电池续航力不够？让我们一起创新PMIC设计技术吧！

　　随着入门与高阶智慧型手机问市，消费者的选择更为多元，再加上平板电脑尺寸变小且售价降低，更刺激全球市场销售纪录迭创新高；2013年无疑将是行动运算市场重要的里程碑。同时，消费者希望能够在浏览更多的媒体内容时维持更长的电池续航力，故电源管理正迅速成为这个时代的焦点议题。

　　越来越多的预测说明2013年智慧型手机的全球出货量将首度超越传统手机。市场研究机构IDC预测智慧型手机的出货量将达九亿一千八百六十万支，占全球行动电话市场50.1%。无论是入门或高阶智慧型手机，全球售价均不断下降，也让消费者拥有更多元的选择，而且随着长程演进计画（LTE）网路优化的导入，使这些「万能的」装置对消费者而言更具吸引力。中国大陆在2012年取代美国成为全球智慧型手机出货量最高的国家，此外，在巴西及印度这样人口众多的国家中，快速增长的经济和不断兴起的中产阶级，亦带动相关需求的蓬勃发展。

　　平板电脑的前景也同样受到看好。2013年可能是平板电脑在美国的出货量首度超越笔记型电脑的1年。消费者对于这类型装置的需求永无止尽，而一般认为这种情况还会在全世界长期持续下去。IDC最近上调关于平板电脑在2013~2016年期间的出货量预测，显示全球平板电脑的销售量在2013年可以达到一亿九千零九万台。至2017年底，IDC预期平板电脑供应商的出货量将可超过叁亿五千万台，同时更小型及更便宜的平板电脑也将快速成长。

　　可携式装置的复杂程度日益增加，高成效的电源管理方案便是极大的设计挑战（图1）。根据JD Powers所进行的2012年美国无线智慧型手机顾客满意度研究调查报告指出，对新智慧型手机的消费者而言，电池续航力不佳所造成的不满意程度远超过任何其他单一功能。且这个问题只会随着时间拖延愈长而愈严重，除非供应商愿意在电源管理策略上採取创新方式。

　　图1 新的行动装置功能需求逐渐提升电源管理性能的复杂度。

　　4G智慧型手机消耗大量的电池寿命来搜寻目前比3G讯号稀少的网路讯号，它们必须消耗更多的电量，解码在频谱中被传送的讯号。此外，消费者会更广泛地使用行动装置，包括聊天、传送简讯、发送电子邮件及浏览网页等，但是他们也希望能够观看更高解析度的视讯及卫星导航地图、能够与小孩进行双向视讯电话、玩更具临场感的游戏并串流音乐。同时，消费者还需要更明亮、更大，且具有更佳的触控功能，未来还得要有触觉反应功能的显示萤幕。每一项特性都会大量消耗电力，这也创造对高效能电源管理技术的需求。

　　电源管理仍是重大挑战

　　过去电源管理技术经常被整合在应用处理器之内。然而，随着电源效能优化重要性愈来愈高，且已成为一项技术挑战后，这种嵌在晶片上的方法就不再可行。

　　业界辅助电源管理积体电路（Companion Power Management Integrated Circuits， PMIC）是一颗高度可程式化的晶片（图2），能够支援单核心或是多核心应用处理器所要求的电压调整（Voltage Scaling）及功率输送排序（Power Delivery Sequencing）功能，同样的，在电话中的子系统，例如网路与连接性堆叠--3G、4G LTE、无线网路连接、蓝牙（Bluetooth）以及近距离无线通讯（NFC）、显示萤幕、高画素相机，以及更多的次系统皆为如此。

　　图2 电源管理正从应用处理器中独立出来成为一颗单独的PMIC。

　　为何要拥有和行动装置上的所有通讯、多媒体及周边处理电路高度整合在一起的辅助PMIC，其中有许多好理由。这颗PMIC必须能够负荷高达叁十组不同的供应电源，提供给应用处理器与基频处理器的各个部分，并正确组合电压与电流。假如消费者的电源管理嵌在晶片上，由应用处理器来处理这些任务时，则需要有一个高电流能力的电源供应，而这仅能透过汇整许多接脚来达成。系统单晶片（SoC）的设计工程师可以使用晶片外的专用辅助PMIC，来提供个别低电压、低电流电源轨，如此可避免晶片上电源管理设计方式额外产生晶粒及成本效益。

　　功率管理需求多样化

　　智慧型手机在全世界广为採用，市场也呈现多样化面貌。为提供消费者更多机种选择，供应商逐渐从高阶市场扩展至入门市场，但他们面临极大的压力，必须每隔 6？9个月就推出新机种，以因应消费者对于「最新及最佳功能」的需求与同业竞争，此时智慧型手机平台设计方法就变得愈来愈重要。而新的平台策略可以让他们管理这些流程并降低成本。

业界也观察到一波智慧型手机供应商与SoC业者携手合作布局市场的趋势。这些SoC业者能够提供塬始设备製造商（OEM）完整的参考平台架构，藉此协助加速产品上市时程及