Qorvo一系列針對(duì)緊湊型設(shè)計(jì)而推出的電源管理芯片產(chǎn)品

眾所周知，Qorvo是一家領(lǐng)先的射頻供應(yīng)商。而在2019年收購(gòu)Active-semi之后，公司的產(chǎn)品線得到了新的延伸。

在早前舉辦的一場(chǎng)技術(shù)研討會(huì)上，Qorvo電機(jī)與電源應(yīng)用部門經(jīng)理李方哲介紹道，Active-semi是一個(gè)聚焦在電源電機(jī)類的公司，被Qorvo收購(gòu)后，其業(yè)務(wù)劃分到了QorvoPPM部門下。

而這里談到的PPM，主要的關(guān)鍵詞是“programmable”也就是“可編程”，這正是李方哲演講的主要內(nèi)容。

李方哲表示，熟悉我們的讀者應(yīng)該了解，如下圖所示，Active-semi之前有五大產(chǎn)品線，而在被Qorvo收購(gòu)之后，團(tuán)隊(duì)還將配合其原有的RF產(chǎn)品線，推出RF系列電源，這部分的內(nèi)容我們將在后續(xù)披露。

而在下述的演講中，李方哲將圍繞下圖中的ModularPowerPMIC業(yè)務(wù)進(jìn)行展開(kāi)，這是Qorvo一系列針對(duì)緊湊型設(shè)計(jì)而推出的電源管理芯片產(chǎn)品。

從李方哲的介紹我們得知，這系列產(chǎn)品主要面向的應(yīng)用市場(chǎng)包括固態(tài)硬盤、穿戴設(shè)備、相機(jī)類產(chǎn)品、AR/VR眼鏡和一些溫控顯示設(shè)備。

“這些產(chǎn)品都有一個(gè)共同特性，那就是體積小、功能靈活且復(fù)雜的系統(tǒng)，由此可以延伸出兩個(gè)關(guān)鍵詞，那就是集成度和可配置性?！崩罘秸芙又f(shuō)。

首先看集成度方面

李方哲在會(huì)上說(shuō)道，如下圖左所示，市面上現(xiàn)在有一些分立的PMIC方案。但從系統(tǒng)角度看，一個(gè)系統(tǒng)通常會(huì)有很多存儲(chǔ)設(shè)備和控制設(shè)備，它們也會(huì)有很多不同的功能，同時(shí)也有不同的要求，還還會(huì)有很多的時(shí)序。如果用分立的方案處理，那就會(huì)相對(duì)復(fù)雜，且成本和產(chǎn)品尺寸都會(huì)相對(duì)較高?！癚orvo的處理方式是用一個(gè)集成度較高的芯片來(lái)解決這一整套的需求?！崩罘秸苤赋?。

我們可以看到單一芯片能帶來(lái)的空間節(jié)約。

李方哲還舉例說(shuō)到，如下圖左所示一個(gè)電源管理模塊，圖右則是不同功能對(duì)電源有不同的要求。根據(jù)傳統(tǒng)的做法，我們需要從每個(gè)buck拉出來(lái)一個(gè)電源，然后給設(shè)備供電就行了。還有一種做法是轉(zhuǎn)到LDO去供電。

來(lái)到Qorvo方面，公司希望能把大部分的功能集成到芯片上，用一個(gè)芯片來(lái)解決客戶的大部分需求。采用了該公司的方案，可以把BOM的尺寸至少縮小75%，同時(shí)還有成本低的優(yōu)勢(shì)。尤其是在疫情期間，這種優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)得非常明顯。

“傳統(tǒng)的分立器件方案需要使用更多的器件，那就要求客戶多備貨，這就給他們帶來(lái)了更為復(fù)雜的供應(yīng)鏈問(wèn)題。在這種情況下，Qorvo集成度高方案的優(yōu)勢(shì)就凸顯出來(lái)了。”李方哲表示。

李方哲繼續(xù)指出，Qorvo的電源管理芯片家族主要分成三大塊：

第一部分主要被應(yīng)用到監(jiān)控、相機(jī)和平板等應(yīng)用需求

第二部分集中在數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)用上，這個(gè)市場(chǎng)的數(shù)據(jù)需要得到保護(hù)和采集，Qorvo延伸了一系列的高功率產(chǎn)品來(lái)做這個(gè)

第三部分則是面向穿戴式設(shè)備的產(chǎn)品

在接下來(lái)的演講中，李方哲通過(guò)幾款產(chǎn)品，說(shuō)明了公司芯片的優(yōu)勢(shì)。

以ACT88329為例，這是Qorvo一個(gè)非常通用的一個(gè)芯片。如圖所示，這個(gè)芯片擁有三個(gè)buck，兩個(gè)LDO，同時(shí)還有一個(gè)maincontrol。

據(jù)李方哲在會(huì)上介紹，在maincontrol里面，有很多的寄存器去配置電源本身的屬性和功能。與此同時(shí)，在這個(gè)芯片中，還配備了很多的GPIO，關(guān)于其具體用途，在文章后半部分有描述。

得益于這樣的設(shè)計(jì)，Qorvo的芯片在尺寸上擁有很大的優(yōu)勢(shì)。

首先，Qorvo將開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)部分集成到芯片里面，外面只有電感和電容；來(lái)到數(shù)字部分，借助下圖的GPIO5/6接口，Qorvo給開(kāi)發(fā)者提供了擴(kuò)展的能力，借此他們能為潛在的外接開(kāi)關(guān)電源提供了額外的解決方法。

面對(duì)更復(fù)雜的系統(tǒng)需求，Qorvo推出了更強(qiáng)大，擁有“7+6”（7路的bucks和6路的LDO）配置的芯片來(lái)應(yīng)對(duì)。

ACT8846則公司的另一個(gè)明星產(chǎn)品，在推出十幾年后，該芯片還在批量出貨，當(dāng)中不乏一些關(guān)鍵客戶。

在此基礎(chǔ)上，Qorvo又推出了一個(gè)迭代的產(chǎn)品ACT88760。該芯片的尺寸更小，輸入電壓范圍會(huì)更大、負(fù)載也能拉得更大，靜態(tài)功耗也能做到更低。

Qorvo另一個(gè)代表性的產(chǎn)品是ACT85610。

從下圖我們可以看到，該芯片的右側(cè)擁有很多的buck，而在左邊則有一個(gè)“STRCAPS”——也就是電容。對(duì)其熟悉的讀者應(yīng)該知道，Qorvo有個(gè)PLP的產(chǎn)品線，在ACT85610上，Qorvo相當(dāng)于把PLP產(chǎn)品線和PMIC產(chǎn)品線做了一個(gè)融合，讓芯片實(shí)現(xiàn)了更高的集成度，能夠?yàn)閿?shù)據(jù)中心應(yīng)用提供賦能。

“數(shù)據(jù)中心會(huì)掉電，又會(huì)隨機(jī)的突然拔電，在這兩種情況下，都需要有一個(gè)蓄電的狀態(tài)，保證我的能量能夠供應(yīng)我的負(fù)載。要達(dá)到這種目標(biāo)，傳統(tǒng)的處理方法是在供電端增加一個(gè)容量非常大的電容。Qorvo的處理方式則是想法子把電壓拉起來(lái)，這樣在提供同樣能量的情況下，電容明顯減少，成本降低也是顯而易見(jiàn)的。”李方哲說(shuō)。

其次，看可配置方面

李方哲表示對(duì)于大部分應(yīng)用，所謂可配置，就是指產(chǎn)品可以針對(duì)寄存器做配置。從電源的角度看，可配置還有另外一層意思，那就是硬件我們可以做“預(yù)設(shè)置”，只有做好了“預(yù)設(shè)置”，才能在其范圍內(nèi)做可配置。

從下圖的參數(shù)數(shù)據(jù)可以看到Qorvo芯片這個(gè)“預(yù)設(shè)置”的優(yōu)勢(shì)。

來(lái)到GPIO方面，一般情況下，輸入都是有三態(tài)、輸出有兩態(tài)，但Qorvo的芯片在這方面我們有極其靈活的設(shè)置。

李方哲舉例說(shuō)，如圖所示，在一個(gè)芯片的封裝中，其中間的綠色部分是有很多GPIO，如果開(kāi)發(fā)者想要把這個(gè)芯片貼到板上，把信號(hào)拉進(jìn)去，那就意味著需要把中間的“球”信號(hào)通過(guò)通孔拉出去。

因?yàn)檫@里的pin值只有0.4mil，如何“拉”就成為了開(kāi)發(fā)者亟需思考的問(wèn)題。換而言之，“通孔”要打多大？

在這種尺寸的封裝下，如果我們用傳統(tǒng)的機(jī)械鉆孔的做法去焊接，是無(wú)法達(dá)到的。為此我們只能使用高密度板。然而這樣又會(huì)帶來(lái)一個(gè)新的問(wèn)題，那就是更高的BOM成本。

“為了在尺寸不變的前提下實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，滿足客戶需求，同時(shí)還降低BOM成本，Qorvo把其中的一些GPIO的‘球’拿掉，然后在中間位置打上通孔，這樣就能可以使用傳統(tǒng)的PCB板材去滿足上述功能，成本自然也能降低”，李方哲說(shuō)。

李方哲進(jìn)一步指出，因?yàn)槲覀兊男酒强膳渲玫?，那就意味著在其中?huì)有很多寄存器，如下圖所示，在其中的一路buck會(huì)有30多個(gè)寄存器，由此可以獲得非常多的配置選項(xiàng)。讓我們可以調(diào)節(jié)包括動(dòng)態(tài)、環(huán)路等參數(shù)。但我們也必須強(qiáng)調(diào)一下，如此多的寄存器，對(duì)于電源工程師來(lái)說(shuō)，也是一個(gè)挑戰(zhàn)。

為了幫助這些工程師更簡(jiǎn)易地開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，Qorvo把這些寄存器變成了“工具”。借助這個(gè)被稱為“ActiveCiPS”的可編程工具，開(kāi)發(fā)者可以把CMI（配置文件）輕易地?zé)浀絈orvo的芯片里面，據(jù)李方哲介紹，這個(gè)配置文件是由Qorvo或者客戶的工程師借助上位機(jī)圖像化的處理方式產(chǎn)生的。

那就意味著對(duì)于電源工程師而言，不需要通過(guò)太復(fù)雜的操作就能完成相關(guān)的設(shè)置。能大幅度降低研發(fā)時(shí)間和研發(fā)成本。

“我們的產(chǎn)品是一系列緊湊型的電源芯片，針對(duì)的是手持式設(shè)備相對(duì)復(fù)雜的電源系統(tǒng)應(yīng)用，可以把整體的電源管理部分放到我們芯片內(nèi)部完成，通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，能大幅度降低客戶的產(chǎn)品尺寸和成本”，李方哲最后總結(jié)說(shuō)。

責(zé)任編輯：haq