转换器是我们的敲门砖。
尽管在电源半导体市场占据统治地位的仍然是TI、ADI、飞兆半导体、国际整流器、国家半导体、安森美和凌特等国际巨头,但近年来,中国大陆和台湾地区的技术供应商背靠各自产业优势,不断切入电源管理半导体市场,逐渐在中低端应用领域站住脚根。
便携产品用电源IC成中国大陆供应商入市敲门砖
随着手机和MP3播放器等以电池供电的便携设备中彩屏、Java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。另一方面,根据信息产业部的数据,作为全球最大的移动通信市场,中国在2004年生产了约2.3亿部手机,占全球6.6亿部总产量的约35%；而中国更是全球MP3播放器生产的重心。
背靠这种得天独厚的产业背景优势,近年来,中国大陆不断涌现出新的电源管理半导体供应商。如留美博士袁远在对中国珠江三角洲地地区进行调研后,于2002年注册成立了美芯集成电路(深圳)有限公司。该公司在市场上提供了低压差(LDO)线性稳压器MCD5101和DC/DC转换器MCD6101,它们所瞄准的就是所有便携式/电池供电消费电子产品。担任美芯总裁的袁远直言,“这两款产品是美芯进入电源半导体市场的敲门砖”。以MCD5101为例,袁远表示,该芯片具有精确度高(±2%)、噪声低(30uVrms)等特点,直接瞄准替代某海外厂商的同类芯片。
位于哈尔滨的圣邦微电子有限公司也面向这些应用领域推出了LDO线性稳压器和模拟开关系列电源管理产品。该公司总裁张世龙强调,其电源管理芯片具有高性能的特点。以SG2001系列LDO为例,就具体体现在“低压差、高精度、低噪声、低功耗”,其输入电压为2.5~5.5V,输出电流为150mA时,压差只有105mV,负载精度1.6%,功耗为100μA。而为了适应电源管理IC高电源抑制比和小封装的趋势,圣邦微电子还将于2005年底将推出双路RF-LDO系列和SC-70封装单路RF-LDO系列。
此外,长运通集成电路设计有限公司、华越微电子、龙鼎微电子、成都国腾微电子和金升阳等中国大陆公司,也瞄准便携/电池供电产品推出了各自电源管理IC。以长运通为例,这家公司据称目前已有稳压基准IC CYT431、集成稳压IC CYT78L05、微处理器电压监测IC CYT809和CYT117等多种电源管理产品推向市场。
张世龙:电源IC挑战来自成本控制和价格竞争 。
在竞逐便携/电池供电产品电源管理IC市场的同时,一些公司将其目光也瞄准其它领域。如圣邦微电子的张世龙透露,该公司将于2006年1季度推出电池充电器IC和LED背光驱动等产品。而天利半导体(深圳)有限公司则将其业务领域集中在平面显示驱动IC。该公司总裁林昕表示:“CSTN显示屏目前仍然是手机和小灵通应用的主流,而TFT产品的应用正在升温,明年TFT将占据主导地位。而OLED是未来继TFT-LCD之后最具有发展潜力的平面显示技术之一。”有鉴于此,该公司面向手机和MP3等应用推出了CSTN液晶显示驱动IC,还正在开发MSTN、TFT等驱动产品,未来还将进行OLED产品的开发。
台湾供应商拓宽产品线,瞄准更多应用领域
在众多大陆供应商争相瞄准便携设备应用的同时,许多台湾地区的供应商则进一步拓宽产品线,瞄准了数码相机、大尺寸面板和网络通信等应用领域。
目前,台湾地区的电源管理半导体供应商大部分都偏重于DC/DC领域,主要产品包括线性稳压器、脉宽调制(PWM) IC和功率MOSFET等。此外,崇贸科技据称也具有提供完整AC/DC电源IC的能力。从产品的应用领域看,由于台湾生产了全球90%的主板,使得PC主板领域成为几乎所有台湾地区电源管理半导体供应商的切入点。以富鼎先进为例,该公司以MOSFET为主要产品,占营收总额的96%,主要应用在主板(占60%)和LCD监视器(占20%)上和PWM搭配使用,其竞争对手主要包括国际整流器和飞兆半导体等公司。由于当前低价台式电脑和笔记本电脑盛行,MOSFET厂商的毛利率越来越低,据悉部分国际大厂纷纷弃守这一市场,这也为善于以低成本进行竞争的台湾厂商提供了更多的机会。
台湾地区电源管理半导体厂商在主板市场站稳脚跟的同时,许多厂商都着手在MP3、数码相机、LCD面板和白光LED驱动等其他领域进行布局。如茂达电子进军MP3电源管理市场,提供了一系列MP3电源管理方案,包括APW7077/A PWM升压转换IC、APL5101低静态电流转换LDO、APM2300A/01A/05 MOSFET和APR3001/3101/3011低压侦测IC等,为客户提供了完成的电源方案。而针对近来流行的MP4/PMP,茂达电子推出了集成型电源芯片APW7095/A,它提供六组不同的电源,配合MOSFET,可一次提供MP4/PMP内DSP处理器、SDRAM内存、相机用CMOS传感器、TFT驱动、LED背光以及硬盘使用,为MP4/PMP设计提供了灵活性。
此外,多家台湾厂商将目光投向了数码相机应用市场。据Digitimes Research的研究报告指出,2005年台湾地区预计将交付3110万部数码相机,比2004年增长超过50%；在全球所占市场份额也将也2004年的30.1%增长至36.6%。而到2007年,预计台湾地区的数码相机交货量将达4700万部,在全球所占市场份额将达到47.7%。在这种背景下,茂达电子、安茂微电子和圆创科技等公司纷纷面向数码相机领域推出电源管理IC。
如圆创科技针对数码相机应用,近期推出了一款新产品——AT1399。AT1399是一款七通道、高效率、高集成度的数码相机电源管理系统,它适用于2颗AA、1颗锂电池和其它双电池的应用。采用QFN56超小封装的AT1399含四组内置MOSFET的同步转换器、二组内置MOSFET的异步转换器及一组异步控制器。整合MOSFET与TR,可有效减少6颗MOSFET的数量,大幅降低设计成本,提升功率输出效率。针对不同的解决案,AT1399可提供多组升压、降压、负压与定电压的功能,增加设计上的灵活性,满足客户需求。此外,AT1399内含低电压启动电路与电压过低拴锁电路；白光LED转换器及内置调光控制器,加上各通道具有独立的控制接脚、软启动装置、过载保护、过电压保护、过电流保护措施以及各组电源具有就绪时序控制输出信号,可大幅增加设计灵活性与电源稳定性。该公司更提供完整的数码相机解决方案, 除了AT1399,还包括闪光灯充电IC AT1454及6信道马达驱动IC——AT5556,协助客户加速产品开发进程。
值得一提的是,在今年6月,立??科技推出亚洲首颗大尺寸面板用集成型IC,包括针对笔记本电脑面板用的RT9909,以及针对液晶监视器面板用的RT9910,以帮助系统研发人员减低开发时间和成本。这两款集成器件均包含有一组Vcom缓冲器,从而完全符合面板电源管理的基本需求。现阶段大尺寸面板所需要的电源管理方案有:一颗升压IC(Boost)、门极脉冲调制(GPM)、运算放大器(OPA/Vcom Buffer)和LDO。其中,GPM可提供客户开机电压激活顺序和削角功能(消除面板的串扰现象),其削角功能可以借助外部电阻来调变放电斜率和放电终止电压,从而大幅节省客户使用的无源器件,而运算放大器(OPA)可提供Vcom缓冲器使用；LDO可提供低电压给时序控制器所需的工作电压。由于笔记本电脑输入电压较低,而液晶监视器输入电压较高,因此,RT9909集成了升压IC、门极脉冲调制(GPM)和OPA(Vcom Buffer)；而RT9910则集成了升压IC、GPM、OPA和LDO。
提升技术实力应对市场竞争
业内人士指出,台湾地区的电源管理IC供应商发展到今天,尽管与飞兆和凌特等国际知名大厂仍有不小的差距,但这个差距正在逐步缩小。在技术方面,台湾地区供应商已经能够推出高转换效率和低噪音的高集成度芯片。圆创科技的AT1399就是其中一例。另外,立??科技也推出了无电感电荷泵型LED驱动IC,它所支持的三段式转换的效率达90%。该IC其它的特点包括可同时支持4颗并联LED,且能对每颗LED进行独立控制,而其封装仅为3×3mm QFN封装。
台湾地区供应商也注重于专利开发。擎力科技透露,该公司拥有专利的同步整流控制器“预测”技术,该技术可以更精确且自动追踪二次侧的输入波形变化,并通过内部电路的控制,在电源系统CCM及DCM模式切换时可以自动追踪波形的变化,减除外围检测器件,在无负载状况下完全满足设计者的要求。为了更好地参与国际竞争,免于专利侵权诉讼,台湾地区的富鼎先进甚至在年中以205万股特别股作为代价,去交换国际整流器公司在MOSFET部分的专利授权。
而在大陆厂商方面,要想从市场竞争中突围也并不容易。圣邦微电子的张世龙坦承:“电源管理IC产品普遍面临的挑战来自于成本控制和价格竞争。”他表示,圣邦微电子凭借技术和管理团队的经验储备,在产品研发设计、生产组织管理、品质保证、经营运行等各个环节致力做到成本最优,从而有效降低综合成本。同时,他表示,圣邦还将从以下其他几个方面发扬自身的优势,如:提高技术含量,为客户提供高于目前市场主流产品的性能指标；加强品质保证,为客户提供高于目前市场主流产品的产品一致性和可靠性；建立专业的客户服务队伍和物流迅速反应机制,为客户提供良好的售前、售后服务。
作者:周志明
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