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发布时间:2019/8/26 9:30:00 访问次数:33 发布企业:


早在2016年7月,美国芯片巨头ADI就宣布以148亿美元收购知名电源管理芯片厂商Linear(Linear Technology Corporation,凌力尔特)。经过近一年时间的整合,去年3月ADI与Linear公司正式完成合并,不仅缔造了业内一流的高性能模拟技术公司,更重要的是在电源产品线方面形成了强强联合。那么,ADI与Linear成功合并一年多之后,在电源领域带来了哪些新的技术和产品,对于电源管理芯片市场又将带来什么新的变化?近日,ADI电源系统工程总监梁再信(Lorry Liang)先生在接受芯智讯采访时给出了自己答案。

ADI电源系统工程总监梁再信


ADI与Linear合并,成为全球第二大电源管理IC厂商

Linear成立于1981年,总部位于美国硅谷,是一家业界领先的模拟IC制造商。根据IC Insights的数据显示,在被ADI收购之前,Linear就已经是全球第8大模拟IC厂商,而ADI则是排在第4位。


根据IC Insights的数据显示,通过收购Linear,ADI在2017年的模拟IC销售额增长14%,达到了43.4亿美元(实际是49亿美元)。同时,排名也迅速由原来的第4位上升到了第2位。


而ADI收购Linear之后,之所以能够带来快速的增长,主要是由于双方的产品线具有高度的互补性。首先,比如Linear一直都是在电源管理芯片领域的龙头企业,而这也正是ADI比较薄弱的一环。根据ADI在收购Linear之前的2015年财报数据显示,ADI主要营收都是来自于数据转换器,而电源管理IC业务的收入只有1.5-2亿美元。显然,收购Linear将会补足ADI在电源管理IC业务上的短板。

另外,虽然两家公司80%的市场都在工业、通信和汽车领域,但是Linear有70%营收来自中小客户,30%的营收来自大客户。而ADI则恰恰相反,60%的营收来自大客户,只有40%是来自中小客户。也就是说,双方合并之后,ADI可以给大客户提供更为丰富的产品线,同时也能将自己原有的产品线更为轻松的推向更多的中小客户,降低对于大客户的依赖。


在Linear与ADI合并之前,Linear拥有5000名员工,全球14个研发中心,23000个器件;ADI拥有10000名员工,全球30个研发中心,20000个器件。合并之后,新的ADI就拥有了15000名员工,全球44个研发中心,43000个器件。其中,有超过1万个器件都属于电源领域。

“因为Linear的电源产品足够强大和优秀,我们保留了一些Linear的元素,新的子品牌叫Power by Linear。”ADI电源系统工程总监梁再信表示,ADI的原有的电源产品已经被并入Linear,成为Power by Linear中的一部分。Linear的其它线性器件则被并入ADI的相应部门。


在Linear与ADI合并之后,新的ADI在转换器市场的份额将继续保持全球第一,而在电源管理IC市场的份额则大幅提升至了全球第二。


创新性的技术和产品


众所周知,任何电子设备要工作都离不开电源,而电源管理芯片则是控制所有电子设备的电能供应的核心,其主要负责电子设备所需电能的变换、分配、检测等功能。而随着智能手机、智能电网、5G通信、新能源汽车、工业4.0、LED照明等产业的快速发展,也带动了电源管理芯片市场的持续增长,同时也对电源管理芯片提出了更高的要求。


梁再信表示,Power by Linear基本围绕三个方向思考设计产品:一是怎么样减少芯片的尺寸和体积,怎么样在比较小尺寸的器件中提供很好的性能;二是提升效率,比如现在手机充电可以做到40W的快充,如果效率不够,发热就会很严重;三是降低EMI,因为EMI会带来很多意想不到的问题,比如系统稳定性、可靠性,比如对其它器件的干扰以及其它器件对自身的干扰等。


而为了解决EMI和干扰的问题,ADI在芯片的设计上也做出了比较创新的突破。比如普通的电源是单个电流回路,而ADI的Silent Switcher芯片上是两个反向电流环,芯片自己的EMI水平就可以做得非常低,甚至不用特别优化就可以满足标准。


而现在Silent Switcher经过不断的迭代、优化、升级,用两层板做一个标准设计就可以满足工业级EMI的标准,而且还有一些余量。而过去要解决EMI的问题,大部分都需要用四层板、六层板加屏蔽、隔离等等,而这样将会大幅增加成本。


另外,在小尺寸、高性能方面,ADI也一直走在行业前列。比如一个通信的板卡需要非常高的功率密度,以FPGA的0.8V内核电压、100A的输出电流为例,2010年时ADI需要12片LTM4601才可以做到100安培,而最近ADI发布的LTM4700电源模块,只有拇指大小,大概跟铅笔的厚度一样,但是1片就能做到100安培。可以帮助通信公司极大解决了散热、尺寸、体积和运营效率的问题。




在光通信领域,光模块对于尺寸、体积以及厚度的要求也是越来越高。ADI已有的6.25mm×6.25mm×1.8mm的电源模块LTM4686,体积就非常的小,也非常的薄,在光通信领域已有广泛的应用。1.8mm的超薄厚度使得电源模块可以装配在PCB板的背面,留出正面的空间以装配更多器件,或者可以缩小PCB尺寸,同时由于它与FPGA拥有相近的封装高度,使得它还可以FPGA共用散热器。此外,ADI还为LTM4686加入了IC PMBus接口,使得开发者能够读取电压、电流、温度等,也可以写入电压、开/关、时序控制等指令,有利于故障保护和故障监控。


另外,ADI还在设计比6.25mm×6.25mm还要小的4mm×4mm的小封装电源模块,同时厚度也希望做到1.5mm以下。


“进一步做薄是很有难度的,因为它集成了MOS管、电感等都在里边,是个完善的模块。当然,我们会继续朝着这个方向努力、迎接这个挑战。”梁再信非常有信心的说到。


在高能效方面,ADI也有很多的创新。比如传统的电源,一般都有很大的电路,效率做到93%-94%就很难再往上提高了。通信背板上,需要48V往下转时,往往面临很多挑战,板上需要更低电压的时候转换效率不高。如果通过非常高效的电路,把48伏先转换成24伏,剩下的板级系统再往下转,设计将更简化、更容易,系统稳定性更好。LTC7820是ADI推出的一款固定比例高电压高功率开关电容器,用CFLY(飞电容) 取代过去损耗比较大的电感,2.8cm×2.8cm×0.6cm的模块,从48V到24V,可以推约500W功率,效率高达99%左右。


另外,在空间能量获取方面,ADI也有一些新的创新。比如振动发电,ADI的换能器电源转换芯片LTC3588,配合小体积的换能器可以在0.25g的振动加速度和40赫兹的频率上产生200多微安的电流,如果乘3.3伏的电压,大概功率也就是600微瓦。虽然这个功率很小,但是如果是一个电机监控设备,能够持续稳定的得到600微瓦的电能,已基本足够用,可以实现设备的终身免维护和无人值守。

在温差发电方面,ADI也有一些产品,比如LTC3108,官方的数据显示,一个3cm×3cm的TEG连上LTC3108,可以产生3.3伏电压,在10度温差时,大概就能产生60微安的电流,可以得到200微瓦的功率。试想一下,如果将其用于可穿戴设备,人体的体表温度可能有35度,即使环境温度有25度,也能有10度的温差,如果是冬天,温差可能就更大,能够产生更大的功率,而且是可以持续不断的为可穿戴设备供电,实现真正的“免充电”。

据梁再信透露:“ADI还在考虑如何改进温差发电转化技术,虽然已有的能量采集IC能实现把20毫伏的微弱电压升到3.3伏已经是非常大的挑战了,但ADI的美国团队仍在思考如何把换能器功率进一步提高,从200微瓦提高到400微瓦,并且体积只有目前的1/10。”显然,如果ADI后续真的能够推出这样的产品,那么无疑将会获得全球可穿戴设备市场很大的份额。

“可以说,收购Linear极大的丰富了ADI的产品线,并且把模拟产品线中的电源业务的短板补全了,而且还补得很高。但这不意味着ADI只做电源,毕竟电源只是基础部件,真正实现功能的还是需要模拟前端、ADC等,通过数字、DSP做算法呈现在用户面前。目前,电源产品在ADI占比大概只有20%,合并之后还有80%是非常强的信号链产品。”梁再信总结到。


发力中国市场

根据 Transparency Market Research的研究数据显示,2013-2019年,全球电源管理IC市场年复合增长率将达6.1%。2012 年全球电源管理IC市场规模达299亿美元,到2019年预估规模将成长到460亿美元。

2010-2016年中国电源管理芯片市场销售额及增速(单位:亿元人民币)

作为全球最大的电子产品制造中心,近年来,在以智能手机为代表的智能终端产业高速增长的带动下,中国电源管理芯片市场的增长长期高于全球增速。赛迪顾问数据显示,2015年中国电源管理芯片市场规模约为580亿元,到2020年中国电源管理芯片市场规模将增长至860亿元,五年复合增长率大约在8.4%左右。

不过,在收购Linear之前,ADI的电源业务在中国市场份额却很小,相比之下Linear的份额要更大一些。随着双方的合并完成,ADI也开始进一步加码中国市场。

以前ADI主要市场定位是对于高性能电源管理IC有需求的工业、通信和汽车等行业性市场。不过随着消费升级、国产智能手机在中高端市场取得突破,市场也不再是向之前那样一味的拼价格,现在的消费类市场已经也有很大的空间可以容纳高性能产品,所以ADI也在和国内的消费类厂商有很多深入的合作。比如ADI正在与几家手机厂商合作研发40瓦-50瓦的超级快充,30分钟就可以把电充满。当然,快充会面临发热方面的问题,50瓦时7%的损耗就很可怕了,不过ADI的芯片级的架构可以实现97%以上的充电效率,可以帮助客户显著、大幅度降低发热,并且风险可控。

需要补充的是,为了进军消费类市场,在ADI与Linear合并后,还关掉了部分工厂。一方面是由于这些工厂规模不大,运营效率不高;另一方则是,ADI原本的制造能力和工厂已经能够满足需求。而通过生产资源的整合,可以大幅度降低生产成本,提升ADI的产品在消费类市场的竞争力。

值得一提的是,今年10月,苹果以3亿美元收购了电源管理芯片大厂Dialog的部分电源管理专利授权以及300名研发工程师。虽然Dialog将获得6亿美元的收入(苹果为Dialog未来三年采购的产品提前预付3亿美元),同时也获得了与苹果未来三年的订单,但是毫无疑问的是Dialog自身的研发实力受到了较大的削弱(一下子少了300名研发工程师)。而正所谓此消彼长,这也使得已位居第二的ADI在大举杀入消费类市场后,将有望拿下更多的市场份额。

据了解,目前ADI在中国的营收占全球营收的比重逐年上升。ADI对中国市场也开始进一步加大投入,提供了更多的支持。比如,在中国的北京、上海、杭州都设有研发中心,对于本土客户的需求可以快速响应、快速开发。另外,为了配合国内工程师使用Power by Linear产品,ADI也提供了很多免费的工具,比如LTPowerCAD、LTspice等。

“我们认为,未来中国半导体市场将会持续快速增长,特别是在智能手机、5G通信、新能源汽车、工业4.0等领域,ADI的产品可以全方位支持中国的产业发展。”梁再信对芯智讯说到。

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