瞄準Shark Bay平台 Ultrabook電源設計邁向數位化
數位電源正蠶食超輕薄筆電(Ultrabook)市場。英特爾(Intel)將於2013年推出的第三代Ultrabook平台Shark Bay計畫採用NVDC1電源架構，且符合該平台中央處理器(CPU)電源規格VR12.5和VR12.6的CPU亦將導入量產，預期將對於更小尺寸、更高效率及更高性價比的CPU電源方案需求殷切，成為數位電源廠商兵家必爭之地。
另值得關注的是，即將於2013年1月正式生效的歐盟耗能產品指令(EuP) Lot6，要求包括Ultrabook在內的電子產品待機功耗不得超過0.5瓦，將大幅提高電源轉換器(Adapter)的設計門檻。面對交流對直流(AC-DC)電源規格再翻新，一旦數位電源價格能媲美類比電源，未來將有機會分食Ultrabook電源轉換器市場的一杯羹。
Shark Bay追求小尺寸與高效率 DC-DC電源設計走向高整合
英特爾第三代Shark Bay平台將加速DC-DC電源方案朝向高整合化演進。英特爾將於2013年投產VR12.5和VR12.6規格的CPU，由於其對於電源晶片的轉換效率、尺寸及成本的要求更加嚴苛，讓數位電源得以順勢崛起，將為數位電源進軍Ultrabook市場的大好時機，因此數位電源供應商已競相發表兼顧效率、尺寸與成本的高整合電源方案搶市。
至於英特爾預計於Shark Bay平台導入的NVDC1電源架構，主要係為實現更高的電源轉換器與充電器效率，預期能達成高效能要求的高整合電源方案將大行其道。其中，由NVDC1電源架構其輸入電壓低，因此適合採用高頻脈衝寬度調變(PWM)，以藉此縮減外部元件的尺寸與數量，達成小尺寸與低成本DC-DC與AC-DC電源設計目的。由於數位電源適合發展高頻電源元件，日後電源轉換器與充電器同樣將成為數位電源可用武之地。
揮軍Ultrabook IR高整合數位電源方案備戰
國際整流器(IR)正積極厚實旗下高整合數位電源方案，以圈地Ultrabook版圖。在超微半導體(AMD)與安謀國際(ARM)紛紛宣布加入Ultrabook戰局之下，將激勵兼顧彈性與高整合電源方案需求，因此國際整流器已快馬加鞭展開多元化高整合數位電源方案部署，卡位Ultrabook市場商機。
國際整流器企業電源事業部業務開發執行總監Larry Spaziani表示，筆記型電腦與Ultrabook將會是雲端技術獲得成功的關鍵，因此為提高基於雲端運算的筆記型電腦與Ultrabook市場接受度，系統開發商對於尺寸、成本及耗電量要求日益嚴苛，勢將帶動高整合電源方案需求擴大。
然而，高整合電源方案仍不足以符合系統開發商的要求。由於英特爾、超微半導體及安謀國際皆欲瓜分Ultrabook市場大餅，單一種高整合電源方案已無法滿足所有系統商的產品開發訴求。
Spaziani強調，未來筆記型電腦和Ultrabook的高整合電源方案必須夠靈活，才能支援英特爾、超微半導體與安謀國際，甚至尚未面市的新品牌處理器不同規格的需求，目前國際整流器推出的數位電源產品線CHiL能提供高彈性的高整合電源方案，惟須降低其功率以迎合行動裝置的電源要求，為該公司戮力發展方向。
現階段，國際整流器除開發出數位脈衝寬度調變系列CHiL、DrMOS(驅動器-金屬氧化物半導體場效電晶體)產品線PowIRstage之外，亦推出高整合數位穩壓器(Regulator)電源方案SupIRBuck，適用於節能運算與消費性應用，其整合數位PWM及DrMOS。此外，該公司亦計畫開發整合電源管理的高整合數位電源方案，預定將於第三季出爐。
此外，國際整流器也將針對採用安謀國際與微軟(Microsoft)系統的Ultrabook，開發高整合的電源晶片(PMIC)方案，其中將整合數位PWM。
插旗VR12.5/12.6 安森美數位電源高整合方案出擊
繼國際整流器(IR)後，安森美(On Semiconductor)亦宣布將進軍Ultrabook數位電源市場，主推PWM整合DrMOS方案；預期在高整合數位電源方案競相出籠下，可望加速擴大數位電源在Ultrabook市場的滲透率。
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| 圖1 安森美大中國區解決方案工程中心總監張道林表示，數位電源可程式化設計特性，更容易達成Ultrabook主電源對於高轉換效率的要求。 |
安森美大中國區解決方案工程中心總監張道林(圖1)表示，英特爾CPU的電源規格VR12.5與VR12.6對於電源晶片的轉換效率與尺寸要求更為嚴格，因此安森美1年多前已展開數位電源部署，並已推出首款數位PWM樣品NCP81111，預計將於今年第一季導入量產；下一步則將發展高整合數位電源方案，因應不同客戶產品開發需求。
張道林指出，隨著主機板、筆記型電腦、Ultrabook、桌上型電腦、電源轉換器等裝置對於更高轉換效率與更小尺寸電源方案需求增溫，將帶動數位電源應用版圖從伺服器逐步向外擴張。
然而，張道林不諱言，現階段數位電源市場規模尚不及類比電源，因此價格仍高於類比電源，預期類比電源仍掌握VR12.5和VR12.6絕大多數市占，數位電源將鎖定在高階伺服器與Ultrabook市場。
除高整合數位電源正逐步入侵Ultrabook市場之外，近期Ultrabook品牌商採用NVDC1電源架構已露出曙光。預期專攻Ultrabook充電器的高整合電源方案將傾巢而出。
華碩帶頭衝 Ultrabook導入NVDC1有眉目
華碩帶頭衝 Ultrabook導入NVDC1有眉目
英特爾將於Shark Bay平台採用NVDC1電源架構，惟囿於充電器須額外設計，恐將墊高開發成本，導致Ultrabook品牌廠商遲遲躊躇不前，然為突顯產品的差異化，華碩已計畫要調降電源轉換器電壓，讓Ultrabook導入NVDC1漸趨明朗。
英特矽爾(Intersil)亞太區應用工程總監林木森表示，早年筆記型電腦大廠IBM制定出的筆記型電腦電源轉換器電壓規格為21伏特，爾後在筆記型電腦轉向朝更輕薄化、強調聯網功能演進之下，中央處理器(CPU)電力損耗已大幅降低，然礙於調整電源轉換器電壓規格與時俱進將會提高設計成本，因此廠商仍沿用舊的規格至今。
以Ultrabook為例，若電源轉換器最低電壓僅須讓電池充飽電，Ultrabook的電源轉換器支援的最低電壓僅須達8～9伏特，最高電壓僅須達13伏特。由此顯見，傳統筆記型電腦的電源轉換器規格已超出過多，因而造成電源轉換器效率難以提升。
不過，儘管英特爾力推的NVDC1電源架構有助於提高電源轉換器與充電器的轉換效率，但因須重新設計電源轉換器與充電器增加開發預算，因此Ultrabook品牌業者在支援NVDC1電源架構的意願上，顯得舉棋不定。
近期，Ultrabook品牌廠導入NVDC1電源架構的接受度已轉趨明朗。林木森透露，為在競爭激烈的市場中脫穎而出，華碩已開始計畫降低電源轉換器的電壓至13伏特，以突顯旗下產品的差異化。在強化產品區隔的誘因之下，將有助於提高Ultrabook品牌商投資開發低電壓電源轉換器意願，同時亦為Ultrabook導入NVDC1電源架構鋪路。
因應此一發展趨勢，英特矽爾已針對Ultrabook充電器開發出結合脈衝寬度調變與金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)的高整合方案。
林木森指出，相較於離散式方案，高整合方案較不會引發寄生電感與電容弊病，導致切換效率下降，且容易克服雜訊干擾的問題。
儘管數位電源適用於開發應用於Ultrabook充電器的電源方案，然囿於目前數位電源價格仍較類比電源昂貴，因此數位電源在Ultrabook充電器市占仍難以伸展。
值此Ultrabook高整合方案競出籠之際，亦將激勵高頻率、低耐壓及低導通電阻(RDS(on))的MOSFET需求看漲。
滿足Ultrabook電源設計要求 高頻/高效MOSFET賣相佳
為迎合Ultrabook對於輕薄與長電池續航力需求，晶片商將開發頻率高達1MHz以上，以及電壓和導通電阻分別低於30伏特(V)、1毫歐姆(mΩ)的MOSFET。
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| 圖2 台灣瑞薩第三營業行銷部副理何銘勛(左)指出，VR12.5與VR12.6規格CPU對於電源尺寸、效能要求嚴苛，將帶動高效率MOSFET需求。右為第二應用技術部經理李咏洸 |
台灣瑞薩電子(Renesas Electronics)第三營業行銷部副理何銘勛(圖2)表示，英特爾VR12.5和VR12.6規格的CPU，預期對於更小尺寸與更高效率CPU電源方案需求將更加殷切。
為協助客戶開發輕薄化Ultrabook，其CPU電源方案選用的電容與電感元件尺寸須更小，因此瑞薩將計畫開發更高頻率的MOSFET。
台灣瑞薩第二應用技術部經理李咏洸(圖2)指出，目前筆記型電腦大多數採取分離式的CPU電源架構，內建的MOSFET頻率達300MHz，因此CPU電源方案尺寸難縮小；為達成更高轉換效能與更小體積的CPU電源設計，瑞薩已計畫針對Ultrabook開發出搭載高頻率MOSFET的高整合CPU電源方案。
另著眼於MOSFET在高壓狀態下開關損耗大，該公司將採用低輸入電壓與導通電阻的MOSFET，以提高轉換效能。何銘勛談到，有鑑於VR12.5與VR12.6對於低輸入電壓MOSFET需求殷切，瑞薩將透過第十三代低壓製程BEAM 2開發出30伏特與低導通電阻的MOSFET。該公司預計將於4月底前發布VR12.5和VR12.6規格的CPU電源方案樣品。
不僅是DC-DC電源，隨著Ultrabook品牌大廠將於第二季推出配備符合歐盟耗能產品指令Lot6的電源轉換器產品，亦帶動AC-DC節能電源方案需求看漲。
EuP Lot6聲聲催 Ultrabook品牌商Q2產品到位
EuP Lot6即將於2013年1月上陸，戴爾(Dell)、惠普(HP)等Ultrabook品牌大廠正緊鑼密鼓地展開符合EuP Lot6規範的電源轉換器Ultrabook產品線布局。
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| 圖3 恩智浦半導體資深產品行銷經理張錫亮預期，在Ultrabook品牌大廠陸續配備符合Eup Lot6的電源轉換器後，可望吸引更多廠商跟進。 |
恩智浦(NXP)資深產品行銷經理張錫亮(圖3)表示，儘管EuP Lot6為歐盟非強制性規範，然為突顯產品差異化，Ultrabook、筆記型電腦、平板裝置、智慧型手機等品牌大廠已紛紛展開部署，由於EuP Lot6對於電源轉換器的要求更嚴苛，因此將帶動節能電源方案需求水漲船高。
有鑑於此，功率晶片廠商已快馬加鞭地投入節能電源方案開發，預期2012年將有更多標榜省電的電源方案輪番上陣。日前，恩智浦已率先推出符合EuP Lot6要求的開關模式電源(SMPS)控制器IC與穩壓器，皆能在250毫瓦的負載下，待機功耗遠低於0.5瓦；且能在空載時，耗電量低於100毫瓦。
張錫亮指出，恩智浦符合EuP Lot6規範的穩壓器為高整合化方案，除減少外部所需元件數量，以縮減體積與成本外，更能符合客戶對於節能方案的要求，目前主要Ultrabook客戶群已陸續採用，以開發出達成EuP Lot6標準的電源轉換器，以強化產品區隔。
面對電源轉換器規格推陳出新，不啻讓電源業者設計考驗加劇，亦將使數位電源有機會在市場中嶄露頭角。預期在數位電源站穩Ultrabook的CPU市場一席之地後，未來勢力版圖將有機會逐步擴張至充電器、電源轉換器等領域，成為市場主流。
