早在2016年7月，美國芯片巨頭AD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(jīng)過近一年時(shí)間的整合，去年3月AD與Linear公司正式完成合并，不僅締造了業(yè)內(nèi)一流的高性能模擬技術(shù)公司，更重要的是在電源產(chǎn)品線方面形成了強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。那么，AD與Linear成功合并一年多之后，在電源領(lǐng)域帶來了哪些新的技術(shù)和產(chǎn)品，對于電源管理芯片市場又將帶來什么新的變化？近日，AD電源系統(tǒng)工程總監(jiān)梁再信（Lorry Liang）先生在接受本報(bào)采訪時(shí)給出了自己答案。
AD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(yè)界領(lǐng)先的模擬IC制造商。根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)顯示，在被AD收購之前，Linear就已經(jīng)是全球第8大模擬IC廠商，而AD則是排在第4位。
根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)顯示，通過收購Linear，AD在2017年的模擬IC銷售額增長14%，達(dá)到了43.4億美元（實(shí)際是49億美元）。同時(shí)，排名也迅速由原來的第4位上升到了第2位。
而AD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(chǎn)品線具有高度的互補(bǔ)性。首先，比如Linear一直都是在電源管理芯片領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，而這也正是AD比較薄弱的一環(huán)。根據(jù)AD在收購Linear之前的2015年財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示，AD主要營收都是來自于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，而電源管理IC業(yè)務(wù)的收入只有1.5-2億美元。顯然，收購Linear將會補(bǔ)足AD在電源管理IC業(yè)務(wù)上的短板。
另外，雖然兩家公司80%的市場都在工業(yè)、通信和汽車領(lǐng)域，但是Linear有70%營收來自中小客戶，30%的營收來自大客戶。而AD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，AD可以給大客戶提供更為豐富的產(chǎn)品線，同時(shí)也能將自己原有的產(chǎn)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AD合并之前，Linear擁有5000名員工，全球14個(gè)研發(fā)中心，23000個(gè)器件；AD擁有10000名員工，全球30個(gè)研發(fā)中心，20000個(gè)器件。合并之后，新的AD就擁有了15000名員工，全球44個(gè)研發(fā)中心，43000個(gè)器件。其中，有超過1萬個(gè)器件都屬于電源領(lǐng)域。
“因?yàn)長inear的電源產(chǎn)品足夠強(qiáng)大和優(yōu)秀，我們保留了一些Linear的元素，新的子品牌叫Power by Linear�！盇D電源系統(tǒng)工程總監(jiān)梁再信表示，AD的原有的電源產(chǎn)品已經(jīng)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AD的相應(yīng)部門。
在Linear與AD合并之后，新的AD在轉(zhuǎn)換器市場的份額將繼續(xù)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(chuàng)新性的技術(shù)和產(chǎn)品
眾所周知，任何電子設(shè)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(shè)備的電能供應(yīng)的核心，其主要負(fù)責(zé)電子設(shè)備所需電能的變換、分配、檢測等功能。而隨著智能手機(jī)、智能電網(wǎng)、5G通信、新能源汽車、工業(yè)4.0、LED照明等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，也帶動了電源管理芯片市場的持續(xù)增長，同時(shí)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(gè)方向思考設(shè)計(jì)產(chǎn)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(xiàn)在手機(jī)充電可以做到40W的快充，如果效率不夠，發(fā)熱就會很嚴(yán)重；三是降低EMI，因?yàn)镋MI會帶來很多意想不到的問題，比如系統(tǒng)穩(wěn)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，AD在芯片的設(shè)計(jì)上也做出了比較創(chuàng)新的突破。比如普通的電源是單個(gè)電流回路，而AD的Silent Switcher芯片上是兩個(gè)反向電流環(huán)，芯片自己的EMI水平就可以做得非常低，甚至不用特別優(yōu)化就可以滿足標(biāo)準(zhǔn)。
而現(xiàn)在Silent Switcher經(jīng)過不斷的迭代、優(yōu)化、升級，用兩層板做一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)就可以滿足工業(yè)級EMI的標(biāo)準(zhǔn)，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，AD也一直走在行業(yè)前列。比如一個(gè)通信的板卡需要非常高的功率密度，以FPGA的0.8V內(nèi)核電壓、100A的輸出電流為例，2010年時(shí)AD需要12片LTM4601才可以做到100安培，而最近AD發(fā)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�？梢詭椭ㄐ殴緲O大解決了散熱、尺寸、體積和運(yùn)營效率的問題。
在光通信領(lǐng)域，光模塊對于尺寸、體積以及厚度的要求也是越來越高。AD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(lǐng)域已有廣泛的應(yīng)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(shí)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，AD還為LTM4686加入了IC PMBus接口，使得開發(fā)者能夠讀取電壓、電流、溫度等，也可以寫入電壓、開/關(guān)、時(shí)序控制等指令，有利于故障保護(hù)和故障監(jiān)控。
另外，AD還在設(shè)計(jì)比6.25mm×6.25mm還要小的4mm×4mm的小封裝電源模塊，同時(shí)厚度也希望做到1.5mm以下。
“進(jìn)一步做薄是很有難度的，因?yàn)樗闪薓OS管、電感等都在里邊，是個(gè)完善的模塊。當(dāng)然，我們會繼續(xù)朝著這個(gè)方向努力、迎接這個(gè)挑戰(zhàn)。”梁再信非常有信心的說到。
在高能效方面，AD也有很多的創(chuàng)新。比如傳統(tǒng)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(zhuǎn)時(shí)，往往面臨很多挑戰(zhàn)，板上需要更低電壓的時(shí)候轉(zhuǎn)換效率不高。如果通過非常高效的電路，把48伏先轉(zhuǎn)換成24伏，剩下的板級系統(tǒng)再往下轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)將更簡化、更容易，系統(tǒng)穩(wěn)定性更好。LTC7820是AD推出的一款固定比例高電壓高功率開關(guān)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(dá)99%左右。
另外，在空間能量獲取方面，AD也有一些新的創(chuàng)新。比如振動發(fā)電，AD的換能器電源轉(zhuǎn)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(chǎn)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(gè)功率很小，但是如果是一個(gè)電機(jī)監(jiān)控設(shè)備，能夠持續(xù)穩(wěn)定的得到600微瓦的電能，已基本足夠用，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的終身免維護(hù)和無人值守。
在溫差發(fā)電方面，AD也有一些產(chǎn)品，比如LTC3108，官方的數(shù)據(jù)顯示，一個(gè)3cm×3cm的TEG連上LTC3108，可以產(chǎn)生3.3伏電壓，在10度溫差時(shí)，大概就能產(chǎn)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(shè)備，人體的體表溫度可能有35度，即使環(huán)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(chǎn)生更大的功率，而且是可以持續(xù)不斷的為可穿戴設(shè)備供電，實(shí)現(xiàn)真正的“免充電”。
據(jù)梁再信透露：“AD還在考慮如何改進(jìn)溫差發(fā)電轉(zhuǎn)化技術(shù)，雖然已有的能量采集IC能實(shí)現(xiàn)把20毫伏的微弱電壓升到3.3伏已經(jīng)是非常大的挑戰(zhàn)了，但AD的美國團(tuán)隊(duì)仍在思考如何把換能器功率進(jìn)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AD后續(xù)真的能夠推出這樣的產(chǎn)品，那么無疑將會獲得全球可穿戴設(shè)備市場很大的份額。
“可以說，收購Linear極大的豐富了AD的產(chǎn)品線，并且把模擬產(chǎn)品線中的電源業(yè)務(wù)的短板補(bǔ)全了，而且還補(bǔ)得很高。但這不意味著AD只做電源，畢竟電源只是基礎(chǔ)部件，真正實(shí)現(xiàn)功能的還是需要模擬前端、ADC等，通過數(shù)字、DSP做算法呈現(xiàn)在用戶面前。目前，電源產(chǎn)品在AD占比大概只有20%，合并之后還有80%是非常強(qiáng)的信號鏈產(chǎn)品。”梁再信總結(jié)到。
根據(jù) Transparency Market Research的研究數(shù)據(jù)顯示，2013-2019年，全球電源管理IC市場年復(fù)合增長率將達(dá)6.1%。2012 年全球電源管理IC市場規(guī)模達(dá)299億美元，到2019年預(yù)估規(guī)模將成長到460億美元。
作為全球最大的電子產(chǎn)品制造中心，近年來，在以智能手機(jī)為代表的智能終端產(chǎn)業(yè)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(shù)據(jù)顯示，2015年中國電源管理芯片市場規(guī)模約為580億元，到2020年中國電源管理芯片市場規(guī)模將增長至860億元，五年復(fù)合增長率大約在8.4%左右。
不過，在收購Linear之前，AD的電源業(yè)務(wù)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，AD也開始進(jìn)一步加碼中國市場。
以前AD主要市場定位是對于高性能電源管理IC有需求的工業(yè)、通信和汽車等行業(yè)性市場。不過隨著消費(fèi)升級、國產(chǎn)智能手機(jī)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(jià)格，現(xiàn)在的消費(fèi)類市場已經(jīng)也有很大的空間可以容納高性能產(chǎn)品，所以AD也在和國內(nèi)的消費(fèi)類廠商有很多深入的合作。比如AD正在與幾家手機(jī)廠商合作研發(fā)40瓦-50瓦的超級快充，30分鐘就可以把電充滿。當(dāng)然，快充會面臨發(fā)熱方面的問題，50瓦時(shí)7%的損耗就很可怕了，不過AD的芯片級的架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)97%以上的充電效率，可以幫助客戶顯著、大幅度降低發(fā)熱，并且風(fēng)險(xiǎn)可控。
需要補(bǔ)充的是，為了進(jìn)軍消費(fèi)類市場，在AD與Linear合并后，還關(guān)掉了部分工廠。一方面是由于這些工廠規(guī)模不大，運(yùn)營效率不高；另一方則是，AD原本的制造能力和工廠已經(jīng)能夠滿足需求。而通過生產(chǎn)資源的整合，可以大幅度降低生產(chǎn)成本，提升AD的產(chǎn)品在消費(fèi)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(quán)以及300名研發(fā)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(chǎn)品提前預(yù)付3億美元），同時(shí)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(fā)實(shí)力受到了較大的削弱（一下子少了300名研發(fā)工程師）。而正所謂此消彼長，這也使得已位居第二的AD在大舉殺入消費(fèi)類市場后，將有望拿下更多的市場份額。
據(jù)了解，目前AD在中國的營收占全球營收的比重逐年上升。AD對中國市場也開始進(jìn)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(shè)有研發(fā)中心，對于本土客戶的需求可以快速響應(yīng)、快速開發(fā)。另外，為了配合國內(nèi)工程師使用Power by Linear產(chǎn)品，AD也提供了很多免費(fèi)的工具，比如LTPowerCAD、LTspice等。
“我們認(rèn)為，未來中國半導(dǎo)體市場將會持續(xù)快速增長，特別是在智能手機(jī)、5G通信、新能源汽車、工業(yè)4.0等領(lǐng)域，AD的產(chǎn)品可以全方位支持中國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展�！绷涸傩艑Ρ緢�(bào)說到。
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