得益于PMIC的功能漸強(qiáng),移動(dòng)設(shè)備續(xù)航能力見(jiàn)增
智慧型手機(jī)功能不斷推陳出新,連帶使得電源管理設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)日益加劇,因此半導(dǎo)體業(yè)者開(kāi)發(fā)出可高度配置的電源管理晶片(PMIC),以降低新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的變更幅度,同時(shí)利用三維(3D)封裝技術(shù)提高異質(zhì)功能整合度,進(jìn)一步節(jié)省電路板空間及成本。
隨著入門(mén)與高階智慧型手機(jī)問(wèn)市,消費(fèi)者的選擇更為多元,再加上平板電腦尺寸變小且售價(jià)降低,更刺激全球市場(chǎng)銷(xiāo)售紀(jì)錄迭創(chuàng)新高;2013年無(wú)疑將是行動(dòng)運(yùn)算市場(chǎng)重要的里程碑。同時(shí),消費(fèi)者希望能夠在瀏覽更多的媒體內(nèi)容時(shí)維持更長(zhǎng)的電池續(xù)航力,故電源管理正迅速成為這個(gè)時(shí)代的焦點(diǎn)議題。
越來(lái)越多的預(yù)測(cè)說(shuō)明2013年智慧型手機(jī)的全球出貨量將首度超越傳統(tǒng)手機(jī)。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IDC預(yù)測(cè)智慧型手機(jī)的出貨量將達(dá)九億一千八百六十萬(wàn)支,占全球行動(dòng)電話市場(chǎng)50.1%。無(wú)論是入門(mén)或高階智慧型手機(jī),全球售價(jià)均不斷下降,也讓消費(fèi)者擁有更多元的選擇,而且隨著長(zhǎng)程演進(jìn)計(jì)劃(LTE)網(wǎng)路優(yōu)化的導(dǎo)入,使這些「萬(wàn)能的」裝置對(duì)消費(fèi)者而言更具吸引力。中國(guó)大陸在2012年取代美國(guó)成為全球智慧型手機(jī)出貨量最高的國(guó)家,此外,在巴西及印度這樣人口眾多的國(guó)家中,快速增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)和不斷興起的中產(chǎn)階級(jí),亦帶動(dòng)相關(guān)需求的蓬勃發(fā)展。
平板電腦的前景也同樣受到看好。2013年可能是平板電腦在美國(guó)的出貨量首度超越筆記型電腦的1年。消費(fèi)者對(duì)于這類(lèi)型裝置的需求永無(wú)止盡,而一般認(rèn)為這種情況還會(huì)在全世界長(zhǎng)期持續(xù)下去。IDC最近上調(diào)關(guān)于平板電腦在2013~2016年期間的出貨量預(yù)測(cè),顯示全球平板電腦的銷(xiāo)售量在2013年可以達(dá)到一億九千零九萬(wàn)臺(tái)。至2017年底,IDC預(yù)期平板電腦供應(yīng)商的出貨量將可超過(guò)三億五千萬(wàn)臺(tái),同時(shí)更小型及更便宜的平板電腦也將快速成長(zhǎng)。
可攜式裝置的復(fù)雜程度日益增加,高成效的電源管理方案便是極大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)(圖1)。根據(jù)JD Powers所進(jìn)行的2012年美國(guó)無(wú)線智慧型手機(jī)顧客滿(mǎn)意度研究調(diào)查報(bào)告指出,對(duì)新智慧型手機(jī)的消費(fèi)者而言,電池續(xù)航力不佳所造成的不滿(mǎn)意程度遠(yuǎn)超過(guò)任何其他單一功能。且這個(gè)問(wèn)題只會(huì)隨著時(shí)間拖延愈長(zhǎng)而愈嚴(yán)重,除非供應(yīng)商愿意在電源管理策略上采取創(chuàng)新方式。
圖1 新的行動(dòng)裝置功能需求逐漸提升電源管理性能的復(fù)雜度。
4G智慧型手機(jī)消耗大量的電池壽命來(lái)搜尋目前比3G訊號(hào)稀少的網(wǎng)路訊號(hào),它們必須消耗更多的電量,解碼在頻譜中被傳送的訊號(hào)。此外,消費(fèi)者會(huì)更廣泛地使用行動(dòng)裝置,包括聊天、傳送簡(jiǎn)訊、發(fā)送電子郵件及瀏覽網(wǎng)頁(yè)等,但是他們也希望能夠觀看更高解析度的視訊及衛(wèi)星導(dǎo)航地圖、能夠與小孩進(jìn)行雙向視訊電話、玩更具臨場(chǎng)感的游戲并串流音樂(lè)。同時(shí),消費(fèi)者還需要更明亮、更大,且具有更佳的觸控功能,未來(lái)還得要有觸覺(jué)反應(yīng)功能的顯示螢?zāi)?。每一?xiàng)特性都會(huì)大量消耗電力,這也創(chuàng)造對(duì)高效能電源管理技術(shù)的需求。
電源管理仍是重大挑戰(zhàn)
過(guò)去電源管理技術(shù)經(jīng)常被整合在應(yīng)用處理器之內(nèi)。然而,隨著電源效能優(yōu)化重要性愈來(lái)愈高,且已成為一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)后,這種嵌在晶片上的方法就不再可行。
業(yè)界輔助電源管理積體電路(Companion Power Management Integrated Circuits, PMIC)是一顆高度可程式化的晶片(圖2),能夠支援單核心或是多核心應(yīng)用處理器所要求的電壓調(diào)整(Voltage Scaling)及功率輸送排序(Power Delivery Sequencing)功能,同樣的,在電話中的子系統(tǒng),例如網(wǎng)路與連接性堆疊--3G、4G LTE、無(wú)線網(wǎng)路連接、藍(lán)牙(Bluetooth)以及近距離無(wú)線通訊(NFC)、顯示螢?zāi)弧⒏弋?huà)素相機(jī),以及更多的次系統(tǒng)皆為如此。
圖2 電源管理正從應(yīng)用處理器中獨(dú)立出來(lái)成為一顆單獨(dú)的PMIC。
為何要擁有和行動(dòng)裝置上的所有通訊、多媒體及周邊處理電路高度整合在一起的輔助PMIC,其中有許多好理由。這顆PMIC必須能夠負(fù)荷高達(dá)三十組不同的供應(yīng)電源,提供給應(yīng)用處理器與基頻處理器的各個(gè)部
評(píng)論