Рынок информационных систем управления режимом электропитания: состояние и перспективы

Рынок информационных систем управления режимом электропитания: состояние и перспективы

Выпуск 2 (6701) от 30 января 2020 г.
РУБРИКА: БИЗНЕС

Согласно данным последнего прогноза по ИС управления режимом электропитания, опубликованного исследовательской группой Yole Développement (г. Лион, Франция), рынок этих приборов увеличится с 19,1 млрд долл. в 2018 г. до 21,3 млрд в 2024-м. При этом продажи в 2019 г., как ожидается, несколько сократятся – ​до 18,5 млрд долл. Наибольший прирост продаж ИС управления режимом электропитания в течение прогнозного интервала будет наблюдаться по приборам для автомобилей и транспортных средств (33%), а продажи устройств для вычислительной техники будут держаться на одном и том же уровне.

В целом сегмент ИС управления режимом электропитания (power management integrated circuit, PMIC) представляет собой достаточно зрелый, сформировавшийся рынок. Об этом свидетельствуют среднегодовые темпы прироста продаж в сложных процентах (CAGR) за период 2018–2024 гг.: они прогнозируются на уровне 1,9% (рис. 1). Однако из-за подвижек на рынках конечного потребления указанных ИС ситуация вскоре может измениться. Специалисты Yole Développement убеждены, что поставщики PMIC все в большей мере будут подвергаться влиянию тех же факторов, что воздействуют на человеческое общество в целом. Соответственно, значимость и последствия принимаемых поставщиками этих приборов решений будут все серьезнее для них и их партнеров.



Источник: Power Management IC: Technology, Industry and Trends Report, Yole Développement, November 2019

Рисунок 1. Прогноз структуры рынка ИС управления режимом электропитания в период 2018–2024 гг.


Представленный Yole Développement отчет «ИС управления режимом электропитания: технология, промышленность и тенденции развития» (Power Management IC: Technology, Industry and Trends) не только освещает проблемы PMIC, но и является этапом более масштабного исследования проблем и перспектив развития силовой электроники в целом. Ранее было опубликовано еще два исследования: «Состояние индустрии силовой электроники» (Status of the Power Electronics Industry) и «Состояние индустрии перезаряжаемых ионно-литиевых аккумуляторных батарей» (Status of Rechargeable Li-Ion Battery Industry), – ​которые помогли осуществить всесторонний и детальный анализ цепочки поставок и экосистемы PMIC, рассмотреть основные применения приборов управления режимами электропитанием и выявить ключевые тенденции технологического развития.

В своем исследовании Yole Développement концентрируется на следующих вопросах:

состояние индустрии ИС управления режимом электропитания;

перспективы развития и динамика рынка PMIC;

социальные последствия развития рынка PMIC;

основные стратегические решения, принимаемые производителями PMIC.

Примером воздействия освоения новых технологий, в частности PMIC, на общество и социальную сферу можно считать КНР. В последнее десятилетие в стране все явственнее меняется экологическое сознание. Одним из основных направлений деятельности правительства стало снижение выбросов CO2 и энергопотребления – ​выделяются значительные средства (субсидии и т. д.) на технологии энергосбережения. Кроме того, страна ориентируется на увеличение доли отечественной (китайской) продукции как на внутреннем рынке, так и в структуре экспорта. Одним из важных факторов, обеспечивающих снижение энергопотребления, стали технологии управления режимами энергопотребления. Правительственные субсидии и иные меры стимулирования привели к увеличению числа компаний, внедряющих собственные технологии PMIC. Многие китайские кремниевые заводы приступили к переориентации линий по обработке пластин диаметром 200 мм, ранее использовавшихся для производства КМОП-приборов, на BCD технологические процессы [1].

BCD-процессы (bipolar-CMOS-DMOS), сочетающие в себе биполярную, КМОП- и ДМОП-технологии, представляют собой один из ключевых подходов к формированию мощных полупроводниковых приборов и ИС. Эту технологию, революционную для своего времени, изобрели в середине 1980-х гг. специалисты корпорации STMicroelectronics – ​франко-итальянского производителя электроники и полупроводниковых приборов, перенесшего штаб-квартиру в Женеву (Швейцария) по соображениям налоговой оптимизации, – ​и с тех пор постоянно развивают ее. BCD – ​это семейство кремниевых процессов, сочетающих сильные стороны трех различных технологических процессов на одном кристалле: биполярный процесс обеспечивает точность аналоговых функций, КМОП-процесс поддерживает проектирование цифровой части ИС, а ДМОП-процесс обеспечивает формирование мощных (силовых) и высоковольтных элементов (рис. 2).



Рисунок 2. Структура прибора, полученного по комбинированной биполярной-КМОП-ДМОП-технологии


Такое сочетание дает много преимуществ: повышенную надежность, снижение электромагнитных помех и уменьшение площади кристалла ИС. BCD-подход широко применяется и постоянно совершенствуется для решения широкого спектра задач в области управления режимом электропитания, сбора аналоговых данных и обеспечения работы силовых приводов [2].

Аналитики Yole Développement уделили большое внимание процессам принятия крупными корпорациями стратегических решений, в частности направленных на дальнейшее увеличение их доли рынка и доходов. Так, для создания высокопроизводительных продуктов по доступной цене оказалось важным, чтобы фирма-владелец базовой технологии принадлежала крупному конечному потребителю продукции, созданной по данной технологии и используемой в конечных изделиях этого потребителя, или контролировалась им. Пример – ​недавняя лицензионная сделка корпораций Dialog Semiconductor (г. Лондон, Великобритания) и Apple (г. Купертино, шт. Калифорния, США). Фактически Apple решила прекратить покупать PMIC у Dialog Semiconductor, а вместо этого инвестировала около 600 млн долл. в лицензирование технологии PMIC данной фирмы. Такое стратегическое решение позволяет Apple шаг за шагом приобрести ключевой опыт, выйти на рынок ИС управления режимом электропитания и осуществить точную подстройку PMIC к требованиям своей конечной продукции на максимально ранних этапах проектирования и производства [1].

В чем суть сделки?

Dialog Semiconductor получила 600 млн долл. за лицензию на некоторые PMIC и передачу определенных активов, а также в качестве предоплаты за будущие поставки своей продукции корпорации Apple.

Apple наняла более 300 специалистов Dialog Semiconductor с целью осуществления НИОКР в области PMIC.

Dialog Semiconductor заключила с Apple ряд контрактов на разработку и поставку систем управления режимом электропитания, аудиоподсистем, систем подзарядки и других цифро-аналоговых ИС.

Dialog Semiconductor сосредотачивается на быстрорастущих сегментах рынка, таких как Интернет вещей, мобильные приборы и системы, автомобильная электроника, вычислительная техника, средства хранения данных, в качестве одного из ведущих поставщиков заказных и конфигурируемых цифро-аналоговых ИС.

Отмечается, что корпорации Apple и Dialog Semiconductor тесно сотрудничали на протяжении многих лет. Сделка, завершенная в первой половине 2019 г., сразу начала давать плоды – ​обе корпорации благодаря ей уже получили дополнительную прибыль, объемы которой в 2020–2021 гг., как ожидается, будут увеличиваться. Стратегическое решение корпорации Apple позволило ей теснее привязать к себе Dialog Semiconductor без дорогостоящей сделки поглощения, подстроить часть продукции фирмы-партнера под свои требования (удешевление заказной продукции) и сократить сроки разработки и вывода на рынок новых систем, в которых используются комплектующие Dialog Semiconductor. При этом Dialog Semiconductor продолжит отгружать PMIC другим заказчикам в разных странах мира в качестве независимого поставщика [3]. В прошлом корпорация Apple уже использовала подобный подход для комплектующих, применяемых в ее мобильных телефонах, планшетных ПК и ноутбуках. Таким образом, Apple постепенно становится владельцем (совладельцем) ключевых технологий и все в большей мере контролирует свою цепочку поставок.

Рассмотренные специалистами Yole Développement стратегические решения касаются не только процессов слияния и поглощения и лицензирования. Еще один способ увеличить рентабельность, не прибегая к этим решениям, – ​переход на обработку пластин диаметром 300 мм: очевидный выбор для любого крупного производителя, который может себе это позволить. Переход на обработку пластин большего диаметра при тех же топологиях позволяет увеличить выпуск ИС и снизить удельные расходы на их формирование. Если же при переходе уменьшаются и проектные нормы, то экономический эффект усиливается в большей мере. Несколько лет назад так уже поступила корпорация Texas Instruments (г. Даллас, шт. Техас, США), переведя ряд своих линий по обработке 300-мм пластин на BCD-технологию для изготовления мощных полупроводниковых приборов для силовой электроники. Новый завод по обработке 300-мм пластин построила и корпорация STMicroelectronics, а корпорация ON Semiconductor (г. Финикс, шт. Аризона, США) заключила с занимающим второе место в рейтинге «чистых» кремниевых заводов Global Foundries (штаб-квартира которого находится в США, но капитал практически полностью принадлежит Эмирату Абу-Даби) контракт на производство мощных полупроводниковых приборов на 300-мм пластинах [1]. В мае 2019 г. корпорация Infineon Technologies начала строительство завода по производству мощных полупроводниковых приборов на 300‑мм пластинах в г. Филлах (Австрия), неподалеку от своих уже существующих мощностей. В ближайшие шесть лет на развитие данного предприятия с первоначальной численностью занятых в 400 чел. планируется затратить около 1,6 млрд евро. Начало серийного выпуска продукции намечено на 2021 г. Годовой доход нового предприятия после выхода на полную мощность оценивается в 1,8 млрд евро [4].

Кремниевые заводы также используют 300-мм производственные линии для изготовления PMIC. Это касается TSMC (Тайвань, № 1 в рейтинге «чистых» кремниевых заводов), TowerJazz (Израиль) и UMC (Тайвань). Последний специально для этих целей в прошлом году приобрел 300-мм производственную линию у корпорации Fuji (Япония). Отмечается, что все эти инвестиции сосредоточены не только на PMIC, но и на всем ассортименте мощных полупроводниковых приборов. Таким образом, «большие рыбы» станут еще крупнее, в то время как мелким игрокам придется озаботиться сохранением контролируемой доли рынка. Результаты исследования Yole Développement показали также, что продукты управления режимом электропитания все больше дифференцируются на стандартные PMIC (регулирование напряжения, переключение напряжения и т. д.) и специфические PMIC (объединяющие на одном кристалле ИС различные функции). Первый сегмент характеризуется высокой конкуренцией – ​соответственно, поставщики уделяют первоочередное внимание снижению издержек производства и стоимости выпускаемой продукции. Поставщики PMIC во втором сегменте ориентируются в первую очередь на повышение производительности и энергоэкономичности своих изделий [1].


1. Power Management IC: Many Things Are About to Change… Yole Développement, November 2019: http://yole.fr/Power_Management_IC_IndustryStatus.aspx#.XfDG – hKiM9/ 

2. Innovation & Technology. BCD. STMicroelectronics, 2019: https://www.st.com/content/st_com/en/about/innovation—-technology/BCD.html 

3. Dialog Semiconductor and Apple to Strengthen Partnership through Technology Licensing Agreement, Addition of Dialog Engineers to Apple. i-Micronews, October 11, 2018: https://www.i-micronews.com/dialog-semiconductor-and-apple-to-strengthen-partnership-through-technology-licensing-agreement-addition-of-dialog-engineers-to-apple/  

4. Infineon Prepares for Long-Term Growth and Invests €1.6 Billion in New 300-millimeter Chip Factory in Austria. i-Micronews, May 18, 2018: https://www.i-micronews.com/infineon-prepares-for-long-term-growth-and-invests‑1–6-billion-in-new‑300-millimeter-chip-factory-in-austria/


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ