中國的電源IC廠商們 您們準備好了嗎?

機會往往是由對手的失誤和犯錯給的，但是我們必須做好充分準備。今年三月的一場日本地震和隨之而來的核泄漏和限電，使得日本和歐美一些半導體廠商的產能受到較大影響，其中電源IC是受影響較大的器件，這使得中國工程師和采購師們將尋找本土第二貨源作為重要任務來完成，并且很有可能，這些第二貨源在經過充分的驗證后，會成為將來的主要貨源。這次雖然不是對手犯的錯，但是機會終于來了，中國的電源IC廠商們，您們準備好了嗎?

中國電源IC領域的主流廠商BCD，杭州士蘭、華潤矽微、無錫芯朋、深圳芯聯(lián)、亞成微電子、北京思旺以及燦瑞半導體等，發(fā)現(xiàn)這些廠商都充滿信心，并表示已在很多電源IC上成為主要貨源。

“事實上，中國IC廠商已經在小功率AC/DC和DC/DC電源 、各種線性穩(wěn)壓器、基準電壓、各類 LED驅動器 、電池管理、電池電量監(jiān)測、電池充電管理、鋰離子保護等消費類電子應用方面取得優(yōu)勢。主要表現(xiàn)于同樣的性能指標下中國IC廠商的價格更低。芯聯(lián)半導體公司銷售總監(jiān)盛軍表示，“技術上我們更重視前期系統(tǒng)設計工作，從系統(tǒng)優(yōu)化上解決后期IC設計的更高性價比。我們公司與國際電源IC廠商PIN TO PIN的產品有L6562D、IR2520D、ZXLD1360等等。

而BCD產品資深總監(jiān)吳昕則認為除了價格外，國產IC的性能也在超越對手，“本土廠商在線性穩(wěn)壓器 、基準電壓上已獲得較大優(yōu)勢。不論是在產品的價格還是產品的性能和可靠性方面。比如BCD在充電器控制芯片、LED照明驅動芯片、LED背光控制芯片等等領域的產品都具備很強的競爭力，媲美甚至超過國際大廠。

對中國廠商的優(yōu)勢，北京思旺電子技術公司CEO裴石燕解釋，在消費電子中，本土的設計公司增加了更多針對電池充電和相關應用的芯片產品，其中一個原因就是中國是世界上消費電子的主要生產基地，它們大多數(shù)都由鋰電池供電，這自然就會需要越來越多的智能型鋰電池充電放電管理芯片。所以針對這些應用領域，本土的設計公司發(fā)明并設計了一些新的鋰電池智能管理芯片來滿足這些市場需求。舉例來說，思旺一顆獨特的芯片是SE9120，“我們在實驗室從零開始定義并設計了SE9120。這是世界上唯一一款能測量電池電量并且可以在LCD和LED上顯示電池電量的單顆芯片解決方案，其剛進入市場六個月就銷售了一千萬顆。

采訪中，大家一致認為目前中國廠商還處于較弱勢的產品領域主要是集成電源解決方案、功率 MOSFET、應用處理器的集成電源管理、熱插拔功率管理、數(shù)字電源控制解決方案 、高壓電源等工業(yè)應用領域。“主要是由于國內生產工藝和系統(tǒng)設計經驗的落后造成在可靠性等指標上的落后。盛軍分析。

比如數(shù)學電源，華潤矽微市場銷售副總經理方國騰就解釋，數(shù)字電源技術對于大功率系統(tǒng)的節(jié)能可以具體的發(fā)揮效果，而數(shù)字電源目前的統(tǒng)一接口PMBus供應商，也越來越多，但國內的IC廠家對此投入關注的，應該還很有限。他個人現(xiàn)在也不特別推薦。但是他也認為數(shù)字電源的巨大潛力正在顯現(xiàn)出來：“本來數(shù)字電源控制對于電源密度的可貢獻度還在爭論，但云計算的到來帶動貨柜式服務器的發(fā)展，需求很猛烈，其對數(shù)字電源控制技術的需求馬上就確立了數(shù)字電源的不可取代地位。

中國廠商另一個較弱的領域是集成電路模塊。“集成式電源解決方案應該是中國廠商目前弱項，因為這需要較大的投入、與主芯片系統(tǒng)的緊密配合，由于目前國內主芯片系統(tǒng)還較弱，致使配套公司不能全力投入。無錫芯朋微電子有限公司李志宏。

不過，杭州士蘭微電子股份有限公司電源及功率驅動產品線總經理吳建興認為，在MOSFET和集成功率模塊市場，士蘭微電子都有了突破。“中國的分立器件廠商已取得了顯著的進步, 已經能夠大批量生產平面型和槽柵型功率MOSFET，在中低端應用領域已占據了相當大的市場份額。他稱。但是，他也承認，“歐、美、日等國際品牌大廠憑借長期的技術積累和參數(shù)性能優(yōu)勢及質量口碑，在高端產品中仍占據絕對領先地位。他解釋，高壓功率MOSFET近年值得關注的一個發(fā)展趨勢是超結(Super Junction)結構的高壓MOSFET的應用在加快和普及，技術指標在不斷地進步，而國內廠商尚沒有量產產品推出。“士蘭微電子已開始進行Super Junction結構工藝的研發(fā)。他透露。

除以上熱點外，中國廠商比較集中攻關和取得重要成功的還包括LED驅動領域。以下將就AC/DC和DC/DC 電源，LED驅動，以及集成電源模塊幾個領域進行探討。

“近幾年，中興，華為及為數(shù)不少的國內終端系統(tǒng)廠商，在手機及消費電子領域取得了很大的進展，國內的 IC廠商在這方面的市場，也攻城略地地取得了不小的份額，除了國內客戶以外，在國際品牌如三星，LG，MOTO，Nokia的ODM/OEM合作廠商的方案里也已經輕易的可以見到國內的產品，舉個例子來說，華潤矽威有的單一產品，一個月出給一個客戶可以達到7-8百萬顆，并不是取代，而是獨家供應商。顯然，如華潤矽微市場銷售副總經理方國騰所述，是中國制造商在手機和消費電子市場的崛起成就了該市場的AD/DC或DC/DC廠商。方國騰認為，中國廠商不僅抓住了機遇，還創(chuàng)造了一些新的市場。比如說，以前有些低階但量大的產品用RCC的方案，現(xiàn)在由于對低負載功耗的要求更嚴謹，更低的生產人工成本，及集成度促進可靠度的優(yōu)化，用IC來取代也已是一個方向了，這使得某些特定的市場馬上擴大了幾倍。

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杭州士蘭微吳建興則認為：在AC/DC應用領域，65W以下中小功率的外部電源適配器方面，中國IC廠商已以質優(yōu)價廉的產品占據了大量的市場份額。而在65W以上中大功率應用領域或整機內部電源方面，由于整機對IC成本不敏感，還是以歐、美、日等國際品牌大廠的方案為主。中國IC廠商要想取得進一步突破，首先要進一步提高產品本身的各項技術性能指標，另外，還需要持續(xù)提升質量管控能力，滿足頂級客戶的嚴苛質量要求。士蘭微目前AC/DC產品主要以65W以下應用領域為主，根據輸出功率及應用領域的不同分為三個區(qū)塊：5W-24W輸出功率，主要應用于DVD/DVB電源板、待機電源以及便攜式產品的適配器;3W-6W輸出功率，原邊控制，主要應用于手機充電器;0W-65W輸出功率，這個功率段主要應用于筆記本、打印機的適配器、LCD MONITOR以及小尺寸的LCD TV，今年下半年將有兩款產品推向市場。

芯朋微電子的產品主要也是集中在AC/DC和DC/DC及等離子電視顯示驅動。“在替代過程中我們主要有以下特點：品質性能相當保證客戶使用安全、價格保持持續(xù)降低保證客戶長遠利益、供貨充足、服務及時保證客戶穩(wěn)定生產。李志宏稱，芯朋主要代工廠有上華和華虹，采用的工藝有電壓范圍5V-800V的多個電壓;線寬有從0.35微米到1微米多個級別。

輝芒微電子有限公司市場總監(jiān)朱志璋認為符合國際節(jié)能標準的AC/DC正是一種新的機遇。以AC/DC電源芯片為例，國內部分優(yōu)秀的IC設計公司已能設計出符合國際最新節(jié)能標準要求如30mw待機功耗的電源控制IC，并以其特優(yōu)的性價比開始搶占大部分的國內外手機充電器市場。該公司關注于AC/DC集成電源解決方案，代表產品有FT831D，這是一款可實現(xiàn)輸出恒流/恒壓功能的原邊反饋控制芯片，其中恒流精度小于5%，恒壓精度小于10%,能夠輕松滿足泰爾認證USB充電器的要求，滿足能源之星2.0要求。其升級版FT835在此基礎上實現(xiàn)小于30mW的待機損耗，可滿足五大手機制造商制定的空載損耗五星級標準。

不過，不同于AC/DC，在DC/DC方面，特別是在所謂的工業(yè)應用，或有些人稱為Broad Market 的市場，目前還是國際品牌廠如國半，美信，凌力爾特及亞德諾等目前雄踞的局面。中國廠商在此市場運作有難度，因為不同于垂直市場，這些產品要不主要的系統(tǒng)原始設計還掌握在外國，要不就是每一個單一的案子量能太小，難引起國內初創(chuàng)公司的興趣，而有時傳統(tǒng)IDM廠用自己in-house的獨特工藝所調校的產品，其門坎也相對較高。“不過，對于這一方向的發(fā)展?jié)摿?，國內的市場資源對于本土廠商的機會會比臺灣廠商的好很多，臺灣廠商在過去專注于PC市場，而對于國內蓬勃發(fā)展的工業(yè)電子，大多用選取目標市場再開發(fā)取代國外產品作為方向，而本土廠商除此之外，還擁有更多貼近市場的優(yōu)勢。方國騰分析認為。

與AC/DC相比，由于LED照明與大尺寸背光是近幾年出現(xiàn)的新興市場，且技術在迅速演進，這讓中國本土IC廠商看到了技術創(chuàng)新的機會，他們表示這一領域，我們與國際公司相差得并不是太遠。

“目前國內外LED照明技術發(fā)展都非常迅速，市場競爭也非常激烈?？傮w來看，國外廠家因為有較強的電源管理技術背景及市場背景，LED照明技術處于領先水平。但是，LED照明是一個新興的應用領域，中國IC廠商與歐美日進入的時間差距并不大，大家基本上有相近的起點和機會。從目前發(fā)布的新產品來看，性能指標不相上下。士蘭的吳建興認為。相對于成熟的產業(yè)，客戶也更愿意在新興領域(如LED照明等)使用新的品牌，這樣就為新品牌的產品帶來了更多的市場機會。“我們完全有理由期待中國IC企業(yè)在LED照明領域的良好表現(xiàn)。他充滿信心地表示。

士蘭微是較早進入LED驅動設計的公司之一，主要應用領域為LED照明，現(xiàn)在已形成完整的LED照明解決方案。根據供電不同，產品分為兩個部分：DC/DC LED驅動，主要應用于MR16、MR11、路燈/面板燈/日光燈中的二級恒流;AC/DC LED驅動，目前主要應用領域有高壓射燈(E27/GU10)、球泡燈、PAR燈、日光燈、面板燈及路燈等。

而方國騰則表示，在LED照明方面，華潤矽威的PT4115幾乎已是業(yè)界MR16應用的標準芯片，每月供貨數(shù)百萬顆，產品行銷全世界超過10個國家，包括美，日，韓，法，意，俄，西班牙及其他亞洲地區(qū)等，“但也因為目標明顯而面對極大的國內外競爭者的跟隨，為免失去江山，價錢快速下滑。以PT4115為基礎，矽威也已開發(fā)出其他的各種芯片，含蓋了各樣的燈具型式及大小功率如T5/T8日光燈、PAR燈、球泡燈、玉米燈及路燈等，也綜括了隔離及非隔離方案。

他表示，華潤矽威因為投入得相對的早，因此而能夠有“早鳥的優(yōu)勢，目前與國外廠商比較從出貨量來說，應該是有優(yōu)勢的，而從技術的積累及演進來看，也是不相上下的，“我們也不斷的投資來加強產品的優(yōu)化以增加效率，高PFC，不閃爍可控硅調光，系統(tǒng)的簡化如去輸入電解電容，如加強集成度以縮小尺寸的芯片，及投入大量的系統(tǒng)工程師的資源以提供可過EMI及輻射的方案。一年前他們就開始針對國外的傳統(tǒng)燈具大廠提供方案，并也已獲得前幾大廠商的采用。本土LED電源IC已進入國際市場。

亞成微電子總經理胡曉博則表示他們的創(chuàng)新在高集成度。“我們將電源控制中盡可能多的阻容及半導體器件集成進IC內部，使IC外圍所需器件減少，降低了電源成本，尤其是當我們設計出前端反饋穩(wěn)壓和恒流IC后，進一步滿足了電源終端客戶的降成本要求，把電源的小型化又向前推進了一步。由于用我們IC所做的LED驅動電源體積小、效率高、工作穩(wěn)定，在LED照明領域，亞成電源管理IC已被大量的使用。他解釋道。

同上面幾家不同，燦瑞半導體的創(chuàng)新關注在大中尺寸LED背光應用上。燦瑞半導體副總裁呂成昌表示，該公司LED背光驅動IC系列產品采用UMC高壓和BCD工藝，產品OCP810*系列被廣泛應用于5寸到10寸TFT-LCD液晶屏LED背光驅動;產品OCP812*系列將被廣泛應用于規(guī)模至50寸的TFT-LCD液晶屏LED背光驅動。由于采用公司專有的技術，開發(fā)出了領先于業(yè)內，可使中大TFT-LCD液晶屏LED背光系統(tǒng)提供效率高達90%，并可提供客戶低成本和高性能的系列產品。

呂成昌表示，該公司會在技術方面進行創(chuàng)新，如中大屏TFT-LCD液晶屏區(qū)域背光調光技術，是針對中大屏的特定區(qū)域的背光源部份來進行分別調光，或者是調節(jié)不同的區(qū)域的背光源的亮度，讓畫面看起來更暗或更亮，區(qū)域調光可節(jié)省使用光源的數(shù)量，并使畫面區(qū)域看起來更真實等。

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集成電源模塊上的嘗試

集成式電源模塊被認為是中國廠商目前的弱項，因為這需要較大的投入、與主芯片系統(tǒng)的緊密配合，有著較高的技術門檻。不過，也有士蘭等廠商已在嘗試。

“由于IPM模塊涉及到高壓集成電路、高性能的功率器件芯片、高可靠性的封裝技術，因此在我國發(fā)展得相對比較慢，目前市場也基本上被國外的品牌大廠所占領。士蘭的吳建興表示。IPM模塊(俗稱智能功率模塊)，在各類電源變換、功率驅動系統(tǒng)中有著廣泛的應用，一般地講，IPM模塊內部集成了多顆功率器件芯片(如IGBT、MOSFET、FRD等)以及高壓驅動電路等，大大地簡化了整機裝配的復雜度，降低了組裝成本，縮小了整機的體積，提高了可靠性。

吳建興認為，由于看到IPM模塊在變頻電機驅動、集成化電源等領域的應用持續(xù)快速成長，國內已有眾多的廠商投入到相關領域的技術開發(fā)中;基于現(xiàn)在芯片技術與封裝技術的進展，相信IPM的市場應用很快會有突破。

士蘭微電子利用已經掌握核心技術的平面高壓VDMOS、IGBT、快恢復二極管等功率器件的芯片能力，以及高壓集成電路的芯片能力，投資組建了多芯片高壓功率模塊制造生產線。功率模塊把原本幾十個分立元件集成到單一的塑封體里面，且集成了各種能實時反應異常的保護，同時兼顧了高絕緣性和高導熱性，是變頻電機控制器上最重要的器件，其在可靠性、有效性和體積上具有十分明顯的優(yōu)勢。士蘭微電子已經研究開發(fā)了多款集成功率模塊，比如SD04M50功率模塊內集成了6個500V/4A帶ESD保護的低開關損耗MOSFET和3個高低側驅動的HVIC，主要用于150W以下的空調室內外風機變頻驅動和三相無刷直流風機的驅動。SD20M60功率模塊內則集成了6個600V/20A的IGBT、6個快恢復二極管、3個高壓集成電路(HVIC)、3個自舉二極管和1個低壓集成電路，主要用于1500W以下的空調壓縮機變頻驅動和工業(yè)縫紉機、紡紗機等的變頻驅動。

“士蘭微電子功率模塊內部所有的芯片全部自己開發(fā)制造，功率模塊參數(shù)可以根據客戶的需求進行定制，來滿足本土市場剛剛興起并日益增長的直流無刷化、調速變頻化要求。吳建興表示，“士蘭微電子功率模塊在抗沖擊、抗噪聲和散熱性能上已經接近和部分趕上國際電源大廠的同類產品。

他表示，這次的日本地震帶來功率器件持續(xù)缺貨，國際電源大廠功率模塊的產能也受到極大的限制，導致功率模塊缺貨嚴重，但這也給本土功率模塊帶來了機會。士蘭微電子的功率模塊著重于目前轉換效率尚低但市場亟待開發(fā)的領域，如有刷轉無刷、定頻轉變頻的工業(yè)和家電領域。通過功率模塊的定制和控制方案的輔導，被用戶青睞而采用。