Résumé

Le circuit intégré de gestion de l'alimentation (PMIC) 1216AP06 est un dispositif semi-conducteur spécialisé conçu pour gérer et réguler l'alimentation électrique des systèmes électroniques. Les PMIC sont des composants essentiels dans une large gamme d'applications, notamment les smartphones, les ordinateurs portables, les systèmes automobiles, les machines industrielles et les solutions d'énergie renouvelable. Ils garantissent une consommation d'énergie efficace en exécutant diverses fonctions telles que la régulation de tension, le séquençage de l'alimentation, la gestion de la batterie et la gestion thermique, prolongeant ainsi la durée de vie de la batterie et améliorant les performances et la fiabilité des appareils électroniques. Les PMIC sont largement classés en régulateurs linéaires et régulateurs à découpage, chacun offrant des avantages distincts selon l'application. Les régulateurs linéaires, connus pour leur faible bruit, sont idéaux pour les environnements sensibles au bruit, tandis que les régulateurs à découpage offrent une efficacité supérieure en utilisant un élément de commutation pour convertir la tension d'entrée en tension de sortie souhaitée. Les avancées notables de la technologie PMIC incluent les régulateurs hystérétiques, qui assurent une régulation efficace de la tension sans avoir besoin de dissipateurs thermiques, et des fonctionnalités telles que la fonction ECO qui optimise la consommation d'énergie en basculant entre les modes hautes performances et basse consommation. Le modèle 1216AP06, en particulier, est optimisé pour les applications d'alimentation à découpage hors ligne (SMPS) et de convertisseur DC-DC. Il est doté d'un contrôleur PWM en mode tension à fréquence fixe, d'une limitation de courant impulsion par impulsion, d'un verrouillage en cas de sous-tension et d'une multitude de protections telles que la protection contre les surcharges et les surtensions. Ces caractéristiques rendent le 1216AP06 adapté aux conceptions d'alimentation à haut rendement, garantissant un fonctionnement stable et fiable dans diverses applications électroniques. À mesure que la technologie continue de progresser, l'importance des PMIC dans l'industrie des semi-conducteurs devrait croître, tirée par la demande croissante de dispositifs électroniques plus petits, plus puissants et économes en énergie. Le développement et l'adoption des PMIC sont également fortement influencés par le besoin de solutions de gestion de l'énergie améliorées dans des secteurs tels que l'électronique automobile et les énergies renouvelables. Malgré certaines fluctuations dans la dynamique du marché, les perspectives à long terme des PMIC restent positives, soutenues par des innovations en cours et des applications en expansion dans divers secteurs.

Aperçu

Les circuits intégrés de gestion de l'alimentation (PMIC) sont des composants électroniques spécialisés conçus pour gérer et réguler l'alimentation électrique d'une large gamme d'appareils électroniques

Ils jouent un rôle essentiel pour garantir une consommation efficace de l'énergie en exécutant diverses fonctions telles que la régulation de la tension, le séquençage de l'alimentation, la gestion de la batterie et la gestion thermique. Les PMIC sont essentiels dans l'électronique moderne, permettant aux appareils tels que les smartphones, les ordinateurs portables, les appareils portables et les appareils IoT d'atteindre des performances optimales tout en prolongeant la durée de vie de la batterie. L'évolution des PMIC a été motivée par la nécessité d'améliorer le suivi et l'utilisation des ressources, en particulier lors d'incidents à grande échelle. Au départ, ces processus étaient gérés à l'aide d'outils de base tels que des tableaux effaçables à sec et des méthodes papier-crayon, qui étaient fonctionnels mais non évolutifs pour des urgences plus importantes. À mesure que la technologie a progressé, des PMIC plus sophistiqués ont été développés pour répondre aux demandes croissantes d'efficacité et de fiabilité dans la gestion de l'énergie. Les PMIC peuvent être largement classés en régulateurs linéaires et régulateurs à découpage. Les régulateurs linéaires, tels que les régulateurs à faible chute de tension (LDO), fournissent une tension de sortie stable en dissipant l'excès d'énergie sous forme de chaleur et sont connus pour leur faible bruit, ce qui les rend adaptés aux applications sensibles au bruit. D'autre part, les régulateurs à découpage utilisent un élément de commutation pour convertir la tension d'entrée en une tension de sortie souhaitée de manière plus efficace, offrant une efficacité supérieure mais avec une plus grande complexité par rapport aux régulateurs linéaires. Un type notable de régulateur à découpage est le régulateur à hystérésis, qui utilise un comparateur avec hystérésis d'entrée pour maintenir la tension de sortie dans une plage spécifique. Cette approche garantit non seulement une régulation de tension efficace, mais répartit également la dissipation de puissance interne sur plusieurs dispositifs d'alimentation, éliminant potentiellement le besoin d'un dissipateur thermique. Une autre fonctionnalité avancée trouvée dans certains PMIC est la fonction ECO, qui permet à l'appareil de basculer entre les modes hautes performances et basse consommation pour optimiser la consommation d'énergie en fonction des besoins d'utilisation. Les PMIC font partie intégrante de la fonctionnalité et de la fiabilité des systèmes électroniques, car ils protègent les composants contre les dommages dus aux fluctuations de tension. Des techniques telles que la marge d'alimentation, qui consiste à tester la fonctionnalité du système aux limites de tension d'alimentation supérieure et inférieure spécifiées, améliorent encore la fiabilité et la longévité des appareils électroniques. Alors que la demande des consommateurs pour des appareils plus petits, plus puissants et plus économes en énergie continue d’augmenter, l’importance et les capacités des PMIC devraient augmenter, consolidant leur rôle en tant que composants indispensables dans l’industrie des semi-conducteurs.

Caractéristiques principales

Les circuits intégrés de gestion de l'alimentation (PMIC) sont des composants essentiels des systèmes électroniques modernes, offrant une gamme de fonctionnalités pour garantir le fonctionnement efficace et fiable de divers appareils.

Séquençage de puissance

Dans les systèmes à alimentations multiples, les PMIC dotés de fonctions de séquencement d'alimentation garantissent que la tension de chaque alimentation est activée et désactivée dans la séquence appropriée. Cette fonction utilise des MOSFET internes ou externes pour commuter les alimentations de manière prévisible et sûre, évitant ainsi les dommages potentiels et garantissant la stabilité du système

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Canaux de sortie multiples

Les PMIC intègrent généralement de nombreux canaux de sortie avec des tensions et des courants variables, facilitant ainsi l'alimentation de plusieurs composants au sein d'un système. Cette polyvalence permet à un seul PMIC de gérer efficacement les besoins en énergie de divers éléments au sein d'un appareil

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Programmabilité

Un nombre important de PMIC sont programmables, ce qui permet aux utilisateurs d'adapter les paramètres du circuit intégré à des applications spécifiques. Cette fonctionnalité améliore la polyvalence des PMIC, permettant une personnalisation en fonction des besoins uniques de gestion de l'alimentation des différents systèmes électroniques

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Amélioration de l'efficacité

Pour améliorer l'efficacité globale, les PMIC intègrent des mécanismes tels que la modulation de tension, la mise à l'échelle dynamique tension-fréquence (DVFS) et les modes de conservation d'énergie. Ces techniques permettent d'optimiser la consommation d'énergie et de prolonger la durée de vie de la batterie des appareils portables

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Interfaces de communication

Certains PMIC disposent d'interfaces de communication telles que I2C ou SPI, permettant aux utilisateurs de configurer et de surveiller les performances du circuit intégré. Cela permet un meilleur contrôle et une meilleure intégration au sein de systèmes électroniques complexes, facilitant les réglages et les diagnostics en temps réel

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Tension de sortie stable

Les régulateurs des PMIC maintiennent une tension de sortie stable quelles que soient les fluctuations d'entrée, garantissant ainsi une alimentation électrique constante aux composants sensibles. Cette stabilité est essentielle au fonctionnement fiable des processeurs et autres éléments critiques des appareils électroniques

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Régulateurs à faible chute de tension (LDO)

Les régulateurs LDO des PMIC offrent une faible différence entre les tensions d'entrée et de sortie, ce qui permet des sorties étroitement régulées. Ils fournissent une réponse transitoire rapide pour gérer les charges dynamiques, en maintenant la stabilité de la tension de sortie dans des conditions variables telles que les changements de tension d'entrée, de courant de charge de sortie et de température

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Spécifications techniques

Le circuit intégré de gestion de l'alimentation 1216AP06 dispose d'un contrôleur PWM en mode tension à fréquence fixe optimisé pour les applications SMPS (alimentation à découpage) hors ligne et les convertisseurs DC-DC nécessitant un minimum de composants externes

Ce circuit intégré comprend un oscillateur ajusté pour un contrôle précis du cycle de service, une référence compensée en température, un contrôle marche/arrêt, un amplificateur d'erreur à gain élevé, un comparateur de détection de courant et une sortie totem pole à courant élevé. Parmi ses caractéristiques notables figurent la limitation du courant impulsion par impulsion, le verrouillage en cas de sous-tension (UVLO), un courant de fonctionnement typique de 7 mA, un démarrage progressif, un contrôle marche/arrêt, une protection contre les surcharges (OLP), une protection contre les surintensités (OCP) et une protection contre les surtensions (OVP). De plus, il intègre un contrôle marche/arrêt et un circuit de démarrage progressif qui, lorsqu'il est utilisé en conjonction avec des MOSFET de puissance complémentaires et des circuits intégrés de facteur de puissance hautes performances, permet la mise en œuvre de conceptions SMPS qui offrent un rendement élevé et sont conformes aux normes pertinentes en matière d'émission d'harmoniques. Le 1216AP06 fonctionne avec une architecture à fréquence constante et à spectre étalé offrant une sortie et une entrée régulées à très faible bruit. Cette architecture utilise des fréquences de commutation aléatoires entre 1 MHz et 1,6 MHz, qui définissent le taux de charge et de décharge des condensateurs volants, ce qui permet d'obtenir un bruit de sortie extrêmement faible et un bruit d'entrée considérablement réduit par rapport aux pompes de charge conventionnelles. Le circuit intégré comprend deux pompes de charge à condensateur commuté pour abaisser le VIN à deux tensions de sortie régulées, fonctionnant à 180° hors phase pour réduire l'ondulation d'entrée. La régulation est obtenue en détectant chaque tension de sortie via un diviseur de résistance externe et en modulant le courant de sortie de la pompe de charge en fonction du signal d'erreur. Cette conception sophistiquée garantit une efficacité élevée et des performances fiables dans diverses applications, notamment les chargeurs de batterie et les téléviseurs, en particulier lorsque le point de consigne de courant tombe en dessous d'une valeur spécifique, déclenchant le mode de saut de cycle pour une efficacité améliorée.

Design et architecture

La conception de circuits intégrés de gestion de l'alimentation (PMIC) nécessite une prise en compte minutieuse de plusieurs facteurs pour garantir l'efficacité et la fiabilité. Les éléments fondamentaux d'un PMIC comprennent généralement un régulateur de tension, un convertisseur de puissance et un chargeur de batterie, qui gèrent et régulent collectivement l'alimentation des appareils électroniques

Chacun de ces composants joue un rôle essentiel dans le maintien de la stabilité de la tension, le contrôle du flux de courant et la supervision des fonctions de la batterie.

Processus de conception PMIC

Le processus de conception d'un PMIC intègre plusieurs éléments essentiels à une gestion efficace de l'énergie. Les concepteurs doivent tenir compte de divers paramètres critiques, tels que l'efficacité énergétique, la gestion thermique et les circuits de protection, pour créer un PMIC qui répond aux normes de performance et de fiabilité

. Par exemple, la disposition d'une alimentation à découpage, un élément PMIC courant, doit être soigneusement conçue pour éviter l'instabilité et les interférences électromagnétiques (EMI). Cela implique d'utiliser des pistes larges et courtes pour le chemin de courant principal et les pistes de mise à la terre de l'alimentation, et de placer des composants tels que des condensateurs et des inducteurs d'entrée et de sortie aussi près que possible du circuit intégré.

Composants clés

Régulateurs de tension

Les régulateurs de tension sont essentiels pour assurer la stabilité de la tension aux différentes jonctions de l'appareil. Ils maintiennent une tension de sortie constante quelles que soient les variations de la tension d'entrée ou des conditions de charge

. Cette stabilité est vitale pour le bon fonctionnement de tous les composants électroniques de l’appareil.

Limiteurs de courant

Les limiteurs de courant empêchent le flux de courant électrique excessif, protégeant ainsi les composants contre les dommages potentiels dus aux situations de surintensité. Ils jouent un rôle essentiel dans la sécurité et la durabilité de l'appareil

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Logique de contrôle

La logique de contrôle d'un PMIC supervise le séquençage de l'alimentation, détecte les anomalies et gère d'autres fonctions essentielles. Ce composant est responsable du fonctionnement intelligent du PMIC, garantissant que toutes les tâches liées à l'alimentation sont exécutées de manière transparente

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Circuit de gestion de la batterie

Pour les appareils alimentés par batterie, les PMIC intègrent des circuits dédiés à la charge et à la surveillance de la batterie. Cela garantit l'utilisation efficace et la longévité de la batterie en gérant les cycles de charge et en évitant les conditions de surcharge ou de décharge profonde

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Considérations relatives à la mise en page

La disposition physique d'un PMIC est aussi cruciale que sa conception architecturale. Par exemple, dans les applications à courant de crête élevé et à fréquence de commutation élevée, la disposition doit garantir une résistance et une inductance minimales dans les principaux chemins de courant pour maintenir la stabilité et minimiser les interférences électromagnétiques

Cela nécessite un placement stratégique des composants et une séparation minutieuse des traces de contrôle et d'alimentation pour optimiser les performances.

Performance

Dans le domaine des tests de production à haut volume, la précision est souvent moins importante que la rentabilité, qui est déterminée par le rendement et les dépenses liées au système de test. Une gestion thermique efficace joue un rôle essentiel dans l'optimisation du rendement et la justification des coûts système plus élevés, en particulier lorsque la vitesse de montée en puissance du système peut améliorer considérablement les performances

Par exemple, un système de gestion thermique avec une vitesse de rampe de 5 °C/s ou plus peut augmenter considérablement le débit par rapport aux systèmes avec des vitesses de rampe plus lentes, ce qui rend un investissement initial plus rentable pour de nombreuses applications à volume élevé. Diverses méthodes de gestion thermique peuvent être évaluées pour leur efficacité de performance. Un refroidisseur thermoélectrique (TEC) combiné et un système de refroidissement liquide se distinguent par leur réponse rapide, leur précision et leur stabilité. Cette approche hybride atténue la faible efficacité du TEC seul en incorporant les avantages du refroidissement liquide, offrant ainsi une solution polyvalente qui répond aux exigences d'une large gamme d'applications de test. Une méthode alternative consiste à utiliser un système de réfrigération, qui offre une réponse de refroidissement, une précision et une stabilité supérieures. Cependant, ces systèmes sont souvent prohibitifs en termes de coût, de taille et de respect de l'environnement en raison du fréon utilisé dans le processus de refroidissement. Les systèmes de réfrigération sont généralement limités aux applications de refroidissement, nécessitant un circuit de chauffage secondaire pour une gestion thermique complète. Le choix des matériaux est également un facteur important dans les performances des dissipateurs thermiques. L'aluminium et le cuivre sont les matériaux les plus couramment utilisés. Le poids léger et le faible coût de l'aluminium le rendent idéal pour le refroidissement par convection, tandis que la conductivité élevée et la faible résistance à la propagation du cuivre lui permettent de gérer plus efficacement les charges thermiques lourdes, bien qu'à un coût et un poids plus élevés. La simulation à haute puissance, la caractérisation de la température et les tests de production à haut volume ont chacun des exigences distinctes pour les systèmes de gestion thermique. Pour la simulation à haute puissance pendant la phase de développement, la précision et la stabilité sur toute la plage de températures sont essentielles, car ces données informent les spécifications de fonctionnement de l'appareil. Les séries EP7037C et EP71xxx plus récentes de régulateurs de tension intégrés (IVR) d'Empower Semiconductor illustrent les avancées dans les circuits intégrés de gestion de l'alimentation. Ces produits offrent plusieurs sorties de tension régulées, améliorant les performances et l'efficacité de l'appareil. Empower affirme que sa technologie IVR permet une réduction de taille de 10 fois et un fonctionnement 1000 fois plus rapide, ce qui signifie une amélioration substantielle par rapport aux régulateurs de tension traditionnels.

Applications

Le circuit intégré de gestion de l'alimentation 1216AP06 est largement utilisé dans les modules électroniques de carrosserie automobile, où des commutateurs d'alimentation intelligents contrôlent diverses charges, telles que des lampes, des LED, des solénoïdes et des moteurs.

Ces commutateurs intelligents offrent des avantages significatifs par rapport aux relais mécaniques, notamment un bruit mécanique réduit, une taille de module plus petite et des fonctionnalités améliorées. Le CI est particulièrement apte à répondre aux exigences rigoureuses des systèmes 24 V, ainsi qu'aux systèmes 12 V, en tirant parti d'années d'avancées dans la technologie des commutateurs à semi-conducteurs. Ces avancées ont permis de créer des appareils à faible coût qui sont efficaces, sûrs, flexibles, fiables, robustes et tolérants aux pannes. L'une des principales caractéristiques du 1216AP06 est son interface série 3 fils compatible I2C, entièrement configurable et programmable par logiciel. Cette interface fournit une lecture instantanée du courant et de la tension du port, améliorant ainsi son utilité dans les systèmes dynamiques. De plus, le CI comprend des fonctionnalités telles que le verrouillage en cas de sous-tension d'entrée (UVLO), le verrouillage en cas de surtension d'entrée (OVLO), la protection contre la surchauffe et la limite de vitesse de balayage de la tension de sortie au démarrage, ce qui le rend extrêmement fiable dans diverses conditions de fonctionnement. Le 1216AP06 fonctionne dans quatre modes distincts pour s'adapter aux différentes exigences du système. Ces modes incluent le mode automatique, qui permet à l'appareil de fonctionner automatiquement avec ses paramètres par défaut sans aucune intervention logicielle ; le mode semi-automatique, qui détecte et classe les appareils connectés mais nécessite des instructions logicielles pour alimenter un port ; le mode manuel, qui offre un contrôle logiciel complet et est idéal pour les diagnostics du système ; et le mode d'arrêt, qui met fin en toute sécurité à toutes les activités et coupe l'alimentation de l'appareil.

Comparaison avec d'autres circuits intégrés

Les circuits intégrés de gestion de l'alimentation (PMIC) se distinguent des autres circuits intégrés en incorporant plusieurs fonctions dans une seule puce, optimisant ainsi l'espace et la rentabilité des systèmes électroniques

Contrairement aux circuits intégrés à fonction unique tels que les régulateurs linéaires, les convertisseurs CC/CC et les circuits intégrés de réinitialisation, qui servent à des fins spécifiques, les PMIC peuvent effectuer diverses tâches liées à l'alimentation, notamment la surveillance de la tension et la protection contre les sous-tensions, améliorant ainsi l'efficacité de conversion, la dissipation thermique et réduisant la taille globale de la solution. Par exemple, un PMIC typique peut intégrer un contrôle de puissance par modulation de largeur d'impulsion (PWM) pour la charge de la batterie et la régulation de la tension, ce qui lui permet de charger simultanément une batterie tout en alimentant une charge système à partir d'un adaptateur secteur mural non régulé. Cette intégration réduit le besoin de plusieurs composants discrets, économisant ainsi de l'espace sur le PCB et minimisant les coûts par rapport aux solutions à double contrôleur. De plus, les PMIC incluent souvent des fonctionnalités avancées telles que la topologie flyback en mode courant pour une efficacité élevée et une excellente réponse transitoire. Le fonctionnement en mode rafale et le mode de mise hors tension en option améliorent encore la densité de puissance, l'efficacité et l'ondulation de sortie, ce qui permet d'adapter ces paramètres à des applications spécifiques. De plus, les circuits intégrés de commande de grille, qui sont un sous-ensemble de PMIC, sont conçus pour piloter efficacement les MOSFET de puissance à des fréquences de commutation élevées. Ces pilotes utilisent les niveaux logiques des circuits intégrés PWM et fournissent un entraînement de redresseur synchrone à une ou deux extrémités, garantissant un fonctionnement efficace et une dissipation de puissance réduite. L'intégration de fonctionnalités telles que les interfaces SPI dans les circuits intégrés de commande de grille simplifie le routage, minimise la surcharge du microcontrôleur et conserve la surface du circuit imprimé, réduisant ainsi encore les coûts du système. En comparaison, les circuits intégrés de gestion thermique nécessitent des considérations supplémentaires telles que l'intégration avec des dissipateurs thermiques efficaces comme les systèmes de refroidissement liquide pour surmonter la faible efficacité des refroidisseurs thermoélectriques (TEC). Ces systèmes, bien que très précis et stables, sont généralement plus grands et plus chers que les PMIC et présentent des problèmes environnementaux spécifiques.

Normes et conformité de l'industrie

Les mesures de contrôle de la qualité sont essentielles dans la fabrication des PMIC pour garantir que les circuits intégrés de gestion de l'alimentation (PMIC) sont produits selon des normes élevées. Ces mesures comprennent des processus rigoureux de test et d'inspection conçus pour vérifier que les PMIC répondent aux spécifications requises

Le processus de test comprend des tests fonctionnels, de fiabilité et environnementaux, garantissant que les PMIC fonctionnent correctement dans diverses conditions de fonctionnement. Le processus d'inspection comprend une inspection visuelle, des tests électriques et des tests au niveau de la matrice pour identifier tout défaut ou panne dans le PMIC. Les solutions de validation jouent un rôle crucial dans les phases de conception et de mise en œuvre du développement de PMIC. Ces solutions aident à identifier les défauts de conception et de fabrication au début du processus de développement, garantissant que les PMIC répondent aux spécifications nécessaires en matière de fiabilité et de performances. Résoudre les problèmes pendant la phase de validation est nettement plus rentable que de résoudre les problèmes après le démarrage de la production, réduisant ainsi le risque de rappels et de reprises coûteux. En simulant des conditions de fonctionnement réelles, les solutions de validation permettent aux ingénieurs d'affiner les conceptions de PMIC pour des performances optimales. De plus, les fabricants de PMIC adhèrent à diverses normes industrielles pour garantir la sécurité et l'efficacité de leurs produits. Par exemple, la norme ISO 26262 est pertinente pour la sécurité des systèmes électriques et électroniques dans les applications automobiles, garantissant le bon fonctionnement des systèmes de connaissance de la situation automobile et répondant aux préoccupations en matière de cybersécurité automobile. Ces normes sont essentielles dans les secteurs qui exigent une fiabilité et une sécurité élevées, comme les applications automobiles et industrielles. Le respect de ces mesures de contrôle qualité rigoureuses et de ces normes industrielles garantit que les PMIC non seulement répondent aux attentes de divers marchés cibles, mais les dépassent souvent, notamment les compteurs intelligents, les téléphones portables, les téléviseurs, les systèmes de sécurité, les périphériques informatiques, les équipements médicaux et les dispositifs de contrôle industriels. Ce respect est essentiel pour maintenir les performances et la fiabilité des PMIC dans une large gamme de produits électroniques grand public et industriels.

Histoire et développement

Les circuits intégrés de gestion de l'alimentation (PMIC) modernes ont considérablement évolué pour répondre aux demandes croissantes de gestion efficace et fiable de l'alimentation des appareils électroniques. Les racines des PMIC remontent aux efforts visant à relever les défis de l'alimentation et de la gestion de l'alimentation dans les systèmes complexes. Au départ, les PMIC ont été développés pour fournir la conversion et la régulation de puissance nécessaires à partir d'une source externe ou d'une batterie à la tension d'alimentation requise pour divers équipements

Ces dernières années, la technologie PMIC a progressé à pas de géant. Cette avancée est motivée par le besoin d'une plus grande efficacité énergétique, en particulier dans des secteurs comme l'électronique automobile, où les PMIC aident à gérer et à réguler l'alimentation des batteries et des systèmes de charge des voitures. Ces PMIC optimisent l'efficacité énergétique, réduisent l'empreinte carbone et améliorent les performances globales en offrant une surveillance, un contrôle et une protection de la batterie en temps réel. De plus, les PMIC sont devenus essentiels dans les systèmes d'infodivertissement, offrant une gestion efficace de l'énergie et une expérience utilisateur améliorée grâce à une surveillance et une protection du système en temps réel. Le développement des PMIC a connu un bond significatif avec la transition vers des processus de fabrication plus sophistiqués. Au départ, la plupart des PMIC étaient produits à l'aide d'un processus de 8 pouces de 0,18 à 0,11 micron. Cependant, face à une pénurie de puces PMIC, de nombreuses entreprises ont commencé à envisager de passer aux PMIC de 12 pouces. Cette transition a été motivée par la nécessité d'augmenter la production et d'atténuer les tensions d'approvisionnement, certains fabricants migrant leurs lignes de production vers des plaquettes de 300 mm (12 pouces).

Utilisation dans différentes industries

Les circuits intégrés de gestion de l'alimentation (PMIC) jouent un rôle crucial dans divers secteurs en gérant et en distribuant efficacement l'énergie électrique dans les appareils et systèmes électroniques. Leurs applications polyvalentes s'étendent à de nombreux secteurs, notamment l'électronique grand public, l'automobile, les machines industrielles et les énergies renouvelables.

Électronique grand public

Dans l'électronique grand public, les PMIC sont indispensables pour les appareils tels que les smartphones, les ordinateurs portables et les gadgets IoT. Ils optimisent la consommation d'énergie, prolongent la durée de vie de la batterie et garantissent des performances fiables

Les smartphones, par exemple, s'appuient fortement sur les PMIC pour gérer l'alimentation de plusieurs composants, chaque appareil nécessitant 1 à 2 puces de gestion de l'alimentation, et les téléphones 5G nécessitant jusqu'à 10 puces. Cela garantit des opérations économes en énergie et améliore l'expérience utilisateur.

Automobile

L'industrie automobile utilise des PMIC pour réguler l'alimentation électrique de divers composants électroniques, notamment les systèmes d'infodivertissement et les fonctions de sécurité.

Des entreprises comme Yachuang Electronics ont développé des PMIC de qualité automobile qui répondent à des certifications réglementaires strictes telles que l'AEC-Q100, ce qui permet leur intégration dans des véhicules de fabricants renommés comme Hyundai et Chrysler. Cette intégration est essentielle pour l'avancement des véhicules électriques et hybrides, où une gestion efficace de l'énergie est essentielle.

Machines industrielles

Dans les environnements industriels, les PMIC assurent une distribution fiable de l'énergie entre les machines et les systèmes de contrôle, facilitant ainsi des opérations stables

. Cela inclut des applications dans des secteurs tels que les équipements de contrôle industriel, où les PMIC contribuent au fonctionnement économe en énergie de systèmes complexes. Des entreprises comme Shanghai Belling et BPS ont été à l'avant-garde, fournissant des solutions PMIC pour les semi-conducteurs de contrôle industriel et les puces de contrôle de moteur, respectivement.

Energie renouvelable

Les PMIC font également partie intégrante des projets d’énergie renouvelable, où ils gèrent la conversion et la distribution d’énergie dans des systèmes tels que les onduleurs photovoltaïques et les éoliennes.

Ces circuits intégrés permettent d'exploiter et d'utiliser efficacement les énergies renouvelables, favorisant ainsi la transition vers des sources d'énergie durables. Les avancées de la technologie PMIC sont donc essentielles pour le développement et l'évolutivité des solutions d'énergie renouvelable.

Équipement médical

Les équipements médicaux haut de gamme et portables bénéficient considérablement de l'utilisation de PMIC, qui garantissent que ces appareils fonctionnent de manière fiable et efficace

La gestion précise de l’alimentation facilitée par les PMIC est essentielle pour les performances des outils médicaux, en particulier dans les scénarios où la durée de vie de la batterie et l’émission thermique minimale sont de la plus haute importance.

Adoption par le marché

Le marché des circuits intégrés de gestion de l'alimentation (PMIC) a fait preuve d'une résilience et d'une croissance significatives au cours des dernières années. La taille du marché mondial des PMIC a atteint environ 146,942 milliards de yuans en 2021 et devrait continuer à croître, atteignant potentiellement 201,031 milliards de yuans d'ici 2027

Français Le marché global des circuits intégrés de puissance devrait dépasser 25,5 milliards de yuans d'ici 2026, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 31 TP3T entre 2020 et 2026. Cette croissance n'est toutefois pas uniforme dans tous les segments du marché des circuits intégrés de puissance. Par exemple, les PMIC multicanaux représentaient 211 TP3T du marché en 2020 et devraient croître à un TCAC de 2,61 TP3T, pour atteindre environ 1 TP4T de yuans d'ici 2026. La Chine est devenue un acteur dominant sur le marché des PMIC, sa taille atteignant environ 36,736 milliards de yuans en 2021, ce qui représente environ 231 TP3T du marché mondial. Historiquement, les fabricants taïwanais comme Richtek, GMT et Novatek, ainsi que des sociétés européennes et américaines comme Texas Instruments, détenaient la majorité des parts de marché dans le secteur des PMIC en Chine. Cependant, cette dynamique évolue progressivement à mesure que les entreprises chinoises continentales accroissent leur influence et leurs capacités. Plusieurs acquisitions et fusions clés ont également façonné le paysage du marché. En particulier, Analog Devices (ADI) a acquis Maxim Integrated pour 20,9 milliards de dollars US en 2020, créant ainsi une entité combinée dont la valeur de marché dépasse 68 milliards de dollars US. Ces consolidations reflètent la nature concurrentielle et l'importance stratégique des circuits intégrés de gestion de l'alimentation dans l'industrie des semi-conducteurs. Le secteur automobile est un autre moteur important de l'adoption des PMIC. Avec l'avènement des véhicules électriques (VE), la demande de puces de gestion de l'alimentation de qualité automobile a explosé. Selon STMicroelectronics, le nombre de puces de gestion de l'alimentation nécessaires pour un véhicule à énergie nouvelle est près de 201 TP3T supérieur à celui des voitures traditionnelles, soit environ 50 par véhicule. Des entreprises comme Yachuang Electronics ont capitalisé sur cette tendance en développant des PMIC qui ont été intégrés dans les véhicules de grands constructeurs automobiles tels que Hyundai et Chrysler. Malgré la trajectoire globalement positive, le marché des PMIC a connu quelques fluctuations. Par exemple, au quatrième trimestre 2022, les prix des PMIC ont diminué en raison de la baisse de la demande d'électronique grand public et de l'augmentation des pressions sur les stocks, les prix ayant chuté d'environ 4-9%. Néanmoins, les perspectives à long terme restent positives, portées par les besoins croissants dans le secteur automobile et d'autres secteurs émergents.

Perspectives d'avenir

Les perspectives d'avenir des circuits intégrés de gestion de l'alimentation (PMIC), y compris le modèle 1216AP06, sont fortement influencées par les avancées technologiques en cours et les tendances du marché. Le marché total des circuits intégrés de puissance devrait dépasser 25,5 milliards de dollars américains d'ici 2026, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 31 TP3T entre 2020 et 2026

Cette trajectoire de croissance souligne la demande croissante de solutions de gestion de l'énergie dans diverses applications. Un segment notable de ce marché est celui des PMIC multicanaux, qui ont été évalués à plus de 1 TP4T4,5 milliards de dollars US en 2020 et devraient atteindre environ 1 TP4T5,3 milliards de dollars US d'ici 2026, avec un TCAC de 2,61 TP3T au cours de cette période. Ces composants sont essentiels dans les applications où la taille et l'efficacité sont essentielles, telles que les smartphones et les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS). Les principales entreprises de ce segment, notamment Apple, Qualcomm, Intel et Samsung S.LSI, s'adressent principalement aux fabricants de smartphones, ce qui souligne la robustesse et le potentiel de croissance du secteur. En outre, les progrès technologiques remodèlent les capacités des commandants d'incident (IC) dans les scénarios d'urgence. Les technologies émergentes fournissent de vastes ensembles de données et permettent une prise de décision plus éclairée, améliorant ainsi l'efficacité des opérations d'incendie et de sauvetage. Cependant, l’intégration de ces avancées technologiques doit être équilibrée pour éviter de surcharger les circuits intégrés avec trop de tâches, ce qui pourrait entraver leurs capacités de prise de décision critique. Cette approche équilibrée est essentielle pour garantir que la technologie serve d’augmentation plutôt que d’entrave aux capacités des circuits intégrés en première ligne de la réponse aux situations d’urgence. La résilience du marché des circuits intégrés de puissance, malgré les défis mondiaux posés par la COVID-19, souligne encore davantage sa nature robuste. Le marché a connu une croissance d’une année sur l’autre de près de 1,5% entre 2019 et 2020 en raison de la demande accrue des consommateurs. Cette résilience suggère une base solide pour la croissance et l’innovation futures dans les technologies de gestion de l’énergie.