國產(chǎn)PMIC的實力

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠(yuǎn)）電源設(shè)計上的三種方案——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)用場景里同樣不可或缺。

說它高集成度，是因為它在單個芯片內(nèi)集成了多種電源軌和電源管理功能，可以在多個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市場卻是模擬芯片最大的細(xì)分市場之一。

缺芯浪潮下火爆的PMIC從技術(shù)角度來說，PMIC的火爆是因為它的簡單性與可拓展性。硬件可配置的PMIC在電源設(shè)計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)計可以利用每個穩(wěn)壓器上的電阻分壓器和單獨的使能端，用以靈活地調(diào)節(jié)電壓并進(jìn)行時序控制。

PMIC的軟件可配置則給予了在設(shè)計上定制的靈活性，借助 SPI 和 I2C 接口，可以使用MCU 或處理器在運行時很輕松地完成PMIC的配置。PMIC的這種高度可拓展性和可編程性意味著可簡化包含多個模塊里的電源設(shè)計，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)計除了尺寸、效率之外，可擴(kuò)展性是一個靈活的電源設(shè)計中很關(guān)鍵的因素。有著可擴(kuò)展性/可重用性的PMIC在縮短開發(fā)時間并節(jié)省開發(fā)成本上優(yōu)勢明顯，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上幾乎是硬通貨。隨著5G、IoT、汽車等應(yīng)用場景的不斷增加，下游需求仍舊維持在高位，消費者對此類場景的熱情帶來了對小型、電池驅(qū)動設(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芯片作為硬通貨價格也是水漲船高。

PMIC市場格局從應(yīng)用場景來看，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)能還是價格方面都相對穩(wěn)定。這一類PMIC對性能的要求相對寬松，更看重小尺寸低功耗的性能，相對來說利潤空間薄一些。在這類場景應(yīng)用中，國產(chǎn)PMIC正在逐步替代國際PMIC，只是對我國巨大的電源管理芯片PMIC需求而言，完成替代還需要不少時日。不少國內(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空間，特別是核心車規(guī)級PMIC，因為目前這些產(chǎn)品國產(chǎn)替代率不高，新能源汽車的需求又非常大，車規(guī)級PMIC的價格非常堅挺。在這種應(yīng)用里，對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，同時提高SoC、FPGA和應(yīng)用處理器的系統(tǒng)效率。這個賽道上領(lǐng)先的廠商不必多說，都是傳統(tǒng)的國際大廠，如TI、高通、英飛凌、ADI、ST、NXP、onsemi、Renesas、Microchip、Rohm等等。

國產(chǎn)PMIC實力幾何？國內(nèi)PMIC廠商非常多，這里挑選一些廠商的產(chǎn)品來看一看國產(chǎn)PMIC的實力。

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、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)級寬壓DC/DC TPP36208系列是36V、2A小型化高可靠性工業(yè)級器件，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)、通訊等多種場景中應(yīng)用。

芯朋微電子芯朋微電子主營電源管理芯片，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，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——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)動芯片、電機(jī)驅(qū)動芯片、AC/DC電源管理芯片、DC-DC電源管理芯片等，在LED照明驅(qū)動芯片市場處于領(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)動芯片都在2021年實現(xiàn)批量銷售，還有多款車規(guī)級電源管理產(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，整個電壓范圍下2.5uA的低功耗，精度可達(dá)到±2%；車規(guī)級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。兩個料號在性能參數(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，利用自動模式轉(zhuǎn)換的-0.33x/-0.5x模式電荷泵保持最高的效率，對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、消費電子市場已經(jīng)補(bǔ)足了很大一部分缺口。尤其是消費電子，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)品使用時長和性能，這種貼近大眾的日常消費，用戶的感受最為直接。國產(chǎn)PMIC得以逐步擴(kuò)大市占率也是國產(chǎn)PMIC性能提升的一種體現(xiàn)。當(dāng)然，國產(chǎn)PMIC品牌起步相較國際大廠較晚，還需要長期的經(jīng)驗積累。

瞄準(zhǔn)車規(guī)應(yīng)用的國內(nèi)玩家也有不少，大多在布局車規(guī)級PMIC階段，比如思瑞浦、圣邦微、必易微、南芯等國產(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PMIC的品類較多，應(yīng)用場景也有所不同，國產(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。