早在2016年7月，美國芯片巨頭AD就宣布以148億美元收購知名電源管理芯片廠商Linear（Linear Technology Corporation，凌力爾特）。經過近一年時間的整合，去年3月AD與Linear公司正式完成合并，不僅締造了業內一流的高性能模擬技術公司，更重要的是在電源產品線方面形成了強強聯合。那么，AD與Linear成功合并一年多之后，在電源領域帶來了哪些新的技術和產品，對于電源管理芯片市場又將帶來什么新的變化？近日，AD電源系統工程總監梁再信（Lorry Liang）先生在接受本報采訪時給出了自己答案。
AD與Linear合并，成為全球第二大電源管理IC廠商
Linear成立于1981年，總部位于美國硅谷，是一家業界領先的模擬IC制造商。根據IC Insights的數據顯示，在被AD收購之前，Linear就已經是全球第8大模擬IC廠商，而AD則是排在第4位。
根據IC Insights的數據顯示，通過收購Linear，AD在2017年的模擬IC銷售額增長14%，達到了43.4億美元（實際是49億美元）。同時，排名也迅速由原來的第4位上升到了第2位。
而AD收購Linear之后，之所以能夠帶來快速的增長，主要是由于雙方的產品線具有高度的互補性。首先，比如Linear一直都是在電源管理芯片領域的龍頭企業，而這也正是AD比較薄弱的一環。根據AD在收購Linear之前的2015年財報數據顯示，AD主要營收都是來自于數據轉換器，而電源管理IC業務的收入只有1.5-2億美元。顯然，收購Linear將會補足AD在電源管理IC業務上的短板。
另外，雖然兩家公司80%的市場都在工業、通信和汽車領域，但是Linear有70%營收來自中小客戶，30%的營收來自大客戶。而AD則恰恰相反，60%的營收來自大客戶，只有40%是來自中小客戶。也就是說，雙方合并之后，AD可以給大客戶提供更為豐富的產品線，同時也能將自己原有的產品線更為輕松的推向更多的中小客戶，降低對于大客戶的依賴。
在Linear與AD合并之前，Linear擁有5000名員工，全球14個研發中心，23000個器件；AD擁有10000名員工，全球30個研發中心，20000個器件。合并之后，新的AD就擁有了15000名員工，全球44個研發中心，43000個器件。其中，有超過1萬個器件都屬于電源領域。
“因為Linear的電源產品足夠強大和優秀，我們保留了一些Linear的元素，新的子品牌叫Power by Linear。”AD電源系統工程總監梁再信表示，AD的原有的電源產品已經被并入Linear，成為Power by Linear中的一部分。Linear的其它線性器件則被并入AD的相應部門。
在Linear與AD合并之后，新的AD在轉換器市場的份額將繼續保持全球第一，而在電源管理IC市場的份額則大幅提升至了全球第二。
創新性的技術和產品
眾所周知，任何電子設備要工作都離不開電源，而電源管理芯片則是控制所有電子設備的電能供應的核心，其主要負責電子設備所需電能的變換、分配、檢測等功能。而隨著智能手機、智能電網、5G通信、新能源汽車、工業4.0、LED照明等產業的快速發展，也帶動了電源管理芯片市場的持續增長，同時也對電源管理芯片提出了更高的要求。
梁再信表示，Power by Linear基本圍繞三個方向思考設計產品：一是怎么樣減少芯片的尺寸和體積，怎么樣在比較小尺寸的器件中提供很好的性能；二是提升效率，比如現在手機充電可以做到40W的快充，如果效率不夠，發熱就會很嚴重；三是降低EMI，因為EMI會帶來很多意想不到的問題，比如系統穩定性、可靠性，比如對其它器件的干擾以及其它器件對自身的干擾等。
而為了解決EMI和干擾的問題，AD在芯片的設計上也做出了比較創新的突破。比如普通的電源是單個電流回路，而AD的Silent Switcher芯片上是兩個反向電流環，芯片自己的EMI水平就可以做得非常低，甚至不用特別優化就可以滿足標準。
而現在Silent Switcher經過不斷的迭代、優化、升級，用兩層板做一個標準設計就可以滿足工業級EMI的標準，而且還有一些余量。而過去要解決EMI的問題，大部分都需要用四層板、六層板加屏蔽、隔離等等，而這樣將會大幅增加成本。
另外，在小尺寸、高性能方面，AD也一直走在行業前列。比如一個通信的板卡需要非常高的功率密度，以FPGA的0.8V內核電壓、100A的輸出電流為例，2010年時AD需要12片LTM4601才可以做到100安培，而最近AD發布的LTM4700電源模塊，只有拇指大小，大概跟鉛筆的厚度一樣，但是1片就能做到100安培。可以幫助通信公司極大解決了散熱、尺寸、體積和運營效率的問題。
在光通信領域，光模塊對于尺寸、體積以及厚度的要求也是越來越高。AD已有的6.25mm×6.25mm×1.8mm的電源模塊LTM4686，體積就非常的小，也非常的薄，在光通信領域已有廣泛的應用。1.8mm的超薄厚度使得電源模塊可以裝配在PCB板的背面，留出正面的空間以裝配更多器件，或者可以縮小PCB尺寸，同時由于它與FPGA擁有相近的封裝高度，使得它還可以FPGA共用散熱器。此外，AD還為LTM4686加入了IC PMBus接口，使得開發者能夠讀取電壓、電流、溫度等，也可以寫入電壓、開/關、時序控制等指令，有利于故障保護和故障監控。
另外，AD還在設計比6.25mm×6.25mm還要小的4mm×4mm的小封裝電源模塊，同時厚度也希望做到1.5mm以下。
“進一步做薄是很有難度的，因為它集成了MOS管、電感等都在里邊，是個完善的模塊。當然，我們會繼續朝著這個方向努力、迎接這個挑戰。”梁再信非常有信心的說到。
在高能效方面，AD也有很多的創新。比如傳統的電源，一般都有很大的電路，效率做到93%-94%就很難再往上提高了。通信背板上，需要48V往下轉時，往往面臨很多挑戰，板上需要更低電壓的時候轉換效率不高。如果通過非常高效的電路，把48伏先轉換成24伏，剩下的板級系統再往下轉，設計將更簡化、更容易，系統穩定性更好。LTC7820是AD推出的一款固定比例高電壓高功率開關電容器，用CFLY（飛電容） 取代過去損耗比較大的電感，2.8cm×2.8cm×0.6cm的模塊，從48V到24V，可以推約500W功率，效率高達99%左右。
另外，在空間能量獲取方面，AD也有一些新的創新。比如振動發電，AD的換能器電源轉換芯片LTC3588，配合小體積的換能器可以在0.25g的振動加速度和40赫茲的頻率上產生200多微安的電流，如果乘3.3伏的電壓，大概功率也就是600微瓦。雖然這個功率很小，但是如果是一個電機監控設備，能夠持續穩定的得到600微瓦的電能，已基本足夠用，可以實現設備的終身免維護和無人值守。
在溫差發電方面，AD也有一些產品，比如LTC3108，官方的數據顯示，一個3cm×3cm的TEG連上LTC3108，可以產生3.3伏電壓，在10度溫差時，大概就能產生60微安的電流，可以得到200微瓦的功率。試想一下，如果將其用于可穿戴設備，人體的體表溫度可能有35度，即使環境溫度有25度，也能有10度的溫差，如果是冬天，溫差可能就更大，能夠產生更大的功率，而且是可以持續不斷的為可穿戴設備供電，實現真正的“免充電”。
據梁再信透露：“AD還在考慮如何改進溫差發電轉化技術，雖然已有的能量采集IC能實現把20毫伏的微弱電壓升到3.3伏已經是非常大的挑戰了，但AD的美國團隊仍在思考如何把換能器功率進一步提高，從200微瓦提高到400微瓦，并且體積只有目前的1/10。”顯然，如果AD后續真的能夠推出這樣的產品，那么無疑將會獲得全球可穿戴設備市場很大的份額。
“可以說，收購Linear極大的豐富了AD的產品線，并且把模擬產品線中的電源業務的短板補全了，而且還補得很高。但這不意味著AD只做電源，畢竟電源只是基礎部件，真正實現功能的還是需要模擬前端、ADC等，通過數字、DSP做算法呈現在用戶面前。目前，電源產品在AD占比大概只有20%，合并之后還有80%是非常強的信號鏈產品。”梁再信總結到。
根據 Transparency Market Research的研究數據顯示，2013-2019年，全球電源管理IC市場年復合增長率將達6.1%。2012 年全球電源管理IC市場規模達299億美元，到2019年預估規模將成長到460億美元。
作為全球最大的電子產品制造中心，近年來，在以智能手機為代表的智能終端產業高速增長的帶動下，中國電源管理芯片市場的增長長期高于全球增速。賽迪顧問數據顯示，2015年中國電源管理芯片市場規模約為580億元，到2020年中國電源管理芯片市場規模將增長至860億元，五年復合增長率大約在8.4%左右。
不過，在收購Linear之前，AD的電源業務在中國市場份額卻很小，相比之下Linear的份額要更大一些。隨著雙方的合并完成，AD也開始進一步加碼中國市場。
以前AD主要市場定位是對于高性能電源管理IC有需求的工業、通信和汽車等行業性市場。不過隨著消費升級、國產智能手機在中高端市場取得突破，市場也不再是向之前那樣一味的拼價格，現在的消費類市場已經也有很大的空間可以容納高性能產品，所以AD也在和國內的消費類廠商有很多深入的合作。比如AD正在與幾家手機廠商合作研發40瓦-50瓦的超級快充，30分鐘就可以把電充滿。當然，快充會面臨發熱方面的問題，50瓦時7%的損耗就很可怕了，不過AD的芯片級的架構可以實現97%以上的充電效率，可以幫助客戶顯著、大幅度降低發熱，并且風險可控。
需要補充的是，為了進軍消費類市場，在AD與Linear合并后，還關掉了部分工廠。一方面是由于這些工廠規模不大，運營效率不高；另一方則是，AD原本的制造能力和工廠已經能夠滿足需求。而通過生產資源的整合，可以大幅度降低生產成本，提升AD的產品在消費類市場的競爭力。
值得一提的是，今年10月，蘋果以3億美元收購了電源管理芯片大廠Dialog的部分電源管理專利授權以及300名研發工程師。雖然Dialog將獲得6億美元的收入（蘋果為Dialog未來三年采購的產品提前預付3億美元），同時也獲得了與蘋果未來三年的訂單，但是毫無疑問的是Dialog自身的研發實力受到了較大的削弱（一下子少了300名研發工程師）。而正所謂此消彼長，這也使得已位居第二的AD在大舉殺入消費類市場后，將有望拿下更多的市場份額。
據了解，目前AD在中國的營收占全球營收的比重逐年上升。AD對中國市場也開始進一步加大投入，提供了更多的支持。比如，在中國的北京、上海、杭州都設有研發中心，對于本土客戶的需求可以快速響應、快速開發。另外，為了配合國內工程師使用Power by Linear產品，AD也提供了很多免費的工具，比如LTPowerCAD、LTspice等。
“我們認為，未來中國半導體市場將會持續快速增長，特別是在智能手機、5G通信、新能源汽車、工業4.0等領域，AD的產品可以全方位支持中國的產業發展。”梁再信對本報說到。
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