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發布時間:2019/10/15 10:21:00 訪問次數:36發布企業:深圳市創寶來科技有限公司


早在2016年7月,美國芯片巨頭ADI就宣布以148億美元收購知名電源管理芯片廠商Linear(Linear Technology Corporation,凌力爾特)。經過近一年時間的整合,去年3月ADI與Linear公司正式完成合并,不僅締造了業內一流的高性能模擬技術公司,更重要的是在電源產品線方面形成了強強聯合。那么,ADI與Linear成功合并一年多之后,在電源領域帶來了哪些新的技術和產品,對于電源管理芯片市場又將帶來什么新的變化?近日,ADI電源系統工程總監梁再信(Lorry Liang)先生在接受芯智訊采訪時給出了自己答案。

ADI電源系統工程總監梁再信


ADI與Linear合并,成為全球第二大電源管理IC廠商

Linear成立于1981年,總部位于美國硅谷,是一家業界領先的模擬IC制造商。根據IC Insights的數據顯示,在被ADI收購之前,Linear就已經是全球第8大模擬IC廠商,而ADI則是排在第4位。


根據IC Insights的數據顯示,通過收購Linear,ADI在2017年的模擬IC銷售額增長14%,達到了43.4億美元(實際是49億美元)。同時,排名也迅速由原來的第4位上升到了第2位。


而ADI收購Linear之后,之所以能夠帶來快速的增長,主要是由于雙方的產品線具有高度的互補性。首先,比如Linear一直都是在電源管理芯片領域的龍頭企業,而這也正是ADI比較薄弱的一環。根據ADI在收購Linear之前的2015年財報數據顯示,ADI主要營收都是來自于數據轉換器,而電源管理IC業務的收入只有1.5-2億美元。顯然,收購Linear將會補足ADI在電源管理IC業務上的短板。

另外,雖然兩家公司80%的市場都在工業、通信和汽車領域,但是Linear有70%營收來自中小客戶,30%的營收來自大客戶。而ADI則恰恰相反,60%的營收來自大客戶,只有40%是來自中小客戶。也就是說,雙方合并之后,ADI可以給大客戶提供更為豐富的產品線,同時也能將自己原有的產品線更為輕松的推向更多的中小客戶,降低對于大客戶的依賴。


在Linear與ADI合并之前,Linear擁有5000名員工,全球14個研發中心,23000個器件;ADI擁有10000名員工,全球30個研發中心,20000個器件。合并之后,新的ADI就擁有了15000名員工,全球44個研發中心,43000個器件。其中,有超過1萬個器件都屬于電源領域。

“因為Linear的電源產品足夠強大和優秀,我們保留了一些Linear的元素,新的子品牌叫Power by Linear。”ADI電源系統工程總監梁再信表示,ADI的原有的電源產品已經被并入Linear,成為Power by Linear中的一部分。Linear的其它線性器件則被并入ADI的相應部門。


在Linear與ADI合并之后,新的ADI在轉換器市場的份額將繼續保持全球第一,而在電源管理IC市場的份額則大幅提升至了全球第二。


創新性的技術和產品


眾所周知,任何電子設備要工作都離不開電源,而電源管理芯片則是控制所有電子設備的電能供應的核心,其主要負責電子設備所需電能的變換、分配、檢測等功能。而隨著智能手機、智能電網、5G通信、新能源汽車、工業4.0、LED照明等產業的快速發展,也帶動了電源管理芯片市場的持續增長,同時也對電源管理芯片提出了更高的要求。


梁再信表示,Power by Linear基本圍繞三個方向思考設計產品:一是怎么樣減少芯片的尺寸和體積,怎么樣在比較小尺寸的器件中提供很好的性能;二是提升效率,比如現在手機充電可以做到40W的快充,如果效率不夠,發熱就會很嚴重;三是降低EMI,因為EMI會帶來很多意想不到的問題,比如系統穩定性、可靠性,比如對其它器件的干擾以及其它器件對自身的干擾等。


而為了解決EMI和干擾的問題,ADI在芯片的設計上也做出了比較創新的突破。比如普通的電源是單個電流回路,而ADI的Silent Switcher芯片上是兩個反向電流環,芯片自己的EMI水平就可以做得非常低,甚至不用特別優化就可以滿足標準。


而現在Silent Switcher經過不斷的迭代、優化、升級,用兩層板做一個標準設計就可以滿足工業級EMI的標準,而且還有一些余量。而過去要解決EMI的問題,大部分都需要用四層板、六層板加屏蔽、隔離等等,而這樣將會大幅增加成本。


另外,在小尺寸、高性能方面,ADI也一直走在行業前列。比如一個通信的板卡需要非常高的功率密度,以FPGA的0.8V內核電壓、100A的輸出電流為例,2010年時ADI需要12片LTM4601才可以做到100安培,而最近ADI發布的LTM4700電源模塊,只有拇指大小,大概跟鉛筆的厚度一樣,但是1片就能做到100安培。可以幫助通信公司極大解決了散熱、尺寸、體積和運營效率的問題。




在光通信領域,光模塊對于尺寸、體積以及厚度的要求也是越來越高。ADI已有的6.25mm×6.25mm×1.8mm的電源模塊LTM4686,體積就非常的小,也非常的薄,在光通信領域已有廣泛的應用。1.8mm的超薄厚度使得電源模塊可以裝配在PCB板的背面,留出正面的空間以裝配更多器件,或者可以縮小PCB尺寸,同時由于它與FPGA擁有相近的封裝高度,使得它還可以FPGA共用散熱器。此外,ADI還為LTM4686加入了IC PMBus接口,使得開發者能夠讀取電壓、電流、溫度等,也可以寫入電壓、開/關、時序控制等指令,有利于故障保護和故障監控。


另外,ADI還在設計比6.25mm×6.25mm還要小的4mm×4mm的小封裝電源模塊,同時厚度也希望做到1.5mm以下。


“進一步做薄是很有難度的,因為它集成了MOS管、電感等都在里邊,是個完善的模塊。當然,我們會繼續朝著這個方向努力、迎接這個挑戰。”梁再信非常有信心的說到。


在高能效方面,ADI也有很多的創新。比如傳統的電源,一般都有很大的電路,效率做到93%-94%就很難再往上提高了。通信背板上,需要48V往下轉時,往往面臨很多挑戰,板上需要更低電壓的時候轉換效率不高。如果通過非常高效的電路,把48伏先轉換成24伏,剩下的板級系統再往下轉,設計將更簡化、更容易,系統穩定性更好。LTC7820是ADI推出的一款固定比例高電壓高功率開關電容器,用CFLY(飛電容) 取代過去損耗比較大的電感,2.8cm×2.8cm×0.6cm的模塊,從48V到24V,可以推約500W功率,效率高達99%左右。


另外,在空間能量獲取方面,ADI也有一些新的創新。比如振動發電,ADI的換能器電源轉換芯片LTC3588,配合小體積的換能器可以在0.25g的振動加速度和40赫茲的頻率上產生200多微安的電流,如果乘3.3伏的電壓,大概功率也就是600微瓦。雖然這個功率很小,但是如果是一個電機監控設備,能夠持續穩定的得到600微瓦的電能,已基本足夠用,可以實現設備的終身免維護和無人值守。

在溫差發電方面,ADI也有一些產品,比如LTC3108,官方的數據顯示,一個3cm×3cm的TEG連上LTC3108,可以產生3.3伏電壓,在10度溫差時,大概就能產生60微安的電流,可以得到200微瓦的功率。試想一下,如果將其用于可穿戴設備,人體的體表溫度可能有35度,即使環境溫度有25度,也能有10度的溫差,如果是冬天,溫差可能就更大,能夠產生更大的功率,而且是可以持續不斷的為可穿戴設備供電,實現真正的“免充電”。

據梁再信透露:“ADI還在考慮如何改進溫差發電轉化技術,雖然已有的能量采集IC能實現把20毫伏的微弱電壓升到3.3伏已經是非常大的挑戰了,但ADI的美國團隊仍在思考如何把換能器功率進一步提高,從200微瓦提高到400微瓦,并且體積只有目前的1/10。”顯然,如果ADI后續真的能夠推出這樣的產品,那么無疑將會獲得全球可穿戴設備市場很大的份額。

“可以說,收購Linear極大的豐富了ADI的產品線,并且把模擬產品線中的電源業務的短板補全了,而且還補得很高。但這不意味著ADI只做電源,畢竟電源只是基礎部件,真正實現功能的還是需要模擬前端、ADC等,通過數字、DSP做算法呈現在用戶面前。目前,電源產品在ADI占比大概只有20%,合并之后還有80%是非常強的信號鏈產品。”梁再信總結到。


發力中國市場

根據 Transparency Market Research的研究數據顯示,2013-2019年,全球電源管理IC市場年復合增長率將達6.1%。2012 年全球電源管理IC市場規模達299億美元,到2019年預估規模將成長到460億美元。

2010-2016年中國電源管理芯片市場銷售額及增速(單位:億元人民幣)

作為全球最大的電子產品制造中心,近年來,在以智能手機為代表的智能終端產業高速增長的帶動下,中國電源管理芯片市場的增長長期高于全球增速。賽迪顧問數據顯示,2015年中國電源管理芯片市場規模約為580億元,到2020年中國電源管理芯片市場規模將增長至860億元,五年復合增長率大約在8.4%左右。

不過,在收購Linear之前,ADI的電源業務在中國市場份額卻很小,相比之下Linear的份額要更大一些。隨著雙方的合并完成,ADI也開始進一步加碼中國市場。

以前ADI主要市場定位是對于高性能電源管理IC有需求的工業、通信和汽車等行業性市場。不過隨著消費升級、國產智能手機在中高端市場取得突破,市場也不再是向之前那樣一味的拼價格,現在的消費類市場已經也有很大的空間可以容納高性能產品,所以ADI也在和國內的消費類廠商有很多深入的合作。比如ADI正在與幾家手機廠商合作研發40瓦-50瓦的超級快充,30分鐘就可以把電充滿。當然,快充會面臨發熱方面的問題,50瓦時7%的損耗就很可怕了,不過ADI的芯片級的架構可以實現97%以上的充電效率,可以幫助客戶顯著、大幅度降低發熱,并且風險可控。

需要補充的是,為了進軍消費類市場,在ADI與Linear合并后,還關掉了部分工廠。一方面是由于這些工廠規模不大,運營效率不高;另一方則是,ADI原本的制造能力和工廠已經能夠滿足需求。而通過生產資源的整合,可以大幅度降低生產成本,提升ADI的產品在消費類市場的競爭力。

值得一提的是,今年10月,蘋果以3億美元收購了電源管理芯片大廠Dialog的部分電源管理專利授權以及300名研發工程師。雖然Dialog將獲得6億美元的收入(蘋果為Dialog未來三年采購的產品提前預付3億美元),同時也獲得了與蘋果未來三年的訂單,但是毫無疑問的是Dialog自身的研發實力受到了較大的削弱(一下子少了300名研發工程師)。而正所謂此消彼長,這也使得已位居第二的ADI在大舉殺入消費類市場后,將有望拿下更多的市場份額。

據了解,目前ADI在中國的營收占全球營收的比重逐年上升。ADI對中國市場也開始進一步加大投入,提供了更多的支持。比如,在中國的北京、上海、杭州都設有研發中心,對于本土客戶的需求可以快速響應、快速開發。另外,為了配合國內工程師使用Power by Linear產品,ADI也提供了很多免費的工具,比如LTPowerCAD、LTspice等。

“我們認為,未來中國半導體市場將會持續快速增長,特別是在智能手機、5G通信、新能源汽車、工業4.0等領域,ADI的產品可以全方位支持中國的產業發展。”梁再信對芯智訊說到。

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