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---蜂窝电话的电源管理是集成电路发展最活跃的领域之一。近来,有些公司针对蜂窝电话推出了非常复杂的单片电源管理单元,引起了业界的关注。有趣的是,一项关于最新推出多种蜂窝电话的系统性研究显示,在集成水平方面并无明显趋势,包括的手机种类从低集成度(单功能构件)型号,到中等集成型号(三至十个集成稳压器),以及高度集成型号(集成完整的电源管理、音频功率放大器等)都有。 ---不同的业务模式和特定领域——从性能至尺寸,以至成本及上市时间——解释了这个情况。本文将重点探讨高度集成的电源管理单元,以及在这个领域中促使产品成功的功能。 不切实际的空想 ---超便携设备正推进IC向上游集成,这是由于手机的尺寸越来越小但功能越来越多,如彩色显示,加上手机与PDA、数码相机、MP3、GPS等相结合。这种现象与90年代初的情形类似,当时硬盘尺寸从3.5英寸 缩小至2.5英寸,再到1.8英寸及以下,从而推动了不计成本因素的上游集成。在那种情况下,尺寸的缩小非常重要(举例说,如单芯片的价格高于非集成解决方案并不要紧,因为较大型芯片的固有良率较低)。同时,许多电源管理公司缺乏大规模集成电源方面的工艺(Bipolar-CMOS-DMOS或BCD),因此别无选择,只得退出市场。 ---90年代初硬盘发展情况与今天蜂窝电话形势相比的一个重要差别,在于蜂窝电话的功率和电压低,所以蜂窝电话的电源管理IC上游集成无需专门的工艺,而可以采用常规的0.35~0.25μm CMOS工艺和自行开发的技术,或晶圆代工厂的常用工艺来实现。 ---由于今天的工艺技术并不是障碍,我们看到零制造(fab-less)功率半导体公司的出现了一个前所未有的业务模式。因此,与硬盘发展的情形相反,在蜂窝电话的上游集成起步点聚集了许多公司。 上游集成的障碍 ---蜂窝电话的电源部分比较琐碎,即使包括功率音频放大器和充电器,这部分主要由一系列低功率线性稳压器和放大器构成,其复杂性来自这些功能的管理需要额外的数字区块集成,如用于串行通信的SMBus、用于正确功率序列的状态机,以及可靠的板载数据转换装置,以使系统不会受到串扰噪声干扰。 ---这类新型电源管理IC的开发需要技术、IP和CAD工具,这超出了传统电源开发小组的范畴,进而涉及逻辑、微控制器和数据转换的队伍。对电源管理功能的额外需求可能成为进入传统构件式电源公司的阻碍,同时成本竞争力也会成为新兴的零制造公司必须解决的一个问题。 谁会胜出 ---能够在上游集成竞赛中取得胜利的公司,需要具备最广泛的技术和能力,可满足市场最严格的成本要求。而成功的公司必须拥有超便携系统的知识、功率模拟和数字集成经验,并有大批量生产这些芯片的能力。
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