如果把處理器和傳感器分別比作是電子設備的“大腦”和“五官”，那么電源管理IC就是電子設備的“心臟”，其重要性不言而喻。從市場規(guī)模來看，1998-2005年全球電源管理IC的年復合增長率達到15%。最近幾年，電源管理市場隨著筆記本電腦、平板、手機市場的飽和而逐漸放緩;現(xiàn)如今，隨著物聯(lián)網的發(fā)展，電源管理IC的應用領域逐漸從消費電子、網絡通信延伸至汽車電子、新能源、智能硬件等領域，或許會迎來新的市場爆發(fā)契機。

然而電源管理IC在物聯(lián)網時代也不可避免地遇到一些問題。一方面，傳統(tǒng)的電源管理IC逐漸無法實現(xiàn)低輸出電壓范圍的精準穩(wěn)壓、快速動態(tài)響應、遠程監(jiān)控等來匹配高性能芯片的功能需求;另一方面，由于物聯(lián)網具備體量巨大但市場碎片化、應用分散化的特性，如何通過提升電源管理IC的設計靈活性和簡易性來加速產品上市時間，以及根據應用需求做定制化成為電源管理IC需要直面的難題。通過采訪國際國內外知名的電源管理IC企業(yè)，發(fā)掘電源管理IC會哪些新“招式”來應對物聯(lián)網發(fā)展需求。

1.好鍋配好蓋，數(shù)字化、定制化電源管理IC匹配碎片化的物聯(lián)網訴求

物聯(lián)網時代，功能越來越強大的服務器、通信設備等產品推動了半導體工藝技術不斷升級，體積小、性能強大的芯片要求電源管理IC能提供更智能的控制環(huán)路、更快速的動態(tài)響應、更高的電壓反饋精度以及更簡化的外圍電路布局設計。面對這些要求，擁有集成度高、快速響應、設計靈活、可控性強等優(yōu)勢的數(shù)字電源技術備受青睞。

舉個例子，無人機在空中飛行時的環(huán)境瞬息萬變，要想實現(xiàn)無人機的動態(tài)平衡，除了應用磁性角度傳感器(Angle Sensor)來確保馬達運動的平穩(wěn)以及24G/60G雷達定位的配合使用，數(shù)字電源IC的作用也至關重要。因為在飛行中，數(shù)字電源IC要能夠精確而迅速地分配不同的動態(tài)電壓到螺旋槳的直流無刷電機，進而控制不同螺旋槳的旋轉力度來保證飛機的平穩(wěn)飛行。這個時候，數(shù)字電源快速響應、在輸出電壓范圍內實現(xiàn)極高精確穩(wěn)壓的優(yōu)勢在無人機上凸顯的淋漓盡致。

隨著物聯(lián)網各種電源管理IC應用領域的不斷延伸，對數(shù)字電源IC的需求更加差異化，針對不同應用做數(shù)字電源IC定制化成為未來的發(fā)展趨勢之一。

關于電源管理IC的定制化趨勢，Altera的Enpirion電源產品中國區(qū)高級業(yè)務經理張偉超指出，電源管理IC廠商需要認真傾聽不同類產品系統(tǒng)芯片的需求，加強與數(shù)字組芯片廠家的溝通合作。只有這樣，電源IC的目標設計規(guī)格才顯得更有意義，這種為系統(tǒng)性能需求而定制的電源設計最終能為產品性能、功耗優(yōu)化做出巨大的貢獻。

加強主芯片廠商與電源管理IC廠商合作以滿足定制化需求，似乎遠不如并購來的簡單粗暴，近些年國外的一系列市場并購案例更是佐證了這一點：高通收購Summit、Altera收購Enpirion、Microchip收購Micrel、MTK收購Richtek、Altera收購ZMDI的數(shù)字電源控制器部門等等。相比于國外的并購動作連連，盡管2015年以紫光集團為代表的中國半導體企業(yè)和產業(yè)資本大舉海外出擊，但鮮有關于對優(yōu)秀電源管理IC 企業(yè)的收購案例來彌補國內在數(shù)字電源管理的不足。

圖1：國外主芯片廠商收購電源管理IC廠商案例

2.降低物聯(lián)網開發(fā)門檻，電源管理IC逐漸高度集成化、模塊化

集成度越來越高無疑是半導體的發(fā)展趨勢，特別是近年來半導體SoC化的趨勢帶動了電源管理IC的模塊化發(fā)展。電源管理IC的模塊化可以提升系統(tǒng)設計的靈活性和簡易性，簡化外圍電路，同時縮短開發(fā)周期，降低系統(tǒng)開發(fā)成本，給電源管理IC帶來的好處顯而易見。

以數(shù)字電源IC為例，“目前數(shù)字電源技術在高壓應用市場的主要方案包括：采用硬編碼的數(shù)字IC、采用單獨的微控制器等方案。但是前者在靈活性方面，以及后者在BOM成本方面，依然是阻礙數(shù)字電源在眾多終端設備中使用的主要因素。”英飛凌電源管理及多元化市場事業(yè)部中國區(qū)總監(jiān)梁錦文表示，“英飛凌推出的.dp數(shù)字電源平臺，內置CPU、高低邊驅動以及高壓啟動等多項可設置的模擬和數(shù)字功能，大大提高設計的靈活性和系統(tǒng)性能。而且由于外圍電路簡單、設計周期短，還可以減少系統(tǒng)的綜合成本，加快將新產品推向市場的步伐。”

.dp數(shù)字電源平臺為LED驅動電源設計帶來便利，英飛凌照明IC營銷負責人Ulrich Vom Bauer表示：“采用了英飛凌的數(shù)字化控制器，LED驅動電源可以在生產結束時才確定產品規(guī)格，這能為客戶帶來更大的靈活性，因為他們不必再花費很大代價去設計新的產品型號。借助.dp digital power 2.0，開發(fā)時間最多可縮短70%，因此，客戶能顯著加快將新產品推向市場的步伐。”

圖2：英飛凌的.dp數(shù)字電源平臺以及兩款芯片

3.延伸用武之地，拓展農業(yè)、樓宇等特定應用領域

先進的電源管理IC固然很好，但是某些特定的物聯(lián)網應用場合，傳統(tǒng)的供電方式并不能很好地支撐電源管理IC的運行，可謂是巧婦難為無米之炊。且看傳感器在下面幾個特定場合遇到的阻礙案例：

1.在智能樓宇包括用電、用水以及相關安全操作等狀況監(jiān)測運用中，需要把傳感器安裝在各個樓層的不同位置上來收集數(shù)據。如果采用有線供電布線復雜，成本會非常高，而采用無線供電方案的電池又必須定期更換，維護難度大、人工成本高;

2.智慧農業(yè)中的傳感器安裝在戶外，對電源的續(xù)航能力和穩(wěn)定性要求更高;

3.家用煙霧報警器中的溫度、濕度、氣體等傳感器電池的使用壽命只有一年左右，在電量耗盡又不知情的情況下會有嚴重的安全隱患。

由此可見，電源管理IC除了自身內功的修煉，可支持低成本、易安置、免維護的供電方式對電源管理IC及其應用也極其重要。賽普拉斯模擬產品市場經理李冬冬指出，“隨著物聯(lián)網的發(fā)展，下一代傳感器需要超低功耗能量收集電源管理芯片方案，這種方案將通過光、振動或熱能實現(xiàn)器件的自供電。”

針對這些難點，“賽普拉斯提供一個完整的、無電池的能量收集套件方案，包括一個電源管理芯片、EZ_BLE PRoC模塊以及軟件。這個方案讓能量收集系統(tǒng)達到1.2 µWmax的啟動功率,250nA 的靜態(tài)電流，可以使用1x1cm2的太陽能面板在100lux光照情況下使能量收集系統(tǒng)負載得到最大的能量，實現(xiàn)自供電。方案中的EZ-BLE PRoC模塊，可以簡化能量收集系統(tǒng)負載的傳感、處理以及通信功能;免費提供Easy DesignSim? 在線仿真軟件，則可以簡化能量收集系統(tǒng)設計以及能量收集系統(tǒng)負載的計算。”李冬冬進一步說道。

圖3：賽普拉斯能量收集PMIC達到1.2 µWmax的啟動功率, 250nA 的靜態(tài)電流，可以使用1x1 cm2的太陽能面板在100lux光照情況下實現(xiàn)自供電。

總結：電源管理IC作為物聯(lián)網終端的“心臟”其重要性日益凸顯，但也與挑戰(zhàn)并存。定制化、數(shù)字化、模塊化為電源管理IC這顆“心臟”打開各種“心竅”，新的供電方式則讓“心臟”更有動力，可在惡劣環(huán)境下“生存”。