近期節能減碳不僅是政策宣導口號，更成了全民運動，不論是可攜式裝置或是大型機房，無不視「功耗」為大敵，意欲除之而後快。而看好這波商機，不少晶片業者紛紛加碼電源管理晶片市場，要搶攻這塊市場大餅。
隨著可攜式裝置功能愈趨強大，其電源管理議題也逐漸升溫。
新型態可攜式裝置如超級行動電腦(UMPC)、行動聯網裝置(MID)也都躍躍欲試，搶攻主流市場。這些可攜式裝置為了滿足消費大眾「行動寬頻上網」的需求，特別重視長時間的終端裝置運作時間，也自然更加看重電源管理的重要性，進而刺激電源管理晶片( PMIC)的發展。
而隨著第三代夥伴計畫(3GPP)長期演進計畫(LTE)、全球微波存取互通介面(WiMAX)等行動寬頻聯網技術陸續問世後，電源功耗的掌控更是相關技術能否順利站上主流的關鍵。
一般來說，可攜式裝置在處理多媒體及與無線通訊連結上使用最多功耗，因此若能精準掌控電源管理議題，將可順利延長裝置使用時間，滿足使用者對多媒體應用服務的需求，進而開啟更多創意應用與服務。
而近期頗受矚目的議題，就是透過通用序列匯流排(USB)進行充電，以滿足各式追逐長時間啟動的可攜式裝置。
電源唾手可得 USB充電水漲船高
近期對多種可攜式裝置來說，由於可透過USB介面進行充電，因而成為各項可攜式裝置必備規格之一，也帶動USB充電IC水漲船高，成為近期之發展趨勢。
凌力爾特(Linear Technology)電源產品事業群產品行銷經理Tony Armstrong指出，由電池供電之各種可攜式裝置可透過交流(AC)變壓器、汽車充電器、俗稱火線(FireWire)的IEEE 1394或USB埠等多種方式充電。不過由於USB的取得容易又極為普遍，因此成為最多消費者用來充電的電源選擇。而這樣的便利性，也吸引越來越多的可攜式裝置製造商為符合此規格而將USB充電IC納入其中。
美國國家半導體(NS)電源產品行銷經理黃正義則透露，隨著USB充電IC行情看漲，他也相信USB充電IC仍會繼續大受歡迎，成為可攜式電子設備普遍採用的充電IC標準。
黃正義以該公司的電源管理晶片產品為例指出，如內建可支援鋰電池和聚合物電池的充電電路，就可以利用交流電插座或USB提供的電源充電以及儲電。一旦當充電器同時連接USB及交流電插座，充電器就會自動採用交流電插座的供電。
恩智浦(NXP)也同樣在2007年12月時推出全球首款手機USB電池充電器檢測方案。其特別重視為手機充電時檢測並識別專用的USB充電器、USB主機充電器和USB主機，以符合中國大陸最近發布關於手機銷售的規定，以及USB設計者論壇(USB Implementers Forum,USB-IF)的電池充電規範Rev.1.0。
恩智浦指出，該技術可使充電更快速、並使電池壽命延長。此外，消費者透過手機USB介面，即可進行即時充電。
相關系統能根據可用的USB連接類型，確定其能導入的充電電流大小，再對電池進行智慧充電。
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| 圖1 德州儀器亞洲區市場開發高效能類比產品行銷經理何信龍指出，除了價格以外，電源管理晶片產品相容性、彈性與未來演進，都是不能忽略的關鍵。 |
根據原先的USB 2.0規範，當一台可攜設備接到USB主機或集中器(Hub)上時，最大供電電流為500毫安培。而USB-IF新規範允許設備導入超過USB 2.0規範的電流，並提倡可攜式設備能夠識別三類充電器，分別是最高1.8安培的強電流外置式充電器、最高1.5安培USB主機或分享器充電器，以及最高500毫安培的標準 USB主機或集中器。
一般認為，透過上述充電器監測解決方案，將使原始設備製造商(OEM)和原始設計製造商(ODM)能夠符合相關規定，以滿足手機的統一USB充電器介面，進而上市銷售。
不過，德州儀器亞洲區市場開發高效能類比產品行銷經理何信龍(圖1)也指出，雖然充電IC近期頗受重視，但仍須深究諸多議題，切不可忽略充電效率與散熱好壞等關鍵，否則易面臨挖東牆補西牆的窘境。何信龍進一步解釋，目前大多數業者皆可提供USB充電IC，然晶片設計優劣直接影響充電與散熱效率；設計不良的充電IC可能直接浪費USB主機的電流，或是因為效率不彰而拉長充電時間；充電後過熱的可攜式裝置也直接影響使用觀感與安全性，相關用戶不可不慎。
德州儀器於今年2月時推出小型USB電源管理開關元件，就提供可調式限流功能，以避免電壓過大造成之短路。該系列內含場效電晶體(FET)的電源分布開關元件，可提供100毫安培～1.1安培的限流設定範圍，以保護輸入電壓供應，避免手機、筆記型電腦、液晶電視、機上盒或其他裝置進行USB連線時可能出現的短路故障。
電源商機熾熱 業界吹起整併風
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| 圖2 英飛凌汽車、工業及多重半導體市場資深技術總監Leo Lorenz表示，電源管理一直是業界重視的議題，更在近兩年大受重視。唯有在電源管理技術上不斷突破，才能獲得客戶的青睞。 |
也因為各界對電源管理需求殷切，因而在業界吹起整併風。安森美半導體(ON Semiconductor)陸續購併亞德諾(ADI)中央處理器(CPU)電壓及個人電腦熱監控業務部門、AMI及Catalyst半導體；另家龍頭大廠德州儀器也先後買下Powerprecise、Commergy Technologies及Inno-vative Design Solutions，取得電池計量晶片(Gas Gaguge)、電源管理晶片與電源參考設計技術。德州儀器半導體行銷特定應用產品協理郭芳旭透露，德州儀器於2008年7月將在類比事業群下，另行成立電源管理策略業務部門，專注在此領域之企圖心更是昭然若揭。
英飛凌(Infineon)也在日前買下數位電源晶片業者Primarion，進一步提升公司在電源管理應用領域的實力。英飛凌汽車、工業及多重半導體市場資深技術總監Leo Lorenz(圖2)指出，從全球電源相關市場版圖來看，英飛凌的表現一直十分亮眼，而此次加入Primarion，勢必可提升該公司在數位電源領域的成長動力，並強化電源管理產品業務之擴展。
市場分析機構iSuppli指出，數位電源於2006年市場規模約為1,240萬美元，而2007～2011年之成長率則約為50%，市場商機倍增已毋庸置疑。
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資料來源：恩智浦
圖3 恩智浦半導體多重市場半導體事業部大中華區市場資深總監梅潤平表示，該公司的高效節能晶片目前已出貨超過4億顆，豐富的經驗與穩定的出貨量是與競爭對手的最大區隔。 |
恩智浦(NXP)也同樣看好相關商機。恩智浦半導體多重市場半導體事業部大中華區市場資深總監梅潤平(圖3)表示，該公司自1997年首次推出高效節能環保晶片，已歷經四代的變革，經驗不可謂不深厚。而近期針對手機推出的解決方案之一，就是打造小型化金屬氧化層半導體場效電晶體(MOSFET)，以提升電源管理效能，同時縮小體積。
雖然商機蓬勃帶來更多競爭，不過對業界卻不失為一正面消息。黃正義指出，業界的良性競爭將刺激廠商推出更高效能、更低成本的產品以及更高階的技術，以與對手一決雌雄。他以PowerWise為例指出，開發人員可利用該技術將輸出電壓調整至剛好滿足實際需要的水平，這種稱為可適性電壓定比調節(AVS)的技術，將比動態電壓定比調節(DVS)技術省電，也是該公司與其他對手拉開差距的優勢所在。
何信龍不諱言，部分電源管理晶片產品技術門檻不高，因此中小規模業者均可投身此市場。不過，隨著開發人員對電源管理晶片需求更趨嚴苛，技術停滯的廠商遲早將遭淘汰，唯有隨時跟上客戶需求，才能在市場存活。