[芯聊]搭载在智能手机和电动车大脑芯片SoC上的电源管理芯片正走红

让电子设备能够运转的能源来源是电。如果把这“电”比作人体内流动的血液，那么负责将血液分配到各个器官的“心脏”角色，就由一种半导体来承担，这就是电源管理半导体（PMIC）。

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电源管理半导体，顾名思义，是负责管理电力的半导体。它能够自行判断并高效地进行管理，还能根据电子设备内部状况的不同，在需要时改变电力传输方式，可谓相当智能。电源管理半导体主要被搭载在系统级芯片（SoC）中。SoC芯片不仅被用于智能手机等电子设备，也是近年来在汽车市场逐渐成为主流的电动汽车中的关键“中枢神经”芯片。SoC芯片通常通过晶圆代工（半导体委托生产）方式制造，相应地，电源管理半导体也多在晶圆代工厂生产。要把晶圆代工业务做好，就必须同时具备生产优质SoC芯片中电源管理半导体的能力。

因此，业内部分观点认为，本月以来三星电子先后拿下特斯拉和苹果的晶圆代工订单，其利好消息背后，电源管理半导体业务也占据了一席之地。三星电子自2010年开始生产电源管理半导体，至今已有15年历史，并长期持续开展相关技术的研究与开发。

在晶圆代工市场逐步显现活跃迹象、人类发电方式日益向自然产生的“可再生能源”聚焦的当下，电源管理半导体正受到更多关注。未来前景被认为十分光明，活跃在这一市场的企业数量也在增加。市场调研机构“IMARC集团”在今年3月发布的报告中预测，2023年规模为446亿美元（约合61万亿韩元）的全球电源管理半导体市场，到了2033年将扩大至595亿美元（约合82万亿韩元）。与D-RAM、NAND闪存等存储器相比，作为非存储器产品的电源管理半导体在业内尚未被充分认可其盈利性，也难称为“主流”。但对于其不久后将成长为不可忽视的一类半导体这一判断，业内大体上不存在异议。

电源管理半导体主要管理的对象，理所当然是电池。它负责从电池中提取或切断电力，再进行分配与调节。通过这一过程，引导整机高效使用电力，同时减少可能导致高温产生的各类变量。据悉，电源管理半导体之所以能够具备这样的角色与能力，是因为其与普通硅半导体在构成材料上就存在差异。当前，电源管理半导体多采用碳化硅（SiC）、锗和氮化镓（GaN）等材料进行混合制造。这些都是经过长期技术开发，从众多材料中筛选出的最适合者。也有仅使用碳化硅或氮化镓制造的产品。这些材料可以让半导体在承受极高温度的同时仍能正常工作，并帮助其在高电压下保持良好耐受性，还能减少能量损耗。由碳化硅和氮化镓制成的半导体，分别可以在摄氏400度和800度的高温环境下执行功能。与传统硅半导体最多只能在约150度环境下运作相比，前者可在高出约5至6倍温度的环境中保持工作。

业内人士称，对电源管理半导体的关注早就不低。但促使企业下定决心进入这一领域的契机，在很大程度上与电动汽车市场扩张有关。随着电动汽车开发竞争加剧，必不可少的SoC芯片的需求自然水涨船高，带动了电源管理半导体技术开发与量产的同步增长，这是业界普遍的看法。以去年8月发生在仁川青罗某公寓地下停车场的电动汽车火灾事故为起点，如何解决电动汽车电池发热问题成为重要议题，在这一过程中，业界对积极利用和开发电源管理半导体的呼声也随之高涨。

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我国企业在电源管理半导体领域的投资与关注度，与德国、美国等主要企业相比并不逊色。包括三星电子、DB Hitek、现代MOBIS在内的多家企业，正生产并供应电源管理半导体，或在相关研发上投入巨大精力。据称，中小型初创企业的相关动向也十分活跃。

其中，三星电子走在最前列，表现尤为突出。三星电子早在2010年这一相对较早的时间点便首次进军电源管理半导体市场。可以认为，集团同时生产智能手机、平板电脑等移动产品并开展半导体业务的特性，引导其将目光投向电源管理半导体。智能手机同样迫切需要能够防止过热、控制电池用量的电源管理半导体。近来，在高层管理层的高度关注下，三星电子正将大量业务能力投入到搭载于电动汽车上的车用半导体领域，相应地，电源管理半导体的开发速度也同步提升。据悉，三星电子近期新设了电力半导体专项工作组（Task Force，TF），集中培育相关业务。该组织在研究、开发电源管理半导体的同时，也在评估其中部分理论和性能能否应用于普通半导体。公司还在多方制定并推进业务战略。不仅与电动汽车整车厂商，也在谋求与多家企业建立合作伙伴关系与协作。产品的开发与上市同样是其发力重点。早在2021年5月，三星就曾向市场推出3款可搭载于DDR5 D-RAM模组的电源管理半导体产品（S2FPD01、S2FPD02、S2FPC01）。与此前安装在外部基板上的旧款产品不同，这些新品直接搭载在D-RAM模组基板上，能够稳定、快速地供电，在提升内存性能的同时，将故障率降至最低，因此备受关注。

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目前，电源管理半导体虽然主要在电动汽车领域受到瞩目，但在可再生能源使用的推广、发电方式的变革等最新趋势下，其潜力被评价为更加“无限”。在管理和使用可再生能源的过程中，电源管理半导体是不可或缺的关键元件。以太阳能发电系统为代表，通过太阳能产生的电力在从直流电（DC）转换为交流电（AC）时，就会用到电源管理半导体。在应对新再生能源在发电过程中表现出的不稳定输出特性方面，也需要电源管理半导体的参与。顺应人工智能（AI）时代，企业正加快建设的数据中心，同样离不开电源管理半导体的关键作用。

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