電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）電源設(shè)計(jì)上的三種方案——完全離散、完全集成以及部分集成，這三種方案里，集成的PMIC將傳統(tǒng)的多路輸出電源封裝在一顆芯片內(nèi)，使得多電源應(yīng)用場(chǎng)景效率更高，體積更小。這種完全集成的電源方案在手機(jī)、TWS耳機(jī)等可穿戴設(shè)備里必不可少，在通信基站、汽車、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用場(chǎng)景里同樣不可或缺。

說它高集成度，是因?yàn)樗趩蝹€(gè)芯片內(nèi)集成了多種電源軌和電源管理功能，可以在多個(gè)電源的情況下提供能量分配，最大限度地保障電源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。作為管理電子設(shè)備電能供應(yīng)的關(guān)鍵器件，PMIC集成多個(gè)功能從而更有效地利用空間并管理系統(tǒng)電源，雖然不起眼但PMIC市場(chǎng)卻是模擬芯片最大的細(xì)分市場(chǎng)之一。

缺芯浪潮下火爆的PMIC

從技術(shù)角度來說，PMIC的火爆是因?yàn)樗暮?jiǎn)單性與可拓展性。硬件可配置的PMIC在電源設(shè)計(jì)的拓展性上是極靈活的，使用硬件可配置的 PMIC 擴(kuò)展電源設(shè)計(jì)可以利用每個(gè)穩(wěn)壓器上的電阻分壓器和單獨(dú)的使能端，用以靈活地調(diào)節(jié)電壓并進(jìn)行時(shí)序控制。

PMIC的軟件可配置則給予了在設(shè)計(jì)上定制的靈活性，借助 SPI 和 I2C 接口，可以使用MCU 或處理器在運(yùn)行時(shí)很輕松地完成PMIC的配置。PMIC的這種高度可拓展性和可編程性意味著可簡(jiǎn)化包含多個(gè)模塊里的電源設(shè)計(jì)，以達(dá)到縮短開發(fā)周期、降低BOM成本的效果。要知道，電源設(shè)計(jì)除了尺寸、效率之外，可擴(kuò)展性是一個(gè)靈活的電源設(shè)計(jì)中很關(guān)鍵的因素。有著可擴(kuò)展性/可重用性的PMIC在縮短開發(fā)時(shí)間并節(jié)省開發(fā)成本上優(yōu)勢(shì)明顯，加之應(yīng)用范圍廣泛，PMIC的火熱程度可想而知。

另一方面，在全球缺芯的浪潮下，電源轉(zhuǎn)換和管理類芯片在市場(chǎng)上幾乎是硬通貨。隨著5G、IoT、汽車等應(yīng)用場(chǎng)景的不斷增加，下游需求仍舊維持在高位，消費(fèi)者對(duì)此類場(chǎng)景的熱情帶來了對(duì)小型、電池驅(qū)動(dòng)設(shè)備的大量需求，隨之則需要更多高集成度電源管理解決方案，PMIC芯片作為硬通貨價(jià)格也是水漲船高。

PMIC市場(chǎng)格局

從應(yīng)用場(chǎng)景來看，可穿戴設(shè)備、傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備里的PMIC不管在產(chǎn)能還是價(jià)格方面都相對(duì)穩(wěn)定。這一類PMIC對(duì)性能的要求相對(duì)寬松，更看重小尺寸低功耗的性能，相對(duì)來說利潤(rùn)空間薄一些。在這類場(chǎng)景應(yīng)用中，國(guó)產(chǎn)PMIC正在逐步替代國(guó)際PMIC，只是對(duì)我國(guó)巨大的電源管理芯片PMIC需求而言，完成替代還需要不少時(shí)日。不少國(guó)內(nèi)廠商都在此賽道上發(fā)力，如芯朋微、圣邦微、晶豐明源、上海貝嶺、思瑞浦、韋爾半導(dǎo)體、明微電子、富滿微電子等等。

高性能PMIC產(chǎn)品則保持了較高的利潤(rùn)空間，特別是核心車規(guī)級(jí)PMIC，因?yàn)槟壳斑@些產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)替代率不高，新能源汽車的需求又非常大，車規(guī)級(jí)PMIC的價(jià)格非常堅(jiān)挺。在這種應(yīng)用里，對(duì)PMIC的功率密度、EMI、噪聲以及精度的要求就很嚴(yán)苛，高性能PMIC需要最大限度地提高每瓦性能，降低功率損耗，同時(shí)提高SoC、FPGA和應(yīng)用處理器的系統(tǒng)效率。這個(gè)賽道上領(lǐng)先的廠商不必多說，都是傳統(tǒng)的國(guó)際大廠，如TI、高通、英飛凌、ADI、ST、NXP、onsemi、Renesas、Microchip、Rohm等等。

國(guó)產(chǎn)PMIC實(shí)力幾何？

國(guó)內(nèi)PMIC廠商非常多，這里挑選一些廠商的產(chǎn)品來看一看國(guó)產(chǎn)PMIC的實(shí)力。

思瑞浦

思瑞浦的PMIC應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，新能源汽車領(lǐng)域的逆變器、電源模塊，信息通訊領(lǐng)域的基站、光網(wǎng)絡(luò)、中繼器、無線終端、工業(yè)控制領(lǐng)域的變頻器、無人機(jī)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、機(jī)器人、可編程邏輯控制等等應(yīng)用都有覆蓋。近期發(fā)布的工業(yè)級(jí)寬壓DC/DC TPP36208系列是36V、2A小型化高可靠性工業(yè)級(jí)器件，4.5V-36V寬輸入電壓范圍以及2A的輸出電流可以滿足多種工業(yè)應(yīng)用要求，TPP36208系列還能提供最高2.2MHz開關(guān)頻率的版本。TPL8151系列則是新發(fā)布的低壓差LDO穩(wěn)壓器，29V寬范圍輸入、1.5A大電流輸出、79dB高電源紋波抑制比、17.5uVrms低輸出噪聲，適合在工業(yè)、通訊等多種場(chǎng)景中應(yīng)用。

芯朋微電子

芯朋微電子主營(yíng)電源管理芯片，主要應(yīng)用在家電電源、標(biāo)準(zhǔn)電源和工業(yè)電源上。目前有效的SKU超千個(gè)，主要分為HV產(chǎn)品線和LV產(chǎn)品線以及Driver產(chǎn)品線。這里挑選的是芯朋微電子十二款智能家電電源應(yīng)用經(jīng)典芯片其中的一個(gè)——離線式集成電源控制芯片PN8034。PN8034集成PFM控制器以及650V高雪崩MOSFET，用于外圍元器件極精簡(jiǎn)的小功率非隔離開關(guān)電源，DIP7封裝下穩(wěn)態(tài)輸出功率3.6W，SOP7封裝下穩(wěn)態(tài)輸出功率3.0W。PN8034還通過降頻調(diào)制技術(shù)改善了EMI特性。

圣邦微電子

圣邦微電源管理模擬芯片包括LDO、微處理器電源監(jiān)控電路、DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器、DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器、DC/DC升降壓轉(zhuǎn)換器、AMOLED電源芯片、電池充放電管理芯片、電池保護(hù)芯片等。這里挑選達(dá)到世界先進(jìn)水平的可調(diào)頻率高達(dá)2MHz的DC-DC降壓芯片——SGM6010。3V至5.5V 輸入電壓范圍，3A的輸出電流，300kHz 至 2MHz 可編程頻率，效率高達(dá)95%。

晶豐明源

晶豐明源業(yè)務(wù)覆蓋LED照明驅(qū)動(dòng)芯片、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、AC/DC電源管理芯片、DC-DC電源管理芯片等，在LED照明驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)處于領(lǐng)先地位。這里挑選的是晶豐明源超低功耗非隔離降壓AC-DC恒壓芯片BP2525X，適用于85V-265V的非隔離電源。BP2525X芯片內(nèi)部集成高壓功率開關(guān)，采用獨(dú)有的電壓電流控制技術(shù)，不需要外部環(huán)路補(bǔ)償電容，即可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的恒壓特性，極大的節(jié)約了系統(tǒng)成本和體積。BP2525X芯片采用多模式控制技術(shù)，并擁有專利的從3.3V輸出給VCC供電技術(shù)，有效降低系統(tǒng)待機(jī)功耗，提高效率，并減小系統(tǒng)工作在輕載時(shí)的噪聲，擁有±5%的輸出電壓精度。

上海貝嶺

上海貝嶺的電源管理產(chǎn)品中一款車規(guī)LDO和一款車規(guī)LED驅(qū)動(dòng)芯片都在2021年實(shí)現(xiàn)批量銷售，還有多款車規(guī)級(jí)電源管理產(chǎn)品在研發(fā)中。這里就挑選通過車規(guī)認(rèn)證的系列BL1555Q，3.3V至5.5V電壓范圍，整個(gè)電壓范圍下2.5uA的低功耗，精度可達(dá)到±2%；車規(guī)級(jí)DC-DC芯片LC2741Q，內(nèi)置75mΩ高側(cè)的MOSFET提供高達(dá)4A的連續(xù)輸出電流，輸出電流精確到±7%之內(nèi)，無需外部補(bǔ)償，電壓精度±2%。

韋爾半導(dǎo)體

韋爾半導(dǎo)體的PMIC WD3102C和WD3102CA，主要應(yīng)用在AMOLED 和LCD上。兩個(gè)料號(hào)在性能參數(shù)上差別不大，2.5V至4.6V的電源電壓范圍，＜1uA的關(guān)斷電流，利用自動(dòng)模式轉(zhuǎn)換的-0.33x/-0.5x模式電荷泵保持最高的效率，對(duì)由單芯電池供電的產(chǎn)品進(jìn)行了優(yōu)化，輸出電流高達(dá)60 mA（VOP-VON輸出電壓精度±1.5%）或100 mA（VOP-VON輸出電壓精度±2%）。

還有不少性能優(yōu)異的國(guó)產(chǎn)PMIC系列，這里掛一漏萬。

小結(jié)

在非車規(guī)的應(yīng)用上，國(guó)產(chǎn)PMIC性能已經(jīng)可以很明顯地看到并沒有落入下風(fēng)，在家電、工控、消費(fèi)電子市場(chǎng)已經(jīng)補(bǔ)足了很大一部分缺口。尤其是消費(fèi)電子，設(shè)備內(nèi)部電源芯片的效率、待機(jī)功耗等直接影響產(chǎn)品使用時(shí)長(zhǎng)和性能，這種貼近大眾的日常消費(fèi)，用戶的感受最為直接。國(guó)產(chǎn)PMIC得以逐步擴(kuò)大市占率也是國(guó)產(chǎn)PMIC性能提升的一種體現(xiàn)。當(dāng)然，國(guó)產(chǎn)PMIC品牌起步相較國(guó)際大廠較晚，還需要長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累。

瞄準(zhǔn)車規(guī)應(yīng)用的國(guó)內(nèi)玩家也有不少，大多在布局車規(guī)級(jí)PMIC階段，比如思瑞浦、圣邦微、必易微、南芯等國(guó)產(chǎn)廠商在車用PMIC供應(yīng)能力建設(shè)方面持續(xù)投入了多年。車規(guī)級(jí)PMIC的品類較多，應(yīng)用場(chǎng)景也有所不同，國(guó)產(chǎn)車規(guī)PMIC要想在汽車供應(yīng)鏈中占據(jù)一席之地，不僅要選擇一條合適的PMIC發(fā)展路線，還要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，推出穩(wěn)定的產(chǎn)品，強(qiáng)大的技術(shù)能力與高質(zhì)量的品質(zhì)管理能力缺一不可。