台湾地区DC-DC转换器业者积极进取，朝高电压及高整合度发展

上个世纪90年代，台湾地区仅有数家电源IC公司，而且都是外商，但发展至今，在台湾地区模拟IC公司加入战局后，几乎有两位数的公司都已投入电源IC领域，战况之激烈可见一斑。台湾地区模拟IC在近几年有如此长足的发展，与台积电及联电以8英寸晶圆厂积极投入模拟相关制程有莫大的关系。在产品的分布上，DC-DC转换器则几乎已是每家电源IC业者必备的产品线。 就DC-DC转换器而言，供应商所面临的技术挑战从未曾间断，例如电源系统的功率密度越来越高，面对这一发展趋势，电源管理IC及芯片封装的设计人员必须进一步改善热阻及板面空间的使用效益。阿瑟莱特科技公司市场营销处资深经理王福基就认为，设计一款功率转换器并不简单，因为其中涉及多方面的技术知识。功率转换器设计工程师必须对模拟及混合讯号电路的设计、变压器绕组、电磁兼容性、封装及散热设计等有一定的认识。 功率密度变大，设计难度增加 王福基进一步指出，由于电子产品的功率密度越来越大，加上不同的电源供应系统设计各有优缺点，因此系统厂商必须审慎考虑，作出最适当的取舍，才可确保所采用的封装及散热设计能够满足电源管理系统的要求。部分电子产品需要传送大量数据，令系统架构越趋复杂，因此散热系统的设计也越来越受到高度关注，相较于转换效率较低的线性稳压器(LDO)，高转换效率的交换式DC-DC转换器更切合某些应用对于散热的严苛要求。 富鼎先进公司产品经理李景耀则表示，在DC-DC转换器的应用中，交换式DC-DC转换器和和线性稳压器的目标应用诉求并不相同。整体而言，设计较简单(无需控制器/MOSFET推动)、价格较便宜，且对散热及功耗要求不高的应用仍多采用线性稳压器，因此其应用范围相当广泛。而交换式DC-DC转换器的转换效率要高得多，例如同为5~12伏的产品，线性稳压器的转换效率约只有40%，而交换式DC-DC转换器则高达80~90%，因此高转换效率便成为交换式DC-DC转换器受到青睐的关键所在。 由于转换效率高，交换式DC-DC转换器可延长电池寿命，加上产生的热能相对较少，因此可以减少散热片的使用。综合以上，交换式DC-DC转换器的应用多属要求系统转换效率较高，且足以负担较高成本的应用，包括LCD TV、笔记本电脑、上网本、消费性电子应用及网络通讯设备等。线性稳压器和交换式DC-DC交换器虽有市场重叠之处，然而由于诉求不同，因此取代效应并不大。 台湾模拟科技公司业务处处长朱孝伟指出，交换式DC-DC转换器和线性稳压器之间并不会发生取代的情况，因为就系统成本考虑而言，交换式DC-DC转换器需要有电容和电感的搭配，而线性稳压器则无需电感，所需电容值也小很多，更不要说交换式DC-DC转换器和线性稳压器组件本身仍有一定的价差，再者其系统设计的复杂度亦是前者高于后者许多，因此线性稳压器始终会有其一定的市场占有率。整体而言，交换式的应用是以大电流为主，线性稳压器则是以小电流为主，但是这样的分隔也并非绝对，需要视系统所需的整体效能及成本而定。 提供电源整合解决方案为胜出基本条件 如前所述，台湾地区模拟IC业者几乎多已有交换式DC-DC转换器产品线，不过，诚如德信科技副总经理孟达所言，虽然交换式DC-DC转换器领域投入者众，且其技术层次相较于线性稳压器较高，然而各厂商的产品技术及质量差异颇大。 各厂商之间的竞争优劣还取决于是否具有系统层级的设计概念，毕竟现阶段系统厂商承受很大的快速出货压力，因此需要的是“立即可用”解决方案，而非单一的组件，因此同样是DC-DC转换器供应商，却会因为是否能提供更整体的解决方案而分出胜败。德信科技目前便极力提供电源的完整解决方案。目前德信的DC-DC转换器从5伏以下至40伏的产品都有覆盖，目前主推的DC-DC转换器主力产品之一为型号347x系列的高电压产品，主要市场区隔为LCD TV。 台湾模拟科技公司也强调产品的整合。朱孝伟表示，其强项就在于整合速度极快，且整合的电源IC范围相当广，包括OP放大器、Buffer等等，下一步更将整合电源以外的功能，即非电源类的模拟组件，提供整合度更高的解决方案。 拉高产品层级，朝同步高压发展 台湾地区的模拟IC企业为拉高产品层级，下一步多是朝高压产品发展。富鼎先进产品经理李景耀便表示，目前该公司的DC-DC转换器主力产品为异步、20伏左右的产品，下一研发目标则是高压同步DC-DC转换器，如即将推出的APE1520MP高压同步DC-DC转换器，主要锁定笔记本电脑、LCD TV、计算机屏幕等应用。整体而言，目前在高压产品方面，外商仍较占优势，但在台商陆续推出高压产品后，情势或将有所变化。富鼎先进还将于年底推出40伏左右的高压同步产品。 阿瑟莱特则在规划更宽广的工作电压输入范围(3~60V)，其它的研发方向还包括更高的开关频率(1.5~4MHz可降低外部搭配电感体积)；更高的电源转换效率，运用更先进制程来开发升压或降压DC-DC转换器，以提升整体电源效能；更高度的整合型DC-DC转换器，最大程度减少外部搭配组件，以及更平易近人的市场售价等。该公司目前锁定的主要应用领域为集线器、ADSL/VDSL等网络通信产品以及PC外围。此外，该公司目前还正积极切入笔记本电脑面板，下一步更将锁定液晶电视背光。而LED照明及大尺寸屏幕背光等应用也是阿瑟莱特相当看好的应用。 整体而言，台湾地区电源IC企业在站稳电压范围较低的产品应用领域后，目前正积极朝电压范围更高的方向迈进。其中，近几年仍见增长的LCD TV便是台湾地区厂商极力锁定的目标，整合性亦是电源IC业者的着墨方向，除将各种电源IC整合为一完整解决方案外，下一步更将整合非电源的模拟组件，朝更高整合度迈进。