（文/李映）在電源管理IC這一龐大的體系中，通過(guò)將諸如阻、容、感等被動(dòng)器件，與電源IC封裝在一起形成的板級(jí)電源模塊因其集成度高、體積緊湊的優(yōu)點(diǎn)，近幾年呈現(xiàn)爆炸式發(fā)展態(tài)勢(shì)，成為一大不可忽視的分支。

特別是數(shù)字化多路電源模塊，除了滿足客戶常規(guī)的“小體積”需求外，其“高效散熱、可擴(kuò)展性、可兼容性、智能化”等特點(diǎn)更能給實(shí)際硬件設(shè)計(jì)帶來(lái)前所未有的便捷，也在不斷嶄露頭角。而越來(lái)越多的應(yīng)用類(lèi)型、越來(lái)越復(fù)雜的使用場(chǎng)景，對(duì)數(shù)字化電源模塊提出了更高的挑戰(zhàn)。這也促進(jìn)IC電源廠商不斷追求著控制策略優(yōu)化、工藝優(yōu)化、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，來(lái)著力解鎖高性能、增強(qiáng)可靠性、提升用戶體驗(yàn)。

解決市場(chǎng)痛點(diǎn)

之所以數(shù)字化電源模塊能乘勢(shì)而起，不得不說(shuō)得益于其解決了市場(chǎng)的“痛點(diǎn)”。

MPS電源模塊產(chǎn)品線經(jīng)理涂瑞分析說(shuō)，一是AI、數(shù)據(jù)計(jì)算等應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)更大電流能力、更高功率密度解決方案的需求；二是更緊湊的裝配空間，更苛刻的散熱條件，導(dǎo)致產(chǎn)品在追求更小體積和更好散熱之間難以取舍；三是越來(lái)越復(fù)雜的系統(tǒng)讓供電軌數(shù)急劇增加，如何更好的布板、梳理復(fù)雜的電源層、優(yōu)化電源時(shí)序控制、優(yōu)化EMI問(wèn)題，也讓硬件工程師頭痛不已；四是電源模塊通用性需求，為減輕供應(yīng)鏈管理難度，物料歸一化呼聲日漸增多；五是電源模塊智能化、數(shù)字化趨勢(shì)明顯，諸如智能均流、智能并聯(lián)、在線監(jiān)控等功能，逐漸成為復(fù)雜系統(tǒng)供電設(shè)計(jì)的剛需。

雖然“看上去很美”，但電源模塊如何激發(fā)潛力對(duì)電源IC廠商仍是一大考驗(yàn)。涂瑞認(rèn)為，在電源模塊比拼中，基礎(chǔ)是IC設(shè)計(jì)，只有IC設(shè)計(jì)有更好的能力才能是模塊通過(guò)封裝做出更多文章的前提。一方面需要了解客戶真正的需求，然后有針對(duì)性的開(kāi)發(fā)IC芯片，實(shí)現(xiàn)所需的功能；另一方面要在這一基礎(chǔ)上與封裝廠進(jìn)行深入的溝通，在散熱等方面將封裝能力、效果等進(jìn)一步提升，不斷調(diào)整和磨合才能打造出優(yōu)質(zhì)的電源模塊。

此外，客戶在選擇電源模塊方面也有不同的考量。

“目前電源模塊更多應(yīng)用于一些較復(fù)雜的應(yīng)用和系統(tǒng)中，但在一些成本要求非常敏感的消費(fèi)類(lèi)應(yīng)用，或客戶有比較強(qiáng)大的硬件設(shè)計(jì)能力且資源充足的情況下，仍會(huì)選擇獨(dú)立的PMIC或其他電源IC，這類(lèi)市場(chǎng)總量仍比電源模塊市場(chǎng)龐大，未來(lái)3年內(nèi)這一趨勢(shì)不會(huì)有太大變化?！?span style="color: 18191C ">涂瑞指出。

諸多創(chuàng)新成就

在數(shù)字化電源模塊方面，MPS通過(guò)多年積淀，憑借敏銳的洞察力和優(yōu)秀的模塊設(shè)計(jì)，可滿足復(fù)雜多變的供電需求，助力客戶創(chuàng)造更大產(chǎn)品價(jià)值。

以面向高功率密度和3D封裝的多路模塊為例，涂瑞說(shuō)，這一模塊將帶來(lái)諸多便利：3D封裝大幅減小占板面積，有效提高布局密度；更靈巧的模塊外形設(shè)計(jì)，模塊能貼近負(fù)載端放置，減小布局帶來(lái)的線路損耗；靈活方便的多路并聯(lián)模式，單一輸入源可降低布板復(fù)雜程度，進(jìn)一步減少線路損耗；并聯(lián)功能增加模塊的輸出能力，更讓電路工作在多相交錯(cuò)狀態(tài)，減小模塊開(kāi)關(guān)損耗。

MPS推出的MPM54322和MPM54522是兩款比較優(yōu)秀的高功率密度的3D封裝電源模塊。其中MPM54322支持雙路3A，并聯(lián)可實(shí)現(xiàn)6A輸出； MPM54522則可支持雙路6A，并聯(lián)可實(shí)現(xiàn)12A輸出。5mmx5.5mm和5mmx6.5mm的極小尺寸，讓這兩款模塊在AI加速卡供電以及光模塊等PCB布局空間極為狹小的應(yīng)用場(chǎng)景中大顯身手。

此外，在優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)的多路電源模塊模塊方面，MPS推出的業(yè)界體積超小的20A電源模塊MPM54524是優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)的一個(gè)典型例子。據(jù)悉，它采用了ECLGA封裝，體積壓縮到8mmx8mmx2.9mm，與此同時(shí)散熱性能優(yōu)于同性能的分立器件解決方案。此外在12V轉(zhuǎn)3.3V應(yīng)用下，滿載效率大于90%，峰值效率可達(dá)92.3%。另外，該模塊可支持四路單相5A輸出，或雙相并聯(lián)輸出兩路10A，還可支持三相并聯(lián)15A和四相并聯(lián)20A，極大減小了中、大電流應(yīng)用場(chǎng)景下的開(kāi)關(guān)損耗。

在一些板卡或者其他系統(tǒng)組件熱插拔操作中，常常會(huì)遇到一種頭疼的場(chǎng)景：由于來(lái)自不同供應(yīng)商的熱插拔組件中供電負(fù)載不確定性太大，前級(jí)供電系統(tǒng)不得不添加較多的被動(dòng)器件，用來(lái)支持不同的負(fù)載需求。為此，MPS推出多路輸出及負(fù)載智能分配的電源模塊MPM54313。其為三路輸出降壓電源模塊，每路輸出電流3A，獨(dú)立供電。熱狀態(tài)下輸出通道間短接時(shí)，模塊內(nèi)部的負(fù)載智能分配電路可迅速實(shí)現(xiàn)在線負(fù)載均流，支持9A輸出。

在MPS多路輸出電源模塊家族中，除上述提及的各種獨(dú)門(mén)秘技外，數(shù)字監(jiān)控、上位機(jī)輔助調(diào)試、EMI優(yōu)化等家族式特點(diǎn)更推動(dòng)電源模塊產(chǎn)品成為工程師們的首選。

MPS也應(yīng)時(shí)而對(duì)，開(kāi)發(fā)了多路電源模塊EMI優(yōu)化及數(shù)字監(jiān)控功能。據(jù)介紹，數(shù)字監(jiān)控功能得益于MPS晶圓設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)積累，能提供模塊運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、開(kāi)發(fā)調(diào)試、數(shù)字配置保存及導(dǎo)入等一系列功能。而在EMI設(shè)計(jì)方面，通過(guò)器件3D布局，減少SW Copper的天線效應(yīng)；多路集成化設(shè)計(jì)則可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電磁干擾的實(shí)時(shí)補(bǔ)償；基板設(shè)計(jì)上，在功率平衡流動(dòng)和過(guò)孔通流方面做文章，優(yōu)化磁場(chǎng)分布來(lái)約束電磁輻射；抖頻功能更幫助EMI頻段薄弱點(diǎn)實(shí)現(xiàn)能量分散，減小了輻射峰值。

明后年將持續(xù)增長(zhǎng)

2022年是半導(dǎo)體行業(yè)面臨下行考驗(yàn)的嚴(yán)峻一年，對(duì)于電源模塊市場(chǎng)的走勢(shì)，涂瑞也提及，整體而言，雖然消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)在下滑，但出于成本考慮，電源模塊在消費(fèi)類(lèi)領(lǐng)域的應(yīng)用比例不太高，因而沖擊沒(méi)有那么大。而且，5G、數(shù)據(jù)中心、智能汽車(chē)等應(yīng)用需求在持續(xù)增長(zhǎng)，帶來(lái)模塊市場(chǎng)的增長(zhǎng)量將遠(yuǎn)大于在消費(fèi)類(lèi)領(lǐng)域的下跌量。

“今年下半年模塊市場(chǎng)仍處于增勢(shì)，只是增長(zhǎng)的速度相對(duì)放緩了。明后年，諸多工業(yè)類(lèi)的應(yīng)用以及超級(jí)計(jì)算機(jī)等興起，相信電源模塊仍會(huì)保持高增長(zhǎng)?！蓖咳鹂偨Y(jié)說(shuō)。

對(duì)于如何從供應(yīng)鏈的變局來(lái)分析模塊價(jià)格走勢(shì)的問(wèn)題，涂瑞提及，隨著半導(dǎo)體產(chǎn)能供應(yīng)的逐步好轉(zhuǎn)，客戶之前在產(chǎn)能比較緊張時(shí)會(huì)更關(guān)注是否能買(mǎi)到貨，逐步轉(zhuǎn)換成關(guān)注貨的性價(jià)比。這隨之也會(huì)影響模塊價(jià)格。從MPS來(lái)看，當(dāng)出貨量越大，開(kāi)發(fā)成本也會(huì)平攤得越薄，為平衡出貨量和價(jià)格，MPS也會(huì)讓電源模塊價(jià)格與之前供貨緊張時(shí)候相比更有競(jìng)爭(zhēng)力。

要指出的是，MPS即使在供貨比較緊張的那段時(shí)期，大部分模塊價(jià)格也是盡量維持在穩(wěn)定水平的，并沒(méi)有跟風(fēng)。

對(duì)于未來(lái)的走勢(shì)，涂瑞認(rèn)為，未來(lái)很有可能會(huì)存在新一輪洗牌，一些護(hù)城河比較深的公司可能扛過(guò)這一段市場(chǎng)不景氣的時(shí)期，而護(hù)城河比較淺或產(chǎn)品線不太豐富的公司，在這一輪的市場(chǎng)調(diào)整中將遭遇更大的挑戰(zhàn)。