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尽管现在苹果公司在很多元器件上依然依赖第三方供应商,但种种迹象表明,苹果正在想要摆脱现状,将更多硬件的主导权掌握在自己手中。继日前传出苹果将自行研发GPU(图形处理芯片),引发其供应商ImaginationTechnologies股价一度崩跌外,日前又有最新消息表示苹果正在自主研发一款专门用于iPhone产品电源管理的内部芯片,而消息一出供应商DialogSemiconductor股价暴跌16%,不少分析师预计苹果未来将触及到更多半导体行业,甚至不排除逐步整合。
投行BankhausLampe的分析师周二在一份投资者报告中指出,苹果派了80名工程师去开发一个名为“电源管理集成电路”(PMIC)的组件。
苹果公司的电源管理芯片要自主研发了,其它手机厂商所用的电源管理芯片都是什么情况呢?
各大手机厂商电源管理芯片现状分析
一.苹果:目前仍用Dialog芯片,准备自主研发
苹果目前的电源管理芯片是由德国供应商戴乐格半导体公司(DialogSemiconductor)所提供的,该公司表示他们将继续为苹果提供年以及年的iPhone电源管理芯片,因而短期内iPhone并不会采用苹果自主研发的芯片。不过,在此之后,iPhone的电池管理芯片就将由苹果全权开发设计。
Dialog在声明中指出:“公司指出,主要客户的设计周期可见性程度仍然保持不变,业务关系也保持在正常状态。”
Dialog的电源芯片有一个重要卖点,那就是它们的效率很高,可以改善电池续航时间。电池续航时间和无线充电等功能很可能就是苹果想开发自己的电源芯片的主要原因。
二.三星:高通芯与自产芯并存
为了让新旗舰三星GalaxyS8顺利占领市场,三星上演了一出“霸道总裁”,“承包”了几乎所有的高通骁龙的首发。
经报道,TheVerge证实,三星对第一批高通骁龙处理器享有最大的份额,其他厂商只能拿到少量供货。这意味着,在三星正式发布GalaxyS8之前,几乎不会有量产的手机发售,预计届时大多数的厂商都会选择先发布,等4月底甚至5月初才开始稳定发货。
骁龙在硬件规格上堪称上半年全球最强移动处理器,不仅性能有了明显提升,在快充也获得了长足的进步。新一代高通QC4.0快充技术,相比QC3.0速度提高20%。更好的电源管理系统,能够有效降低充电造成的电池损耗。这对三星GalaxyS8无疑是如虎添翼,三星也终于携GalaxyS8告诉了其他安卓厂商,什么叫作“还未出世,便已盖世”。
而在三星GalaxyS6中,用到了两个三星电源管理芯片,一个为三星Shannon电源管理单元,一个为三星S2MPS15电源管理单元。
三.华为:海思芯片为主,少数手机用高通/联发科芯片
在华为生产的大部分手机中,所用的电源管理芯片为海思产的芯片。如华为P6机用到的HIGFC芯片,华为P7、荣耀H30-L01用到的HI芯片,华为Mate8用到的两颗海思自主研发的电源管理芯片等。在华为Mate8手机中,虽然可以采用第三方的电源管理芯片,不过采用自研芯片显然可以最大限度的降低系统功耗,满足麒麟或Mate8的最佳需求。而华为荣耀2的电源管理芯片则是用到了高通的pm芯片。
不仅是电源管理芯片,华为手机靠自主研发的”麒麟芯”,和其他国产厂商拉开了差距。不过,既然已经有了麒麟处理器,为什么华为手机还要用高通/联发科芯片呢?
1、定位需要
目前,海思麒麟9系定位高端,麒麟6系定位中端,而没有“入门级”芯片。或许以后华为惠推出“入门级”芯片,但现在依然要采用高通/联发科,在低端走量。
2、节约成本
麒麟、、都采用了16nm制造工艺,可以说成本是比较高的,而且研发费用也要算进去。这样的话,如果低端机千元机都用麒麟芯,成本实在划不来,产能也没那么多。
3、不想麒麟芯成低端
麒麟芯是华为手机的标志,如果做了“入门级”芯片,体验不佳怎么办?不是砸了招牌吗?这种风险华为不太愿承受,不如用别家的处理器,制造周期与产能都有优势。
电源管理芯片的生产厂商不同,类型也分很多种。常见的电源管理IC有哪几种呢?
常见的8种电源管理IC
电源管理半导体从所包含的器件来说,明确强调电源管理集成电路(电源管理IC,简称电源管理芯片)的位置和作用。电源管理半导体包括两部分,即电源管理集成电路和电源管理分立式半导体器件。
电源管理集成电路包括很多种类别,大致又分成电压调整和接口电路两方面。电压凋整器包含线性低压降稳压器(即LDO),以及正、负输出系列电路,此外不有脉宽调制(PWM)型的开关型电路等。因技术进步,集成电路芯片内数字电路的物理尺寸越来越小,因而工作电源向低电压发展,一系列新型电压调整器应运而生。电源管理用接口电路主要有接口驱动器、马达驱动器、功率场效应晶体管(MOSFET)驱动器以及高电压/大电流的显示驱动器等等。
电源管理分立式半导体器件则包括一些传统的功率半导体器件,可将它分为两大类,一类包含整流器和晶闸管;另一类是三极管型,包含功率双极性晶体管,含有MOS结构的功率场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。
在某种程度上来说,正是因为电源管理IC的大量发展,功率半导体才改称为电源管理半导体。也正是因为这么多的集成电路(IC)进入电源领域,人们才更多地以电源管理来称呼现阶段的电源技术。
电源管理半导体本中的主导部分是电源管理IC,大致可归纳为下述8种。
1.AC/DC调制IC。内含低电压控制电路及高压开关晶体管。
2.DC/DC调制IC。包括升压/降压调节器,以及电荷泵。
3.功率因数控制PFC预调制IC。提供具有功率因数校正功能的电源输入电路。
4.脉冲调制或脉幅调制PWM/PFM控制IC。为脉冲频率调制和/或脉冲宽度调制控制器,用于驱动外部开关。
5.线性调制IC(如线性低压降稳压器LDO等)。包括正向和负向调节器,以及低压降LDO调制管。
6.电池充电和管理IC。包括电池充电、保护及电量显示IC,以及可进行电池数据通讯“智能”电池IC。
7.热插板控制IC(免除从工作系统中插入或拔除另一接口的影响)。
8.MOSFET或IGBT的开关功能ic。
国货当自强,华为海思就给我们树立了很好的榜样。那么,国内外有哪些电源管理芯片的厂商呢?
国内外电源管理芯片厂商有哪些?
一.国外
国外有代表性的电源管理芯片厂商有高通、microchip、安森美半导体、特瑞仕半导体等。
1.美国微芯
与TI、ZilkerLabs等公司类似,Microchip也是数字电源的鼓吹者和先行者。Microchip电源管理系列产品包括线性稳压器、开关稳压器、PWM控制器、电荷泵、电压基准、CPU/系统监视器、电压检测器、DC-DC转换器、功率MOSFET、驱动器等。
美国微芯科技公司推出的全球第一款数字增强型电源模拟控制器MCP,它扩展了Microchip多元化的智能DC/DC电源转换解决方案。MCP数字增强型电源模拟系列可在4.5V至32V的宽电压范围内工作,与传统基于模拟技术的解决方案相比,灵活性显著提升。事实上,MCP是世界上第一款合成的混合信号电源管理控制器,将基于模拟的PWM控制器与功能齐全的闪存单片机集于一体。这样的集成提供了数字解决方案的灵活性,也具备基于模拟的控制器的速度、性能和分辨率。
MCP器件支持高达32V的运行,并提供针对同步降压应用而配置的集成MOSFET驱动器。当与Microchip扩展的高速MOSFET系列结合使用时,MCP能够驱动可定制的高效率电源转换。
2.安森美半导体
安森美半导体一直致力于解决电源管理领域最富于挑战性的问题。安森美半导体设计和生产的电源管理芯片能够节省多达90%的待机能耗。安森美半导体的GreenPoint高能效电源参考设计系列包括ATX电源、液晶电视机电源和笔记本电脑适配器等,均符合现有的高效标准。
安森美半导体电源管理上的重点方向:1、GreenPoint高能效电源解决方案系列。2、计算机电源管理解决方案。3、数字消费电子产品电源解决方案。
电源管理芯片NCP升压芯片。该电源管理芯片,为同步整流模式,内置MOSFET,可以省去外置的二极管和场效应管,同时该芯片的效率较高,在2.5V输入输出3.3V
mA时效率高达94%,在实际的使用过程中对比其他半导体的一些升压芯片,采用NCP使用的实际时间大约有15%左右的提升。3.特瑞仕半导体
特瑞仕半导体开发了适用于0.4A/0.7A、线圈和控制IC组成一体的世界最小尺寸的“microDC/DC”转换器、XCL/XCL系列产品。
XCL/XCL系列产品是把线圈和控制IC组成一体的超小型(外形尺寸:2.25mmx1.5mmxh0.75mm)降压microDC/DC转换器、实现了在输出电流为0.4A/0.7A输出中的世界最小型超薄化。
因为外接零件只需追加了2个陶瓷电容,即可构成电源电路,有利于节省电路板面积的空间、及缩短开发工时。此外,由于内置了线圈,使之易于电路板布局、能把不需要的辐射噪声及电路工作障碍抑制在最小限度。它的工作电压范围在2.7V~5.5V之间,能在0.8~3.6V(精度±2.0%)的范围内以0.05V的间隔选择输出电压。振荡频率为3.0MHz、能从PWM控制(XCL)或PWM/PFM自动切换控制(XCL)中任选一种控制方式。XCL/XCL系列产品采用了HiSAT-COT(*2)、最适用于要求高速瞬态响应的光缆及小型电脑外围机器、搭载了CPU等便携式机器及数字式机器。
● 在输出电流0.4A/0.7A等级的线圈一体型降压DC/DC转换器中,实现了世界最小尺寸
● 采用了HiSAT-COT、实现了高速瞬态响应
● 能对应于光器件、便携式机器及数字式机器等应用目的
● 高效率 (90%:4.2V?3.3V mA时)
● 最适用于通过小型化缩小电路板实装面积。
4.ADI电源管理
ADI公司的ADP/ADP是具有精确AC电源计量的数字功率系数修正(PFC)控制器:灵活、单相、数字功率因数校正(PFC)控制器,真正的交流功率有效值测量,增强的动态响应,通过开关频率扩频技术降低EMI。ADP用于单相PFC应用;而ADP用插入式和无桥式PFC应用,使用户具有最佳的系统性能,最大化的效率,降低产品上市时间。主要应用在各种应用的AC/DC电源,服务器和存储设备,网络和通信基础设备,工业和医疗设备。
二.国内
国内电源管理芯片的厂商代表主要有上海贝岭、南京拓微集成电路公司,台系的台达电子、光宝科技、康舒科技与飞宏科技等。
1.台达电子
按产量来说,第一大厂非台达莫数。产量远超第二名Liteon,无论是在PC电源领域还是通信电源领域。台达的工厂在内地有东莞和苏州两处。台达的电源常见的有三个编号:
GPS/DPS/NPS。NPS是Delta注资的一个香港的设计公司Newton(新达)设计,台达生产。DPS是“DeltaPowerSupply”的缩写,GPS则是“GiantPowerSupply”的缩写。DPS这个前缀历史最久。一般来说同时期设计的产品DPS和NPS的产品的用料要强于同结构同功率的GPS型号。DPS编号的台达多见于服务器产品,而GPS更多的见于家用以及零售产品。当然这也不是绝对的。有的时候DPS和GPS的内部看起来一模一样,例如现在联想锋行King中的DPS-TB,就和GPS-AB几乎一致,和富士康的W也看不出差异。
台达的产品广泛见于大的品牌机商的产品中。那作为产量第一的台达,其产品有什么特点呢?
作为国际化的大厂,有些优势是规模较小的厂商所不能比的。比如元件的采购,往往可以更低的价格采购国际大厂的产品,比如关键部位的电容和功率管。而小厂想用这些名牌元件的代价就稍高些。有一些在小厂看来成本很高的操作,例如散热片开模这样的事情,在大厂可以很好的把成本摊薄。大厂的技术实力也相对小厂要强很多,如果一个厂的产品可以在超过1kw的冗余电源领域站住脚跟,难道谁还会怀疑这个厂的技术实力么?大厂的生产也相对专业,对大批量产品的质量控制也更有经验。
2.光宝电子
光宝电子,依然是专注于OEM的生产大厂。国际大牌的品牌PC/服务器里面的常客。也是超微(Supermicro)的重要代工厂之一。曾经被香港某大学的调查报告揭发过“血汗工厂”的问题。其电源产品在国内常被叫做源兴。但是在零售PC电源里面比台达还难找。曾经国内的九州风神用Liteon给OEM的几款帖自己的牌子,可惜也没坚持卖多久。如果在国内碰到一些工包的Liteon电源,别当它是杂牌子就好了。
Liteon的电源在HP、Dell等品牌机中非常常见。在国内的工包市场,Liteon的W-W这个范围的产品相当常见。也是被一些商家虚标功率的“常客”。
这些电源管理芯片的应用范围十分广泛,包括能源产生与分配,军用与民用航空,家庭音响系统部件,医疗电子与汽车应用。在人们最熟悉的消费领域,使用电源管理芯片的常见设备包括数字机顶盒、液晶与等离子电视、游戏控制台、平板监视器和PC服务器,以及手机、平板电脑和普通电脑。
当今世界,人们的生活已是片刻也离不开电子设备。电源管理芯片在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责。电源管理芯片对电子系统而言是不可或缺的,其性能的优劣对整机的性能有着直接的影响。
总结
越来越多的厂商致力于研发自己的电源管理芯片,将核心的技术掌握在自己手中,但这并非易事,最后也会仅有几家佼佼者会存活下去。总之,为消费者带来真正实用的产品,让电子产品续航时间更长,获得大家的一致认可才是王道吧。
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