요약

1216AP06 전원 관리 집적 회로(PMIC)는 전자 시스템 내에서 전원 공급을 관리하고 조절하도록 설계된 특수 반도체 장치입니다. PMIC는 스마트폰, 노트북, 자동차 시스템, 산업 기계, 재생 에너지 솔루션 등 다양한 애플리케이션에서 중요한 구성 요소입니다. 전압 조정, 전력 시퀀싱, 배터리 관리, 열 관리 등 다양한 기능을 수행하여 효율적인 전력 소비를 보장함으로써 배터리 수명을 연장하고 전자 기기의 성능과 신뢰성을 향상시킵니다. PMIC는 크게 선형 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터로 분류되며, 각각 애플리케이션에 따라 뚜렷한 장점을 제공합니다. 저잡음으로 유명한 선형 레귤레이터는 잡음에 민감한 환경에 이상적이며, 스위칭 레귤레이터는 스위칭 소자를 활용하여 입력 전압을 원하는 출력 전압으로 변환함으로써 더 높은 효율을 제공합니다. 히트싱크 없이도 효율적인 전압 조절을 보장하는 히스테리시스 레귤레이터, 고성능 모드와 저전력 모드 사이를 전환하여 에너지 소비를 최적화하는 ECO 기능 등 PMIC 기술에서 주목할 만한 발전이 이루어졌습니다. 특히 1216AP06 모델은 오프라인 스위치 모드 전원 공급 장치(SMPS) 및 DC-DC 컨버터 애플리케이션에 최적화되어 있습니다. 고정 주파수 전압 모드 PWM 컨트롤러, 펄스별 전류 제한, 저전압 록아웃, 과부하 및 과전압 보호와 같은 다양한 보호 기능을 갖추고 있습니다. 이러한 기능 덕분에 1216AP06은 고효율 전원 공급 장치 설계에 적합하며 다양한 전자 애플리케이션에서 안정적이고 신뢰할 수 있는 작동을 보장합니다. 기술이 계속 발전함에 따라 더 작고 강력하며 에너지 효율적인 전자 기기에 대한 수요가 증가함에 따라 반도체 산업에서 PMIC의 중요성은 더욱 커질 것으로 예상됩니다. 또한 자동차 전장 및 재생 에너지와 같은 분야에서 향상된 전력 관리 솔루션에 대한 필요성도 PMIC의 개발과 채택에 큰 영향을 미칩니다. 시장 역학 관계의 일부 변동에도 불구하고 PMIC의 장기적인 전망은 지속적인 혁신과 다양한 산업 분야의 애플리케이션 확대로 인해 여전히 긍정적입니다.

개요

전력 관리 집적 회로(PMIC)는 다양한 전자 장치 내에서 전원 공급을 관리하고 조절하도록 설계된 특수 전자 부품입니다.

. 전압 조정, 전력 시퀀싱, 배터리 관리, 열 관리 등 다양한 기능을 수행하여 효율적인 전력 소비를 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. PMIC는 스마트폰, 노트북, 웨어러블, IoT 디바이스 등의 기기가 배터리 수명을 연장하면서 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 지원하는 현대 전자제품의 중추적인 역할을 합니다. 특히 대규모 인시던트 발생 시 리소스 추적 및 활용도를 개선해야 할 필요성에 따라 PMIC의 발전이 이루어졌습니다. 초기에는 드라이 지우기 보드나 펜과 종이와 같은 기본적인 도구를 사용하여 이러한 프로세스를 관리했는데, 이는 기능적이지만 더 심각한 비상 상황에는 확장할 수 없었습니다. 기술이 발전함에 따라 전력 관리의 효율성과 신뢰성에 대한 증가하는 요구를 충족하기 위해 보다 정교한 PMIC가 개발되었습니다. PMIC는 크게 선형 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터로 분류할 수 있습니다. LDO(저드롭아웃) 레귤레이터와 같은 선형 레귤레이터는 여분의 전력을 열로 방출하여 안정적인 출력 전압을 제공하며, 노이즈가 적어 소음에 민감한 애플리케이션에 적합합니다. 반면 스위칭 레귤레이터는 스위칭 소자를 사용하여 입력 전압을 원하는 출력 전압으로 보다 효율적으로 변환하므로 선형 레귤레이터에 비해 효율은 높지만 복잡성이 더 높습니다. 스위칭 레귤레이터의 대표적인 유형 중 하나는 히스테리시스 레귤레이터로, 입력 히스테리시스가 있는 비교기를 사용하여 출력 전압을 특정 범위 내에서 유지합니다. 이 접근 방식은 효율적인 전압 레귤레이션을 보장할 뿐만 아니라 내부 전력 손실을 여러 전원 장치에 분산시켜 잠재적으로 방열판이 필요하지 않습니다. 일부 PMIC에서 볼 수 있는 또 다른 고급 기능은 사용 요구 사항에 따라 에너지 소비를 최적화하기 위해 장치가 고성능 모드와 저전력 모드 사이를 전환할 수 있는 ECO 기능입니다. PMIC는 전압 변동으로 인한 부품 손상을 방지하기 때문에 전자 시스템의 기능과 신뢰성에 필수적인 요소입니다. 지정된 전원 공급 장치 전압 상한 및 하한에서 시스템 기능을 테스트하는 전원 공급 장치 마진링과 같은 기술은 전자 장치의 신뢰성과 수명을 더욱 향상시킵니다. 더 작고 강력하며 에너지 효율적인 기기에 대한 소비자 수요가 계속 증가함에 따라 PMIC의 중요성과 역량은 더욱 확대되어 반도체 산업에서 필수적인 부품으로 그 역할을 공고히 할 것으로 예상됩니다.

주요 기능

전원 관리 IC(PMIC)는 최신 전자 시스템의 필수 구성 요소로, 다양한 장치의 효율적이고 안정적인 작동을 보장하는 다양한 기능을 제공합니다.

전원 시퀀싱

다중 전원 공급 장치 시스템에서 전원 시퀀싱 기능이 있는 PMIC는 각 전원 공급 장치의 전압이 적절한 순서로 켜지고 꺼지도록 보장합니다. 이 기능은 내부 또는 외부 MOSFET을 사용하여 예측 가능하고 안전한 방식으로 전원 공급 장치를 전환하여 잠재적인 손상을 방지하고 시스템 안정성을 보장합니다.

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다양한 출력 채널

PMIC는 일반적으로 다양한 전압 및 전류 규정을 가진 수많은 출력 채널을 수용하여 시스템 내의 여러 구성 요소에 전력을 쉽게 공급할 수 있습니다. 이러한 다용도성 덕분에 단일 PMIC로 디바이스 내 다양한 요소의 전력 요구 사항을 효율적으로 관리할 수 있습니다.

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프로그래밍 가능성

상당수의 PMIC는 프로그래밍 기능을 갖추고 있어 사용자가 특정 애플리케이션에 맞게 IC 파라미터를 조정할 수 있습니다. 이 기능은 PMIC의 다기능성을 향상시켜 다양한 전자 시스템의 고유한 전력 관리 요구 사항에 따라 맞춤화할 수 있습니다.

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효율성 향상

전반적인 효율성을 높이기 위해 PMIC는 전압 변조, 동적 전압-주파수 스케일링(DVFS), 절전 모드와 같은 메커니즘을 통합합니다. 이러한 기술은 휴대용 디바이스의 전력 사용량을 최적화하고 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다.

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커뮤니케이션 인터페이스

특정 PMIC에는 I2C 또는 SPI와 같은 통신 인터페이스가 있어 사용자가 IC의 성능을 구성하고 모니터링할 수 있습니다. 이를 통해 복잡한 전자 시스템 내에서 더 나은 제어 및 통합이 가능하여 실시간 조정 및 진단이 용이합니다.

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안정적인 출력 전압

PMIC 내의 레귤레이터는 입력 변동에 관계없이 안정적인 출력 전압을 유지하여 민감한 부품이 일관된 전원을 공급받을 수 있도록 합니다. 이러한 안정성은 전자 기기의 프로세서 및 기타 중요 요소의 안정적인 작동에 매우 중요합니다.

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저드롭아웃(LDO) 레귤레이터

PMIC 내의 LDO 레귤레이터는 입력 전압과 출력 전압 간의 차이가 작아 출력을 엄격하게 조정할 수 있습니다. 입력 전압, 출력 부하 전류 및 온도 변화와 같은 다양한 조건에서 출력 전압 안정성을 유지하면서 동적 부하를 처리할 수 있도록 빠른 과도 응답을 제공합니다.

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기술 사양

1216AP06 전원 관리 IC는 최소한의 외부 부품을 필요로 하는 오프라인 SMPS(스위치 모드 전원 공급 장치) 및 DC-DC 컨버터 애플리케이션에 최적화된 고정 주파수 전압 모드 PWM 컨트롤러를 갖추고 있습니다.

. 이 IC에는 정밀 듀티 사이클 제어를 위한 트림 오실레이터, 온도 보상 레퍼런스, 온/오프 제어, 고이득 오차 증폭기, 전류 감지 비교기, 고전류 토템폴 출력이 포함되어 있습니다. 펄스별 전류 제한, 저전압 록아웃(UVLO), 7mA의 일반 작동 전류, 소프트 스타트, 온/오프 제어, 과부하 보호(OLP), 과전류 보호(OCP), 과전압 보호(OVP) 등이 주요 기능입니다. 또한 온/오프 제어 및 소프트 스타트 회로가 통합되어 있어 상호 보완적인 전력 MOSFET 및 고성능 역률 IC와 함께 사용하면 고조파 방출에 대한 관련 표준을 준수하고 높은 효율을 제공하는 SMPS 설계를 구현할 수 있습니다. 1216AP06은 정주파수, 확산 스펙트럼 아키텍처로 작동하여 매우 낮은 잡음으로 출력 및 입력을 조정합니다. 이 아키텍처는 플라잉 커패시터의 충전 및 방전 속도를 설정하는 1MHz와 1.6MHz 사이의 랜덤 스위칭 주파수를 사용하여 기존 충전 펌프에 비해 매우 낮은 출력 노이즈와 현저히 감소된 입력 노이즈를 달성합니다. 이 IC에는 입력 리플을 줄이기 위해 위상을 180° 벗어난 상태로 작동하는 두 개의 스위치 커패시터 충전 펌프가 포함되어 있어 VIN을 두 개의 조정된 출력 전압으로 스텝다운합니다. 레귤레이션은 외부 저항 분배기를 통해 각 출력 전압을 감지하고 오류 신호에 따라 충전 펌프 출력 전류를 변조하여 이루어집니다. 이 정교한 설계는 배터리 충전기, TV 세트 등 다양한 애플리케이션에서 높은 효율과 안정적인 성능을 보장하며, 특히 전류 설정값이 특정 값 아래로 떨어지면 스킵 사이클 모드를 트리거하여 효율을 향상시킵니다.

 

디자인 및 아키텍처

전력 관리 집적 회로(PMIC)를 설계하려면 효율성과 신뢰성을 보장하기 위해 여러 요소를 세심하게 고려해야 합니다. PMIC의 기본 구성 요소에는 일반적으로 전자 장치의 전력을 종합적으로 관리하고 조절하는 전압 조정기, 전력 컨버터, 배터리 충전기가 포함됩니다.

. 이러한 각 구성 요소는 전압 안정성을 유지하고 전류 흐름을 제어하며 배터리 기능을 감독하는 데 중추적인 역할을 합니다.

 

PMIC 설계 프로세스

PMIC 설계 프로세스에는 효율적인 전력 관리에 필수적인 여러 빌딩 블록이 통합되어 있습니다. 설계자는 전력 효율, 열 관리 및 보호 회로와 같은 다양한 중요 파라미터를 고려하여 성능 및 신뢰성 표준을 충족하는 PMIC를 만들어야 합니다.

. 예를 들어, 일반적인 PMIC 요소인 스위칭 전원 공급 장치의 레이아웃은 불안정성과 전자기 간섭(EMI)을 피하기 위해 신중하게 설계해야 합니다. 여기에는 주 전류 경로와 전원 접지 트랙에 넓고 짧은 트레이스를 사용하고 입력 및 출력 커패시터와 인덕터와 같은 구성 요소를 IC에 최대한 가깝게 배치하는 것이 포함됩니다.

 

주요 구성 요소

전압 조정기

전압 레귤레이터는 디바이스의 다양한 접점에서 전압 안정성을 보장하는 데 매우 중요합니다. 입력 전압이나 부하 조건의 변화에 관계없이 일정한 출력 전압을 유지합니다.

. 이러한 안정성은 장치 내의 모든 전자 부품이 제대로 작동하는 데 필수적입니다.

 

전류 제한기

전류 제한기는 과도한 전류 흐름을 방지하여 과전류 상황으로 인한 잠재적 손상으로부터 부품을 보호합니다. 기기의 안전과 내구성에 중요한 역할을 합니다.

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제어 논리

PMIC 내의 제어 로직은 전원 시퀀싱을 감독하고, 이상을 감지하며, 기타 필수 기능을 관리합니다. 이 구성 요소는 PMIC의 지능적인 작동을 담당하여 모든 전력 관련 작업이 원활하게 실행되도록 보장합니다.

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배터리 관리 회로

배터리로 구동되는 디바이스의 경우 PMIC는 배터리 충전 및 모니터링을 위한 전용 회로를 통합합니다. 이를 통해 충전 주기를 관리하고 과충전 또는 심방전 상태를 방지하여 배터리의 효율적인 사용과 수명을 보장합니다.

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레이아웃 고려 사항

PMIC의 물리적 레이아웃은 아키텍처 설계만큼이나 중요합니다. 예를 들어, 높은 피크 전류 및 높은 스위칭 주파수 애플리케이션의 경우 레이아웃은 안정성을 유지하고 EMI를 최소화하기 위해 주 전류 경로에서 저항과 인덕턴스를 최소화해야 합니다.

. 이를 위해서는 성능을 최적화하기 위해 구성 요소를 전략적으로 배치하고 제어 및 전원 접지 트레이스를 신중하게 분리해야 합니다.

 

성능

대량 생산 테스트의 영역에서는 정확도가 처리량과 테스트 시스템 비용에 의해 좌우되는 비용 효율성보다 덜 중요한 경우가 많습니다. 효과적인 열 관리는 특히 시스템의 램프 속도가 성능을 크게 향상시킬 수 있는 경우 처리량을 최적화하고 시스템 비용 상승을 정당화하는 데 중요한 역할을 합니다.

. 예를 들어, 램프 속도가 5°C/s 이상인 열 관리 시스템은 램프 속도가 느린 시스템에 비해 처리량을 현저하게 증가시킬 수 있으므로 많은 대량 애플리케이션에서 초기 투자 가치가 높습니다. 다양한 열 관리 방법을 통해 성능 효율성을 평가할 수 있습니다. 열전 냉각기(TEC)와 액체 냉각 시스템을 결합한 방식은 빠른 응답, 정확성 및 안정성으로 인해 두드러집니다. 이 하이브리드 접근 방식은 액체 냉각의 이점을 통합하여 TEC 단독의 낮은 효율을 완화함으로써 광범위한 테스트 어플리케이션의 요구 사항을 충족하는 다목적 솔루션을 제공합니다. 다른 방법으로는 뛰어난 냉각 반응, 정확성 및 안정성을 제공하는 냉동 시스템을 사용하는 것이 있습니다. 그러나 이러한 시스템은 비용이 많이 들고 크기가 크며 냉각 공정에 사용되는 프레온으로 인해 환경적으로 까다로운 경우가 많습니다. 냉동 시스템은 일반적으로 냉각 애플리케이션으로 제한되며 포괄적인 열 관리를 위해 2차 가열 회로가 필요합니다. 소재 선택도 방열판의 성능에 중요한 요소입니다. 알루미늄과 구리가 가장 일반적으로 사용되는 소재입니다. 알루미늄은 가볍고 비용이 저렴하여 대류 냉각에 이상적이며, 구리는 전도성이 높고 확산 저항이 낮아 비용과 무게는 높지만 무거운 열 부하를 보다 효율적으로 처리할 수 있습니다. 고전력 시뮬레이션, 온도 특성화 및 대량 생산 테스트에는 각각 열 관리 시스템에 대한 고유한 요구 사항이 있습니다. 개발 단계의 고전력 시뮬레이션의 경우, 이 데이터가 디바이스의 작동 사양을 결정하기 때문에 전체 온도 범위에 걸친 정확성과 안정성이 매우 중요합니다. 엠파워 세미컨덕터의 EP7037C 및 최신 통합 전압 레귤레이터(IVR) EP71xxx 시리즈는 전력 관리 IC의 발전된 모습을 보여줍니다. 이 제품들은 여러 조정된 전압 출력을 제공하여 디바이스 성능과 효율성을 향상시킵니다. Empower는 IVR 기술을 통해 크기를 10배 줄이고 작동 속도를 1000배 높일 수 있어 기존 전압 레귤레이터에 비해 크게 개선되었다고 주장합니다.

응용 프로그램

1216AP06 전원 관리 IC는 지능형 전원 스위치가 램프, LED, 솔레노이드, 모터와 같은 다양한 부하를 제어하는 자동차 차체 전자 모듈에 널리 사용됩니다.

. 이러한 지능형 스위치는 기계적 노이즈 감소, 모듈 크기 축소, 향상된 기능 등 기계식 릴레이에 비해 상당한 이점을 제공합니다. 이 IC는 특히 수년간의 무접점 스위치 기술 발전을 활용하여 12V 시스템뿐만 아니라 24V 시스템의 엄격한 요구 사항을 충족하는 데 능숙합니다. 이러한 발전 덕분에 효율적이고 안전하며 유연하고 신뢰할 수 있고 견고하며 내결함성을 갖춘 저비용 디바이스가 탄생했습니다. 1216AP06의 주요 기능 중 하나는 소프트웨어 구성 및 프로그래밍이 가능한 I2C 호환 3선 직렬 인터페이스입니다. 이 인터페이스는 포트 전류 및 전압의 즉각적인 판독을 제공하여 동적 시스템에서 유용성을 향상시킵니다. 또한 이 IC에는 입력 저전압 록아웃(UVLO), 입력 과전압 록아웃(OVLO), 과열 보호, 시동 중 출력 전압 슬루율 제한 등의 기능이 포함되어 있어 다양한 작동 조건에서 높은 안정성을 제공합니다. 1216AP06은 다양한 시스템 요구 사항을 수용하기 위해 네 가지 모드로 작동합니다. 이러한 모드에는 소프트웨어 개입 없이 장치가 기본 설정에서 자동으로 작동하는 자동 모드, 연결된 장치를 감지하고 분류하지만 포트에 전원을 공급하려면 소프트웨어 지침이 필요한 반자동 모드, 완벽한 소프트웨어 제어를 제공하고 시스템 진단에 이상적인 수동 모드, 모든 활동을 안전하게 종료하고 장치의 전원을 끄는 종료 모드가 있습니다.

 

다른 IC와의 비교

전력 관리 집적 회로(PMIC)는 여러 기능을 단일 칩에 통합하여 전자 시스템의 공간과 비용 효율성을 최적화함으로써 다른 IC와 차별화됩니다.

. 특정 용도로 사용되는 선형 레귤레이터, DC/DC 컨버터, 리셋 IC와 같은 단일 기능 IC와 달리 PMIC는 전압 감독 및 저전압 보호를 비롯한 다양한 전력 관련 작업을 수행할 수 있으므로 변환 효율, 열 방출을 개선하고 전체 솔루션 크기를 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 일반적인 PMIC는 배터리 충전과 전압 조절을 위한 펄스 폭 변조(PWM) 전력 제어를 통합하여 조정되지 않은 AC 벽면 어댑터에서 시스템 부하에 전력을 공급하면서 동시에 배터리를 충전할 수 있습니다. 이러한 통합으로 여러 개별 부품의 필요성이 줄어들어 PCB 공간을 절약하고 듀얼 컨트롤러 솔루션에 비해 비용을 최소화할 수 있습니다. 또한 PMIC에는 고효율 및 뛰어난 과도 응답을 위한 전류 모드 플라이백 토폴로지와 같은 고급 기능이 포함되어 있는 경우가 많습니다. 버스트 모드 작동 및 파워 다운 모드(옵션)는 전력 밀도, 효율성 및 출력 리플을 더욱 향상시켜 이러한 파라미터를 특정 애플리케이션에 맞게 조정할 수 있습니다. 또한 PMIC의 하위 집합인 게이트 드라이버 IC는 높은 스위칭 주파수에서 전력 MOSFET을 효율적으로 구동하도록 설계되었습니다. 이러한 드라이버는 PWM IC의 로직 레벨을 활용하고 싱글 엔드 또는 듀얼 동기 정류기 구동을 제공하여 효율적인 작동과 전력 소모를 줄입니다. 게이트 드라이버 IC에 SPI 인터페이스와 같은 기능을 통합하면 라우팅이 간소화되고 MCU 오버헤드가 최소화되며 PCB 면적이 절약되어 시스템 비용을 더욱 절감할 수 있습니다. 이에 비해 열 관리 IC는 열전 냉각기(TEC)의 낮은 효율을 극복하기 위해 액체 냉각 시스템과 같은 효율적인 방열판과의 통합과 같은 추가적인 고려 사항이 필요합니다. 이러한 시스템은 매우 정확하고 안정적이지만 일반적으로 PMIC보다 더 크고 비싸며 특정 환경 문제가 있습니다.

 

산업 표준 및 규정 준수

PMIC(전력 관리 IC)를 높은 수준으로 생산하기 위해서는 품질 관리 조치가 PMIC 제조에서 매우 중요합니다. 이러한 조치에는 PMIC가 필요한 사양을 충족하는지 확인하기 위해 설계된 엄격한 테스트 및 검사 프로세스가 포함됩니다.

. 테스트 프로세스에는 기능, 신뢰성 및 환경 테스트가 포함되며, 다양한 작동 조건에서 PMIC가 올바르게 작동하는지 확인합니다. 검사 프로세스에는 육안 검사, 전기 테스트, 다이 레벨 테스트가 포함되어 PMIC의 결함이나 결함을 식별합니다. 검증 솔루션은 PMIC 개발의 설계 및 구현 단계에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 솔루션은 개발 프로세스 초기에 설계 결함 및 제조 결함을 식별하여 PMIC가 신뢰성 및 성능에 필요한 사양을 충족하도록 보장합니다. 검증 단계에서 문제를 해결하는 것이 생산이 시작된 후 문제를 해결하는 것보다 훨씬 더 비용 효율적이므로 비용이 많이 드는 리콜 및 재작업의 위험을 줄일 수 있습니다. 검증 솔루션은 실제 작동 조건을 시뮬레이션함으로써 엔지니어가 최적의 성능을 위해 PMIC 설계를 미세 조정할 수 있도록 지원합니다. 또한 PMIC 제조업체는 제품의 안전과 효율성을 보장하기 위해 다양한 산업 표준을 준수합니다. 예를 들어 ISO 26262 표준은 자동차 애플리케이션 내 전기 및 전자 시스템의 안전과 관련이 있으며, 자동차 상황 인식 시스템의 적절한 작동을 보장하고 자동차 사이버 보안 문제를 해결합니다. 이러한 표준은 자동차 및 산업 애플리케이션과 같이 높은 신뢰성과 안전성이 요구되는 산업에서 매우 중요합니다. 이러한 엄격한 품질 관리 조치와 산업 표준을 준수하면 스마트 계량기, 휴대폰, TV, 보안 시스템, 컴퓨터 주변 장치, 의료 장비, 산업용 제어 장치 등 다양한 대상 시장의 기대치를 충족할 뿐만 아니라 종종 이를 뛰어넘는 PMIC를 생산할 수 있습니다. 이러한 표준 준수는 다양한 소비자 가전 및 산업용 전자 제품에서 PMIC의 성능과 신뢰성을 유지하는 데 필수적입니다.

 

역사 및 개발

최신 전원 관리 집적 회로(PMIC)는 전자 기기의 효율적이고 안정적인 전원 관리에 대한 증가하는 요구를 충족하기 위해 크게 발전했습니다. PMIC의 뿌리는 복잡한 시스템에서 전원 공급 및 관리 문제를 해결하려는 노력에서 찾을 수 있습니다. 처음에 PMIC는 외부 소스 또는 배터리에서 다양한 장비에 필요한 공급 전압으로 필요한 전력 변환 및 조절을 제공하기 위해 개발되었습니다.

. 최근 몇 년 동안 PMIC 기술은 비약적으로 발전했습니다. 이러한 발전은 특히 자동차 배터리 및 충전 시스템의 전력을 관리하고 조절하는 데 PMIC가 사용되는 자동차 전자 장치와 같은 분야에서 더 높은 에너지 효율성에 대한 필요성에 의해 주도되고 있습니다. 이러한 PMIC는 실시간 모니터링, 제어 및 배터리 보호 기능을 제공하여 에너지 효율을 최적화하고 탄소 발자국을 줄이며 전반적인 성능을 향상시킵니다. 또한 PMIC는 실시간 모니터링 및 시스템 보호를 통해 효율적인 에너지 관리와 향상된 사용자 경험을 제공하는 인포테인먼트 시스템에서 매우 중요해졌습니다. PMIC의 개발은 보다 정교한 제조 공정으로의 전환과 함께 크게 도약했습니다. 초기에는 대부분의 PMIC가 8인치 0.18-0.11미크론 공정을 사용하여 생산되었습니다. 그러나 PMIC 칩이 부족해지자 많은 기업이 12인치 PMIC로의 전환을 고려하기 시작했습니다. 이러한 전환은 생산을 확대하고 공급 부족을 완화해야 할 필요성에 의해 주도되었으며, 일부 제조업체는 생산 라인을 300mm(12인치) 웨이퍼로 마이그레이션했습니다.

 

다양한 산업 분야에서의 사용

전력 관리 IC(PMIC)는 전자 장치 및 시스템 내에서 전력을 효율적으로 관리하고 분배함으로써 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다. 소비자 가전, 자동차, 산업 기계, 재생 에너지 등 여러 산업 분야에 걸쳐 다양하게 활용되고 있습니다.

가전제품

소비자 가전 분야에서 PMIC는 스마트폰, 노트북, IoT 기기와 같은 장치에 없어서는 안 될 필수 요소입니다. 에너지 사용을 최적화하고 배터리 수명을 연장하며 안정적인 성능을 보장합니다.

. 예를 들어 스마트폰은 여러 구성 요소의 전력을 관리하기 위해 PMIC에 크게 의존하며, 각 장치에는 1~2개의 전력 관리 칩이 필요하고 5G 휴대폰에는 최대 10개의 칩이 필요합니다. 이를 통해 에너지 효율적인 운영을 보장하고 사용자 경험을 향상시킬 수 있습니다.

 

자동차

자동차 업계는 인포테인먼트 시스템 및 안전 기능을 포함한 다양한 전자 부품의 전원 공급을 조절하기 위해 PMIC를 사용합니다.

. 야촹 일렉트로닉스와 같은 회사는 AEC-Q100과 같은 엄격한 규제 인증을 충족하는 자동차 등급 PMIC를 개발하여 현대 및 크라이슬러와 같은 유명 제조업체의 차량에 통합할 수 있게 되었습니다. 이러한 통합은 효율적인 전력 관리가 필수적인 전기 및 하이브리드 차량의 발전에 중추적인 역할을 합니다.

 

산업 기계

산업 환경에서 PMIC는 기계 및 제어 시스템 전반에 걸쳐 안정적인 전력 분배를 보장하여 안정적인 운영을 지원합니다.

. 여기에는 산업 제어 장비와 같이 복잡한 시스템의 에너지 효율적 기능에 PMIC가 기여하는 분야의 애플리케이션이 포함됩니다. 상하이 벨링과 BPS와 같은 회사는 각각 산업용 제어 반도체와 모터 제어 칩용 PMIC 솔루션을 제공하며 선두에 서 있습니다.

 

재생 에너지

PMIC는 태양광 인버터 및 풍력 터빈과 같은 시스템에서 전력 변환 및 분배를 관리하는 재생 에너지 프로젝트에도 필수적입니다.

. 이러한 IC는 재생 에너지를 효율적으로 활용하고 활용할 수 있게 하여 지속 가능한 전원으로의 전환을 지원합니다. 따라서 재생 에너지 솔루션의 개발과 확장성을 위해서는 PMIC 기술의 발전이 필수적입니다.

 

의료 장비

하이엔드 및 휴대용 의료 장비는 이러한 장치가 안정적이고 효율적으로 작동하도록 보장하는 PMIC를 사용하면 상당한 이점을 얻을 수 있습니다.

. 특히 배터리 수명과 최소한의 열 방출이 가장 중요한 의료용 도구의 성능에는 PMIC를 통한 정밀한 전력 관리가 매우 중요합니다.

 

시장 채택

전력 관리 IC(PMIC) 시장은 최근 몇 년 동안 상당한 회복력과 성장세를 보이고 있습니다. PMIC의 글로벌 시장 규모는 2021년에 약 1,469억 4,200만 위안에 달했으며, 계속 확장되어 2027년에는 2,031억 위안에 달할 것으로 예상됩니다.

. 전체 전력 IC 시장은 2020년부터 2026년까지 31% 연평균 성장률(CAGR)로 성장하여 2026년에는 미화 1조4천255억 달러를 넘어설 것으로 예상됩니다. 그러나 이러한 성장은 전력 IC 시장의 모든 부문에서 균일하지는 않습니다. 예를 들어, 멀티채널 PMIC는 2020년에 시장의 21%를 차지했으며, 2026년까지 2.6%의 CAGR로 성장하여 약 1조 4천 530억 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 중국은 2021년 시장 규모가 약 367억 3600만 위안에 달해 전 세계 시장의 약 23%를 차지하며 PMIC 시장의 지배적인 플레이어로 부상했습니다. 역사적으로 리치텍, GMT, 노바텍과 같은 대만 제조업체와 텍사스 인스트루먼트와 같은 유럽 및 미국 기업이 중국 PMIC 부문에서 대부분의 시장 점유율을 차지해 왔습니다. 그러나 중국 본토 기업들이 영향력과 역량을 강화하면서 이러한 역학 관계는 점차 변화하고 있습니다. 몇 가지 주요 인수 및 합병도 시장 환경을 변화시켰습니다. 특히, 2020년에는 아나로그디바이스(ADI)가 맥심 인터그레이티드를 미화 1조 4천 209억 달러에 인수하여 시장 가치가 1조 4천 680억 달러가 넘는 통합 법인을 탄생시켰습니다. 이러한 통합은 반도체 산업에서 전력 관리 IC의 경쟁적 특성과 전략적 중요성을 반영합니다. 자동차 부문은 PMIC 채택의 또 다른 중요한 동인입니다. 전기 자동차(EV)의 등장으로 자동차 등급 전력 관리 칩에 대한 수요가 급증했습니다. ST마이크로일렉트로닉스에 따르면, 새로운 에너지 차량에 필요한 전력 관리 칩의 수는 기존 자동차에 비해 약 20% 더 많으며, 차량당 총 50개 정도입니다. 야촹 일렉트로닉스와 같은 회사는 이러한 추세를 활용하여 현대, 크라이슬러와 같은 주요 자동차 제조업체의 차량에 통합된 PMIC를 개발했습니다. 전반적인 긍정적인 궤적에도 불구하고 PMIC 시장은 약간의 변동을 겪었습니다. 예를 들어, 2022년 4분기에는 소비자 가전 수요 감소와 재고 부담 증가로 인해 PMIC 가격이 하락하여 약 4-9% 하락했습니다. 그럼에도 불구하고 장기적인 전망은 자동차 및 기타 신흥 부문의 수요 증가에 힘입어 여전히 긍정적입니다.

향후 전망

1216AP06 모델을 포함한 전력 관리 집적 회로(PMIC)의 미래 전망은 지속적인 기술 발전과 시장 동향에 크게 영향을 받습니다. 전체 전력 IC 시장은 2020년부터 2026년까지 연평균 성장률(CAGR)이 31%에 달해 2026년까지 미화 $ 255억 달러를 초과할 것으로 예상됩니다.

. 이러한 성장 궤적은 다양한 애플리케이션에서 전력 관리 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있음을 보여줍니다. 이 시장에서 주목할 만한 부문은 멀티채널 PMIC로, 2020년에 미화 1조 4,500억 달러 이상의 가치가 있었으며 2026년에는 약 1조 4,300억 달러에 달할 것으로 예상되며 이 기간 동안 2.61%의 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다. 이러한 부품은 스마트폰이나 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)과 같이 크기와 효율성이 중요한 애플리케이션에 필수적입니다. 이 부문의 선도 기업인 Apple, Qualcomm, Intel, Samsung S.LSI는 주로 스마트폰 제조업체에 납품하고 있으며, 이는 이 부문의 견고함과 성장 잠재력을 보여줍니다. 또한, 기술의 발전은 비상 시나리오에서 사고 지휘관(IC)의 역량을 재편하고 있습니다. 새로운 기술은 방대한 데이터 세트를 제공하고 정보에 입각한 의사결정을 가능하게 하여 화재 및 구조 작업의 효율성을 향상시킵니다. 그러나 이러한 기술 발전의 통합은 IC가 너무 많은 업무로 인해 과부하가 걸려 중요한 의사 결정 능력을 저해하지 않도록 균형을 이루어야 합니다. 이러한 균형 잡힌 접근 방식은 기술이 비상 대응의 최전선에 있는 IC의 역량을 방해하는 것이 아니라 강화하는 역할을 하도록 하는 데 매우 중요합니다. 코로나19로 인한 전 세계적인 어려움에도 불구하고 전력 IC 시장의 회복력은 이 시장의 견고함을 더욱 강조합니다. 이 시장은 소비자 수요 증가로 인해 2019년과 2020년 사이에 전년 대비 약 1.5%의 성장을 기록했습니다. 이러한 회복력은 전력 관리 기술의 미래 성장과 혁신을 위한 강력한 기반을 시사합니다.