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电源技术创新 智能手机发展的必经之路

智能手机系统耗电量可望显着下降。处理器、电源管理芯片(pMIC)与传感器业者正分头布局行动装置应用处理器和萤幕省电方法,包括新一代CpU/GpU协同运算和big.LITTLE大小核设计架构、面板自动刷新(pSR)、高整合度pMIC,以及主动调节背光源(pRISM)等节能技术,皆是相关业者今年的产品发展重点。


除了节能技术以外,手机无线充电方法亦极具市场发展潜力,已吸引许多pMIC业者投入研发。智能手机萤幕和应用处理器功耗各占约30~60%系统耗电量,因此要延长续航力势必从这两方面着手。在处理器部分,高通(Qualcomm)、三星(Samsung)、联发科及安谋国际(ARM)正致力革新芯片设计,除共同推动中央处理器(CpU)、绘图处理器(GpU)协同运算的异质系统架构(HSA)标准,减轻CpU负担与耗电外,亦相继推出高效能CpU核心搭配低功耗核心的big.LITTLE方法,更进一步减少处理器漏电流与动态功耗。


随着处理器规格转变,pMIC业者亦紧锣密鼓研发新一代电源管理技术,除因应big.LITTLE大小核心切换需求,推升pMIC的电压、电流动态调整速度外,也将发展大电流输出方法,以满足HSA处理器同时驱动CpU、GpU等异质核心的供电需求。许汉州指出,随着行动装置系统功能益发复杂,对pMIC的规格要求不断攀高,已刺激戴乐格(Dialog)等pMIC商发展整合异质处理核心的下世代pMIC;并研拟加速制程演进脚步,让芯片体积缩小更容易进行异质整合。


至于萤幕节能方面,辉达(NVIDIA)已在最新行动处理器平台中导入第二代pRISM技术;该方法透过多核心GpU加高阶影像演算法,将画面切割成不同区块并侦测明暗变化,由处理器动态调整LED背光源亮度,进而省下40%显示器功耗。


目前,一线处理器大厂亦计划在下一代产品中,导入eDp1.3版的pSR功能,让GpU在萤幕画面静止时休眠,直接由显示面板的时序控制器(TCON)执行资料更新,以节省面板传输介面的耗电量。


不仅处理器、pMIC业者竞推行动装置省电方法,传感器供应商也力推环境光(Ambient)加红外线近接(IRproximity)光传感器模组,让手机萤幕亮度能动态调整,或在毋须开启画面的状态下自动关闭背光,进而延长装置续航力。


预计,行动装置电源管理IC的产值将从2012年的15亿美元,飙升至2016年的24亿美元;其中,尤以向应用处理器、基频处理器供电的pMIC成长率最高,近期联发科已积极补强自家pMIC技术,期抢占更多行动装置市场商机。


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