在所有的電子設(shè)備和產(chǎn)品中，都不乏電源管理IC的“身影”。隨著數(shù)字高速IC技術(shù)和芯片制造工藝技術(shù)的共同高速發(fā)展，高性能電源IC“助陣”的作用顯得愈加重要。而日新月異的電子產(chǎn)品應(yīng)用、環(huán)保綠色節(jié)能需求的興起也對(duì)電源IC提出了更高的要求，催生新一代高集成度、高性能和高能效電源管理IC的需求，亦成為電源管理IC廠商永恒的使命。

　　電源IC需“漲姿勢(shì)”

　　據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)iSuppli預(yù)計(jì)，2016年電源管理IC市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到387億美元，消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信、移動(dòng)互聯(lián)領(lǐng)域都是主要的應(yīng)用市場(chǎng)，汽車電子、新能源領(lǐng)域也逐漸發(fā)力。在應(yīng)用驅(qū)動(dòng)和技術(shù)進(jìn)步的作用下，對(duì)電源IC的技術(shù)要求也不斷走高。而且隨著應(yīng)用的不斷創(chuàng)新，電源IC的市場(chǎng)也呈現(xiàn)出需求多樣化，應(yīng)用細(xì)分化，更多高性能電源IC的市場(chǎng)需求也不斷深化以及擴(kuò)展化，更好地為滿足系統(tǒng)創(chuàng)新，性能提升而服務(wù)。

　　一方面，伴隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷升級(jí)，PCB板上的芯片和元器件功能更高、運(yùn)行速度更快、體積更小，驅(qū)使電源管理IC提供更低更精準(zhǔn)的核電電壓以及更大的供電電流、更嚴(yán)格的電壓反饋精度、以及更高的效率性能。另一方面，電源管理IC應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)張和深入，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的控制功能、更智能的控制環(huán)路，更快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，更簡(jiǎn)化的外圍布局設(shè)計(jì)等都“不可或缺”。電源管理IC想要“拿得出手”，都需直面這些難題。

　　Altera電源業(yè)務(wù)部市場(chǎng)總監(jiān)Mark Davidson表示，為了幫助客戶解決這些挑戰(zhàn)和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，數(shù)字化、模塊化、智能化電源IC等已是必然之勢(shì)。

　　他舉例說(shuō)，就拿FPGA客戶來(lái)說(shuō)，電源管理已日益成為一個(gè)戰(zhàn)略性的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，特別是在通信、計(jì)算以及工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域。隨著FPGA和SoC的不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)人員在下一代嵌入式系統(tǒng)中增加了大量混合信號(hào)功能，實(shí)現(xiàn)了以前無(wú)法企及的系統(tǒng)級(jí)性能。如何給功能越來(lái)越多、性能越來(lái)越高、工藝越來(lái)越先進(jìn)的FPGA供電，確實(shí)是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。比如采用14nm工藝的FPGA會(huì)具有更高的性能，相應(yīng)地也會(huì)需要更加高性能的電源與之匹配。而且14nm的 FPGA對(duì)電源的要求更加苛刻，對(duì)電源精度的要求更高，如果電壓范圍超過(guò)了規(guī)范的要求，就有可能會(huì)使FPGA失效，甚至可能會(huì)燒壞。

　　這也意味著，設(shè)計(jì)者必須要在嚴(yán)格的FPGA電源軌要求、系統(tǒng)功耗和散熱預(yù)算限制、構(gòu)建魯棒而又可靠的系統(tǒng)、符合預(yù)算要求按時(shí)完成其項(xiàng)目、完全滿足其電路板和系統(tǒng)對(duì)功能和性能的要求之間找到最佳結(jié)合點(diǎn)，這殊非易事。

　　數(shù)字電源激發(fā)活力

　　各大電源管理IC廠商為應(yīng)對(duì)這一市場(chǎng)走勢(shì)，都在抓緊排兵布陣，而數(shù)字電源成為他們不遺余力的“招數(shù)”。憑借靈活、快速響應(yīng)、高集成度以及高度可控的巨大優(yōu)勢(shì)，數(shù)字電源已顯示出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。

　　據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)IHS公司旗下IMS Research的報(bào)告，預(yù)計(jì)2017年全球數(shù)字電源市場(chǎng)營(yíng)業(yè)收入將增至124億美元，數(shù)字電源IC市場(chǎng)將達(dá)到26億美元。數(shù)字電源市場(chǎng)以服務(wù)器和通信設(shè)備應(yīng)用為主導(dǎo)，同時(shí)拓展至其他更多應(yīng)用領(lǐng)域，或如星火燎原之勢(shì)。

　　POL轉(zhuǎn)換器一般為低電壓，大電流數(shù)字負(fù)載（如FPGA，微處理器，DSP及其它具有極高動(dòng)態(tài)特性的數(shù)字電路）提供電壓。保持電壓在1V左右的精確調(diào)節(jié)，同時(shí)利用純模擬控制技術(shù)來(lái)滿足近200A/ns的負(fù)載瞬態(tài)要求變得越來(lái)越困難。有些數(shù)字控制器能夠提供在同類模擬IC中難以實(shí)現(xiàn)的功能例如非線性控制。事實(shí)上，幾乎所有的POL數(shù)字控制器都包含了一些不同的旨在改善瞬態(tài)響應(yīng)的控制技術(shù)。這些專用控制算法構(gòu)成了傳統(tǒng)模擬電源公司進(jìn)入數(shù)字電源開發(fā)的門檻。電源如果在內(nèi)部采用數(shù)字內(nèi)核實(shí)現(xiàn)控制環(huán)路，可以滿足極為嚴(yán)苛的瞬態(tài)要求，實(shí)現(xiàn)極低的紋波電壓，以及在輸出電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)極高的精確穩(wěn)壓。同時(shí)可以支持 PMbus通信接口，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精確的電流，電壓和溫度監(jiān)控。