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进军电源管理,Qorvo要下一盘怎样的棋?

时间:2019-11-13 作者:邵乐峰 阅读:
通过对Active-Semi的收购,Qorvo希望能为“智能马达控制插上腾飞的双翼”,并由此产生“1+1>2”的效果。

今年4月,Qorvo发布公告称已签署最终协议,正式收购无晶圆可编程模拟功率解决方案供应商Active-Semi,并将其纳入基础设施与国防产品(IDP)部门。Qorvo亚太区销售副总裁 Charles Wong在谈及此项收购时表示,通过将Active-Semi在高增长电源管理市场拥有的模拟/混合信号解决方案和Qorvo拥有的RF/无线连接技术相结合,利用电源赋予RF生命,就会给5G、工业、数据中心、汽车和智能家居领域带来更多高效和高质量的方案。Charles Wong将其称之为“为智能马达控制插上腾飞的双翼(bring the wings for intelligent motor control)”,并希望由此产生“1+1>2”的效果。PkMEETC-电子工程专辑

PkMEETC-电子工程专辑

Active-Semi成立于2004年,专注于电源管理与智能电机驱动两大领域。Qorvo可编程电机控制及电源管理事业部总经理Larry Blackledge给出的数据显示,其电源管理芯片在运动相机市场大约占据50%的市场份额,在固态硬盘市场中的份额约为20%-25%,高集成度、高性价比、高精度和小尺寸是方案的核心卖点。PkMEETC-电子工程专辑

“但我们强调的整合不是板级的,而是芯片级的。”Qorvo可编程电机控制高级销售经理张鲲说随着集成度的提高,把无线连接(如蓝牙、GPS和WIFI)和控制功能集成在单芯片中将成为必然趋势,因为这将使系统设计更加紧凑、简介和高度优化,满足未来设备小型化和低成本的需求。尽管在这一过程中还会遇到包括功率和EMI干扰在内的一系列技术挑战,但张鲲认为这是Active-Semi始终专注于解决的问题,并获得了不错的成果,不必过分担心。PkMEETC-电子工程专辑

极具吸引力的电源管理市场

下图左侧,从2019-2023年,在由视频处理器、电动工具、白色家电和固态硬盘组成的传统核心市场中,电源管理市场的年复合增长率将达到8%;右侧图中,以可穿戴设备、汽车为代表的新兴市场对电源管理的需求更为旺盛,2019-2023年的市场年复合增长率将达到19%。两者相加,市场总值将在2023年达到65亿美元规模。PkMEETC-电子工程专辑

2.jpgPkMEETC-电子工程专辑

以最新发布的电源应用控制器(Power Application Controllers,PAC)PAC5527、可穿戴设备电源管理芯片ICACT81460、汽车级电源芯片ACT4530M为代表的电源管理芯片将是Qorvo征战上述市场的关键利器。PkMEETC-电子工程专辑

ICACT81460是一颗集成了充电、降压、升降压和降压转换器、LDO、负载开关以及GPIO的高度可编程芯片。3.3V智能开关可以让产品在出现故障时对设备进行保护;面对可穿戴设备通常采用单节供电并集成多传感器的特点,ICACT81460集成的多种功率通道,DCDC转换器、LDO和负载开关、以及升降压转换器,能够为系统架构提供充分的灵活性,让其适用于光学心率传感器等各种外围设备,可充分利用低至2.7V的电池容量。PkMEETC-电子工程专辑

而PAC5527则在单芯片SoC中集成了多个模块,包括基于FLASH的高性能150MHz Arm Cortex-M4F内核、内置128kB FLASH、电源管理模块、可编程电流高端和低端栅极驱动器、信号调理模块。据称相比竞争对手解决方案,此组合可显著节省PCB空间并将BOM缩减达30%。PkMEETC-电子工程专辑

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ACT4530M具备宽电压输入范围和高效降压DCDC转换器,支持12V汽车应用中最新的快充算法。在恒流调节时可以设置精确的输出电流限制以满足MFi规范,以实现全方位的保护,包括打嗝模式的短路保护、输出过压保护和热关断的温度保护。PkMEETC-电子工程专辑

在张鲲看来,工业产品要求高精度、高速度、高带宽和高可靠性,这种前提下分立器件会带来更高的价值、灵活性、可靠性和整体性能。但消费类电子产品则不需要那么高的性能指标,更关注有没有良好的市场品质表现,因为它的产品周期很长,基于这点,集成的方案可以给合作伙伴和终端用户带来更多价值。所以,Qorvo的产品无论是模拟和RF,还是电源管理或是马达控制,更偏向于BOM成本管控、可靠性和设计的简洁优化。总之,小型化设计是其当前产品最为关注的方向。PkMEETC-电子工程专辑

电机驱动不是“一锤子买卖”

“从目前的市场情形来看,吸尘器和电动工具两个高速成长的行业正在快速推动直流电机从有刷到无刷,从带传感器到无传感器的转换。”张鲲说这种变化带来的竞争优势是显而易见的,除了尺寸的缩小外,带传感器安装通常存在安装角度问题,会导致15%-20%的电机产品无法达到性能要求,而直流无刷电机可以依靠算法进行控制,从而使性能得到大幅提升。PkMEETC-电子工程专辑

但另一方面,由于电机驱动过程实际上是模拟数据的连续变化,所以用算法对电机进行控制的难度是增加的。而算法恰恰是目前中国电机工程师面临的最大短板之一,这就对电机驱动芯片厂商提出了挑战。在他看来,最科学的做法是必须和对具体应用场景极为熟悉的客户共同合作。PkMEETC-电子工程专辑

张鲲认为电机驱动应用看似简单,但实际上存在着非常大的挑战。电机的启动、运行、停止,不同的温度、电阻、磁场变化都会影响电机运行,这是复杂的系统工程,需要长期的、反复的系统级验证与测试,失败的概率远远高于成功概率。另一方面,快速的上市时间要求也给用户带来了压力,导致他们很难针对某项技术做长期稳定的研发投入,这是现实问题。因此,作为驱动IC厂商,最大的责任就是要把芯片平台设计的更友好、更清晰、更符合采购需求,在充分考虑芯片的整体架构、终端调配和资源分配前提下,确保和芯片相关的算法能够尽快落地。PkMEETC-电子工程专辑

但他不认为在一个竞争充分的市场里对硬件进行选择会成为一个很大的难题。换句话说,技术不是赢得电机驱动市场的唯一条件。他说以自己在电机驱动行业的从业经验来看,工程师在不同MCU平台之间做技术迁移的时间可能都不会超过一周,如何从应用的角度出发选择合适的方案,统筹好性能、成本、尺寸、功耗、控制精度、可靠性等核心要素之间的关系,才是最核心的问题,毕竟电机驱动生意不是“一锤子的买卖”,只有保证技术投资的延续性才能产生持续的价值。PkMEETC-电子工程专辑

“电机是海量市场,应用需求各不相同,很难有放之四海皆准的标准。我知道有国内公司将算法做硬件固化,有便利性但牺牲了灵活性,适合功能单一确定的市场。但如果要面对高度灵活性的市场,高集成度、可控制、可编程的方案就能脱颖而出。”张鲲说。PkMEETC-电子工程专辑

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邵乐峰
ASPENCORE 中国区首席分析师。
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