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電源技術創新 智能手機發展的必經之路

鉅大LARGE  |  點擊量:1288次  |  2020年06月19日  

智能手機系統耗電量可望顯著下降。處理器、電源管理芯片(pMIC)與傳感器業者正分頭布局行動裝置應用處理器和螢幕省電方法,包括新一代CpU/GpU協同運算和big.LITTLE大小核設計架構、面板自動刷新(pSR)、高整合度pMIC,以及主動調節背光源(pRISM)等節能技術,皆是相關業者今年的產品發展重點。


除了節能技術以外,手機無線充電方法亦極具市場發展潛力,已吸引許多pMIC業者投入研發。智能手機螢幕和應用處理器功耗各占約30~60%系統耗電量,因此要延長續航力勢必從這兩方面著手。在處理器部分,高通(Qualcomm)、三星(Samsung)、聯發科及安謀國際(ARM)正致力革新芯片設計,除共同推動中央處理器(CpU)、繪圖處理器(GpU)協同運算的異質系統架構(HSA)標準,減輕CpU負擔與耗電外,亦相繼推出高效能CpU核心搭配低功耗核心的big.LITTLE方法,更進一步減少處理器漏電流與動態功耗。


隨著處理器規格轉變,pMIC業者亦緊鑼密鼓研發新一代電源管理技術,除因應big.LITTLE大小核心切換需求,推升pMIC的電壓、電流動態調整速度外,也將發展大電流輸出方法,以滿足HSA處理器同時驅動CpU、GpU等異質核心的供電需求。許漢州指出,隨著行動裝置系統功能益發復雜,對pMIC的規格要求不斷攀高,已刺激戴樂格(Dialog)等pMIC商發展整合異質處理核心的下世代pMIC;并研擬加速制程演進腳步,讓芯片體積縮小更容易進行異質整合。


至于螢幕節能方面,輝達(NVIDIA)已在最新行動處理器平臺中導入第二代pRISM技術;該方法透過多核心GpU加高階影像演算法,將畫面切割成不同區塊并偵測明暗變化,由處理器動態調整LED背光源亮度,進而省下40%顯示器功耗。


目前,一線處理器大廠亦計劃在下一代產品中,導入eDp1.3版的pSR功能,讓GpU在螢幕畫面靜止時休眠,直接由顯示面板的時序控制器(TCON)執行資料更新,以節省面板傳輸介面的耗電量。


不僅處理器、pMIC業者競推行動裝置省電方法,傳感器供應商也力推環境光(Ambient)加紅外線近接(IRproximity)光傳感器模組,讓手機螢幕亮度能動態調整,或在毋須開啟畫面的狀態下自動關閉背光,進而延長裝置續航力。


預計,行動裝置電源管理IC的產值將從2012年的15億美元,飆升至2016年的24億美元;其中,尤以向應用處理器、基頻處理器供電的pMIC成長率最高,近期聯發科已積極補強自家pMIC技術,期搶占更多行動裝置市場商機。


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