电池续航力不够？让我们一起创新PMIC设计技术吧！

　　儘管如此，来自于多核心装置的功率优势却相当显着。多核心装置将简单的任务指派给一颗核心，同时将更复杂的任务、需要较多功率的任务导向其他的核心。每一个四核心或是八核心的应用处理器必须以特定的顺序从休眠状态中启动以及关机。PMIC扮演着如同系统传导者的角色，告知每一个基频或是应用处理器装置中的个别电路方块，何时须被唤醒以及何时必须进入休眠状态以节省能量。大多数的工作负载依然是单一执行绪，并且需要在高频下运作，所以系统单晶片必须能够有效率的提供总处理能力及单核心效能。

　　安谋国际（ARM）标示为big.LITTLE的异构核心，将一个小型但高效的核心与较大且较复杂的核心搭配在一起，并且可以在两者之间切换。行动装置必须要透过高效的电源管理解决方案降低切换所造成的功率损耗。简而言之，若每一个电路方块都要同时处在高效能模式，则将无法具备足够的功率或散热能力。当执行一款高度真实感及具互动性的游戏时，显示萤幕与图形处理器（GPU）将会使用大部分的功率；这时CPU必须降低频率与电压，以便于提供最佳整体效能。假如这时也出现明显的无线数据流量时，一切将变得更为复杂。最终的结果就是，必须要有一颗先进的PMIC来处理这些流程的切换。

　　LTE与功率效能挑战

　　LTE智慧型手机也带来功率效能上的挑战。现今的数位模组技术可以将更多的资料位元压缩至每一个射频（RF）频道，其结果是造成更为复杂的波形，同时有着较高的波峰因素（Crest Factor），波峰因素是指波峰相对于平均功率比值（Peak-to -average-power-ratio， PAPR）。

　　LTE讯号有着非常高的波峰因素（一般而言是7.5？8dB PAPR），导致发射器必须具有较高的峰值功率需求。传统的固定电压功率放大器（PA）在处于发射波形的波峰时，且处于压缩状态下时，具有极佳的能源效率。假如设计工程师倾向于使用可以逐渐增加的较大型供应电压功率放大器时，许多的能量将被浪费掉，同时在下次电池充电之前，LTE装置的可利用时间可能会降低到1个小时之内。

　　为将功率效能最佳化，必须使用两颗辅助PMIC管理智慧型手机上较为复杂的电压与电流需求。封包追踪（Envelope Tracking）也是一项新兴且有潜力的电源供应技术，可用来改善LTE行动电话的无线频率功率放大器（Radio Frequency Power Amplifier）的能源效率。它以动态的供应电压取代无线频率功率放大器供应固定的直流电压，如此一来可以更密切的追踪振幅，或是发射无线频率讯号的封包。

　　封包追踪技术的目标，在于改善功率放大器承载较高波峰平均功率比讯号的效率。要在有限的频谱资源内提供高资料处理能力，必须使用有着较高波峰平均功耗比的线性模组。很不幸的是，传统电压源固定的功率放大器，在这些情况下运转时效率都较低。在封包追踪的功率放大器中，可藉由改变功率放大器供应电压，与无线频率讯号的封包同步，进而改善其效率。

　　节省电路板空间　PMIC整合音讯芯片

　　OEM也面临节省电路板空间的压力，他们必须释放出更多的面积以容纳新功能，同时还要维持装置的轻薄短小并降低成本。针对这些目标，叁维（3D）封装或是晶片堆叠技术的使用能产生优势。一般而言，晶片堆叠是利用低密度接线或銲锡凸块连接不同堆叠层。业界在单一封装中整合或堆叠完全可配置PMIC及低功耗音讯编解码晶片（Audio CODEC），在单晶片上整合超过四十个不同高低电压的电路及类比功能，大幅节省电路板空间及成本。

　　不只节省空间，业界音讯编解码晶片还能为消费装置提供理想的音讯效能。藉由在数位讯号处理器（DSP）内整合先进回音消除软体，音讯编解码晶片能过滤背景杂音并增加声音清晰度，如此一来，即使是在吵杂的环境中也能提供丰富、低频及高清晰的频率。

　　除晶片堆叠技术外，未来业界将看见其他节省电路板空间新技术。其中一种技术是3D整合，是透过直通硅晶穿孔（Through-Silicon Via， TSV）连接不同电路层，TSV较为密集且能提供更强大的连接能力，可以跨越更多层并节省更多电力。3D整合一开始是被用来封装高速记忆体及SoC，用来为绘图功能提供更优异的频宽，而它现在绝对是未来值得被好好观察的领域。

　轻薄特色恐引发高漏电流

　　行动装置尺寸愈趋轻薄短小，但却装入比以往更多功能。更细小的元件尺寸可能会引发高漏电流的危险性，这是短通道效应及不同的掺杂水平所致，而这最终会让产业无法朝更小的尺寸迈进。

　　此外，新堆叠材料的出现例如高介电常数金属闸极（HKMG），以及鳍式场效电晶体（FinFET）此类完全空乏型电晶体（Fully Depleted Transistor）。现在的FinFET是3D结构，在平面基板上升起，相较于同样面积的平面闸，FinFET可以提供更大的容量。通道周围的闸门能提供优秀的通路控制，如此一来，当元件处于断开状态时，能通过主体的漏电流就微乎其微。这让低临界电压值的使用可行，以实现最佳切换速度及功率。

　　还有许多其他有潜力的技术蓝图。例如，戴乐格（Dialog）与台积电共同合作最先进的0.13微米（μm）Bipolar-CMOS- DMOS（BCD）技术，用于在小型单晶片电源管理晶片中整合先进逻辑、类比及高电压元件，以支援下世代的智慧型手机、平板电脑及Ultrabook。

　　BCD製程技术代表驱动半导体产业各领域，包括应用端、设计及製程持续前进的创新力量。此技术在同一片晶圆上结合类比Bipolar（B）元件、互补金属氧化物半导体（CMOS）以及双重扩散金属氧化物半导体（Double Diffused Metal Oxide Semiconductors， DMOS）。系统设计师採用此技术，减少功率损失、电路板空间及成本。该技术有助于製造更好、更小及更创新的产品。同时，由于现在的BCD技术是以6吋晶圆製造，晶圆厂能让他们几乎折旧完毕的产线得以继续贡献生产力，如此能减少终端客户的成本并产生利润，或是能拥有投资其他新兴技术的更多空间。

　　直流对直流（DC-DC）电源转换器是现今电源管理积体电路的基础元件。业界专利的TIPS（Transformative Integrated Power Solutions）技术採用一种以交换电容技术为基础的独特转换方法。该项技术允许使用较小的导电元件，除提升效率之外，并且可以达到比竞争技术更高的整体电源密度，为可携式和资料中心应用提供显着的优势。

　电源管理决定品牌成败

　　根据产业预测，行动运算装置需求正持续增加。行动装置正从个人资讯装置进化为行动运算平台，对日常需求扮演愈来愈重要的角色。与此同时，电源效能正迅速成为这个时代的关键问题。智慧型手机使用者若高度满意手机电池寿命，相较于不满意的使用者，前者再次购买同品牌手机的可能性较高。在高度满意手机电池寿命 （在10分量表中选择10分）