最近PMIC市場成為了熱門話題。
首先2021年中國國內(nèi)顯示面板PMIC芯片市場規(guī)模接近7億美元，同時(shí)集創(chuàng)北方的PMIC在國內(nèi)顯示面板PMIC芯片成為市占率第一的國產(chǎn)產(chǎn)品。這是第一次集創(chuàng)北方在這一市場上的市占率超越了立锜科技（Richtek）。
同時(shí)，由于PMIC市場火爆，包括高通、聯(lián)發(fā)科正在尋求PMIC的芯片從8英寸晶圓轉(zhuǎn)向12英寸晶圓制造。
市場繁榮的同時(shí)，國內(nèi)的相關(guān)廠商也在這樣的市場帶動(dòng)之下在2021年表現(xiàn)業(yè)績也都表現(xiàn)較好。圣邦微營業(yè)收入同比增長87．07％、芯朋微公司營業(yè)總收入同比增長 75．44％、晶豐明源營收增108．75％、上海貝嶺營收增長51．95％、思瑞浦營收增134．06％等相關(guān)企業(yè)均表現(xiàn)不俗。
PMIC芯片為何爆火？
PMIC（電源管理芯片）是一種應(yīng)用領(lǐng)域極廣的芯片，范圍包括工業(yè)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括智能手機(jī)、平板電腦、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、網(wǎng)絡(luò)和無線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，以及特定應(yīng)用的電源管理IC適用于廣泛的汽車、消費(fèi)電子、工業(yè)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，包括汽車 TFT 顯示器和超極本、筆記本電腦和平板電腦。
作為管理電子設(shè)備電能供應(yīng)的關(guān)鍵器件，PMIC可以集成多個(gè)功能從而更有效地利用空間并管理系統(tǒng)電源。PMIC可以實(shí)現(xiàn)的功能通常包括電壓轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓器、電池充電器、電池電量計(jì)、LED 驅(qū)動(dòng)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、電源定序器和電源控制。
正是因?yàn)镻MIC在電子設(shè)備中的基礎(chǔ)性作用，使得PMIC雖然不起眼但卻是模擬芯片最大的細(xì)分市場之一。只要用電的工作的設(shè)備，幾乎都需要這類芯片，從日用家電到手機(jī)電腦，從通信基站到智能汽車。這就是為何PMIC如此火爆的原因。
中國PMIC廠商發(fā)力效果初現(xiàn)
PMIC賽道前景廣闊，同時(shí)進(jìn)入門檻相對(duì)較低，PMIC強(qiáng)調(diào)可靠性和穩(wěn)定性，量產(chǎn)后具有較長的周期性，這些特點(diǎn)讓PMIC成為國產(chǎn)廠商競相發(fā)力的賽道。
圣邦微電源管理類模擬芯片包括LDO、微處理器電源監(jiān)控電路、DC／DC降壓轉(zhuǎn)換器、DC／DC升壓轉(zhuǎn)換器、 DC／DC升降壓轉(zhuǎn)換器、背光及閃光燈LED驅(qū)動(dòng)器、AMOLED電源芯片、PMU、OVP及負(fù)載開關(guān)、電池充放電管理芯片、電池保護(hù)芯片、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片、MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片等。
上海貝嶺的電源管理產(chǎn)品中一款車規(guī) LDO 和一款 LED 驅(qū)動(dòng)芯片都在2021年實(shí)現(xiàn)批量銷售，并且還有多款電源產(chǎn)品接到汽車電子客戶的意向需求，預(yù)計(jì) 2022 年可以陸續(xù)實(shí)現(xiàn)銷售。上海貝嶺工業(yè)級(jí)、車規(guī)級(jí)電源管理芯片產(chǎn)品數(shù)量持續(xù)增加，進(jìn)一步提升了在工控、通信、汽車電子電源管理芯片市場的份額。2021年實(shí)現(xiàn)6．5億銷售額，同比增加10．29％，毛利率達(dá)到42．49％。
思瑞浦的電源管理芯片主要應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域（汽車、逆變器、電源模塊、電力設(shè)施）、信息通訊領(lǐng)域（基站、光網(wǎng)絡(luò)、中繼器、服務(wù)器、路由、網(wǎng)關(guān)、無線終端）、工業(yè)控制領(lǐng)域（變頻器、無人機(jī)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、機(jī)器人、可編程邏輯控制）、醫(yī)療健康（血氧儀、血壓儀、紅外測溫儀、心電與病人監(jiān)控儀）和儀器儀表領(lǐng)域（測試測量設(shè)備、萬用表、示波器、熱表、氣表、水表）。2021年?duì)I收13．3億人民幣，同比增長141．32％。
晶豐明源的產(chǎn)品主要有 LED 照明驅(qū)動(dòng)芯片、內(nèi)置 AC／DC 電源管理芯片、外置 AC／DC 電源管理芯片及 DC／DC 電源管理芯片，2021年收入23．02億元，同比增長108．75％。
明微電子推出適用于 Mini 和 Micro 顯示潮流的驅(qū)動(dòng) IC 和智能照明及電源管理類產(chǎn)品，2021年電源管理類芯片AC／DC 驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)銷售收入由上年的 1203 萬元增長至 2244 萬元，較上年同期增長 86．52％；DC／DC 驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)銷售收入由上年的 275 萬元增長至 458 萬元，較上年同期增長 66．85％。
正如開篇所說，2021年國產(chǎn)PMIC廠商均迎來了上升的表現(xiàn)。這也帶動(dòng)了國內(nèi)晶圓代工廠在2021年的業(yè)績表現(xiàn)。華虹財(cái)報(bào)顯示2021年模擬與電源管理營收增長84．7％；電源管理的景氣也延續(xù)到了22年第一季度，華虹表示本季度來自于美國的銷售收入 5，810 萬美元，同比增長 105．1％，主要得益于其他電源管理產(chǎn)品的需求增加。
PMIC可以分為低功耗 PMIC和高性能PMIC。低功耗PMIC主要應(yīng)用于可穿戴設(shè)備、傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這樣的設(shè)備對(duì)芯片尺寸的大小要求較高。高性能PMIC可最大限度地提高每瓦性能，同時(shí)提高計(jì)算密集型平臺(tái)，如片上系統(tǒng) （SoC）、FPGA 和應(yīng)用處理器的系統(tǒng)效率。
以FPGA所需要的PMIC為例，F(xiàn)PGA 供應(yīng)商通常會(huì)與電源管理 IC （PMIC） 芯片制造商合作開發(fā)電源子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而為他們的 FPGA 提供所需的電源軌。如果使用來自多個(gè)供應(yīng)商的 FPGA，可能無法使用相同的 PMIC 為不同品牌的 FPGA 供電。對(duì)于國產(chǎn)廠商來說，大部分廠商的產(chǎn)品還集中在較為低端的PMIC產(chǎn)品。面對(duì)PMIC的新應(yīng)用領(lǐng)域，仍距離大廠有一定距離。
PMIC技術(shù)提升方向
工藝技術(shù)
隨著摩爾定律的不斷演進(jìn)，集成電路器件的工藝節(jié)點(diǎn)朝著先進(jìn)的10nm、7nm等方向不斷縮小，器件微觀結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)字芯片速度、可靠性、功耗等性能影響越來越大。為了保證不斷演變的數(shù)字芯片的正常工作，也就催生了與之配套的模擬芯片不斷更新與迭代。集成電路器件的結(jié)構(gòu)隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的推進(jìn)不斷迭代改變，未來或可能出現(xiàn)新的工藝節(jié)點(diǎn)技術(shù)使得器件的線寬向 3nm 及以下的方向繼續(xù)縮小，模擬器件也會(huì)隨著進(jìn)行不斷的更新與演進(jìn)。
目前PMIC主要采用的制造技術(shù)為BCD（BIPOLAR－CMOS－DMOS）。BCD是一項(xiàng)功率集成電路制造技術(shù)。ST在八十年代中期發(fā)明了這一功技術(shù)，BCD 工藝是一種可以將 BJT、CMOS 和 DMOS 器件同時(shí)集成到單芯片上的技術(shù)。
與傳統(tǒng)的 BJT 工藝相比，BCD 工藝在功率應(yīng)用上具有顯著的優(yōu)勢，可以使電路設(shè)計(jì)者在高精度模擬的 BJT器件、高集成度的 CMOS 器件和作為功率輸出級(jí)的 DMOS 器件之間自由選擇。整合好的 BCD 工藝可大幅降低功耗，提高系統(tǒng)性能，增加可靠性和降低成本。
BCD 工藝技術(shù)從第一代的 4um BCD 工藝發(fā)展到了最新的 65nm BCD 工藝，線寬尺寸不斷減小，也采用了更加先進(jìn)的多種金屬互連技術(shù)；另一方面，BCD 工藝向著標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展，其混合工藝由標(biāo)準(zhǔn)的基本工序組合而成，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)各自的需要增減相應(yīng)的工藝步驟。
隨著PMIC將會(huì)使用在更復(fù)雜、更高壓的環(huán)境中，因此PMIC需要BCD 工藝主要向著高壓、高功率和高密度三個(gè)方向發(fā)展，最終提高模擬集成電路的可靠性和穩(wěn)定性。
先進(jìn)材料
除了工藝方面，為了PMIC的性能能進(jìn)一步提升，產(chǎn)業(yè)還在研究SOI材料。SOI 是用于集成電路制造的基于單晶硅的半導(dǎo)體材料，可替代廣泛應(yīng)用的體硅（Bulk Silicon）材料。SOI原理是在硅晶體管之間，加入絕緣體物質(zhì)，可使兩者之間的寄生電容比原來的少上一倍。優(yōu)點(diǎn)是可以較易提升時(shí)脈，并減少電流漏電成為省電的IC。在工藝上還可以省略部分光掩模以節(jié)省成本，因此不論在工藝上或是電路上都有其優(yōu)勢。
SOI可防止電子流失補(bǔ)強(qiáng)一些原本Bulk wafer器件的缺點(diǎn)。用 SOI 生產(chǎn)的集成電路具有速度快、功耗低的特點(diǎn)，因此 SOI 技術(shù)被廣泛地用于制造大規(guī)模集成電路。在模擬集成電路的各種應(yīng)用領(lǐng)域。除了速度快、功耗低的特點(diǎn)，SOI 擁有極好的電學(xué)隔離性能，成為了部分模擬射頻芯片的理想選擇；無 Latch－up 的特點(diǎn)解決了很多高壓模擬信號(hào)處理電路和高壓電源芯片的可靠性難題。
SOI 技術(shù)從很大程度上拓展了模擬集成電路里的應(yīng)用領(lǐng)域。由于市場的驅(qū)動(dòng)，SOI 的生產(chǎn)工藝也不斷改進(jìn)，性能逐漸穩(wěn)定，成本持續(xù)降低。目前主要的 SOI 17 生產(chǎn)工藝包括注氧隔離（SIMOX），鍵合再減薄（BESOI），智能剝離（Smart－Cut），外延層轉(zhuǎn)移 （ELTRAN）等。
功能集成
此外，PMIC未來的趨勢一定會(huì)向更高性能、高效率方向發(fā)展。不僅包括這種簡單進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的功能，還會(huì)集成一些其他功能，以美信MAX20069C為例，這款I(lǐng)C集成了一個(gè)降壓－升壓轉(zhuǎn)換器、一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器、兩個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器電源和一個(gè)升壓／SEPIC 轉(zhuǎn)換器，可以為顯示屏背光中的一到四個(gè) LED 串供電。
PMIC的新動(dòng)力
根據(jù)CINNO Research統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國大陸面板企業(yè)電源管理芯片的采購規(guī)模達(dá)到近7億美金。未來隨著大陸G10．5／11高世代線產(chǎn)能的持續(xù)釋放，以及華星光電t9等多座新建面板產(chǎn)線的投產(chǎn)，大陸本土面板廠對(duì)電源管理芯片的需求量將持續(xù)增長。
而集創(chuàng)北方能在國內(nèi)顯示產(chǎn)業(yè)的PMIC市場拿下第一，要?dú)w功于集創(chuàng)北方近幾年圍繞新型顯示產(chǎn)業(yè)布局完整，包含顯示驅(qū)動(dòng)芯片、電源管理芯片、LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片、時(shí)序控制芯片、指紋識(shí)別芯片、觸控芯片、硅基OLED芯片等全品類顯示芯片。
對(duì)于國產(chǎn)廠商來說，針對(duì)PMIC的設(shè)計(jì)需要更有前瞻性，才有機(jī)會(huì)像集創(chuàng)北方一樣在機(jī)會(huì)到來時(shí)抓住機(jī)遇。據(jù)國際市場調(diào)研機(jī)構(gòu) TMR 預(yù)測，到 2026 年全球電源管理芯片的市場規(guī)模將達(dá)到 565 億美元，2018－2026 年間年復(fù)合增長率將達(dá) 10．7％。
未來汽車電子、工業(yè)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)處理中心這些領(lǐng)域?qū)?huì)成為PMIC增長的新動(dòng)力。對(duì)于國產(chǎn)PMIC廠商來說，未來是光明的。
