锂电池绿色高能成电池新势力 电动汽车备受关注——专访O2Micro VP of Regional Engineering William Kao

      电源管理芯片曾被形容成为“半导体产业的灰姑娘”，与数字芯片市场的大起大落相比，电源管理芯片长期以来保持着稳定的增长势头。O2Micro（又称“凹凸科技”）是第一家IC设计公司以电源管理类别为主要业务的Nasdaq上市公司，在多年的发展历程中，O2Micro重视自主研发力量的投入，从笔记本计算机电源芯片、液晶显示器芯片、汽车导航芯片、便携式DVD播放机芯片、液晶电视芯片到网络信息安全解决方案等产品，存在于消费者工作和生活所必需的各种高科技产品当中，被业界形容为如同氧气一样无所不在。
      近日，笔者走访了O2Micro公司的Intelligent Battery事业的VP of Regional Engineering William Kao（以下简称“William”）。

O2Micro VP of Regional Engineering  William Kao

市场需求是产品研发导向
      O2Micro成立于1995年，是第一家以电源管理类别为主要业务的Nasdaq上市公司。公司总部位于美国硅谷，设计研发中心和商务营销部门分布在美洲、欧洲、亚洲等7个国家和地区，15个分支机构。经过13年的高速成长，O2Micro拥有世界一流的技术研发队伍、商务发展团队以及运营系统，致力于将科技融入生活，为消费者提供在工作和生活中所必需的各种电子产品，并为客户提供了具有性能优势的解决方案以及完善的技术支持服务。
      自成立以来，O2Micro的芯片销量已超过数亿颗，并连续多年保持销售收入不断地增长。“O2Micro非常重视对技术研发的投入，在每年都持续增长的营业额中，约有四分之一会投入于新产品的研发。我们是根据市场需求变化进而对原来的产品线进行延伸或对新市场的新产品线扩展。”William介绍说：“我们进行新产品的研发是以市场需求为导向，并重视客户回馈的需求信息，因为这更有利于准确掌握市场的发展方向。在我所负责的智能电池产品事业部，我们发现锂电池应用于多串并（大于５串）的应用仍是一块处女地，可谓是一片新的蓝海，如电动工具、电动自行车，电动机车及电动汽车的电池管理芯片。由于无现成可用IC方案，以致市场有需求但发展缓慢。多年前我们就开始积极耕耘这片蓝海并提供方案。当时，第一个新产品的研发策略是设计OZ890可通用于5～13串锂电池的各种串并联运用，快速地满足了市场各种应用的需求，并节省了多个个别专用IC的开发时间及成本。对于这个新市场需求，我们采取的是全面市场策略，即先将通用多串IC研发出来导入各个新市场，且在新市场中能得到广泛的应用以引领市场成长；然后，当市场中不同的应用功能需求更明确时，我们根据与客户在通用IC合作的经验并了解未来更细化的需求，就可以很快地针对个别市场的实际情况，对后续新产品的规格和策略进行优化。”
      目前，O2Micro在全球范围内已授权的专利达400余件，拥有为数众多的商标申请和版权注册。优越的产品以及在业内享有的良好声誉，使O2Micro赢得了与许多知名厂商的合作机会，这些厂商包括世界领先的计算机、日常电子产品、工业产品和移动通讯产品的生产商，如IBM、明基、戴尔、NEC、SONY、夏普、联想等等，其中全球1.57亿台笔记本计算机上都几乎可以见到凹凸科技提供的产品，70%以上的锂电池电动自行车使用着O2Micro的电源管理芯片。
      William对记者说：“在近期，因为全球经济出现衰退，半导体的市场处于特殊动荡的时期。我们会对目前的市场现状和存在的竞争危机进行市场分析评估，同时再审视公司现有的产品线的强弱与组合，然后提出相应的应对办法。”针对市场的不景气，许多企业纷纷提出新的市场调整与应对策略，O2Micro也不例外。他说：“在当前市场变动的情况下，我们会侧重以市场实际需求作为产品投入的指导方向，重点会考虑在市场紧缩的情况下消费者还会进行消费的领域为优先，而在其它领域或许就会采取随着市场需求的脚步做调整开发时程投入的优先级。”

锂电池成为电池管理新势力
      锂离子电池作为新一代绿色高能的充电电池，具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电量少、无记忆效应等特点，卓越的性价比优势让锂电池在笔记本计算机、移动电话、摄录机、医疗装备等移动电子终端设备领域占据了主导地位。据市场研究机构IIT于2007年发表的报告指出，除笔记本计算机及手机等传统主要应用外，电动工具、电动自行车、轻型电动车等动力电子产品越来越强调轻便性、安全性和长使用寿命，而锂电池优异的性能将让它逐渐成为这些动力电子产品电池新的方向性选择。
      在2008中国第三届轻型电动车展上，O2Micro最新的锂电池管理IC隆重亮相，该电源管理芯片主要应用于电动自行车、无绳电动工具、电动汽车以及备用电源上。William对记者说：“中国目前有很多城市都禁摩，这带动了电动自行车的兴起，而电动自行车非常关注电池管理问题，锂电池应用于电动自行车上具有体积小、重量轻、能量密度高、环保无污染等特点和优势。”据William介绍，O2Micro目前在智能手机应用的单节锂电池管理芯片量产有OZ8805，在笔记型计算机市场有OZ930，在多串应用的市场量产的锂电池产品有OZ890（支持5-13串）、OZ8920（支援5-8串）、OZ8800；能提供样片的有OZ8940（支持6-12串）、OZ8930（支援3-6串）、OZ895X（支援3/4.5串）等。他说：“我们专门为多节动力锂电池定制了一系列安全管理芯片，涵盖了从单节到208节所有的动力锂电池应用。以可支持5至13节动力锂电池的OZ890为例，它采用64引脚LQFP封装，60V的高压工艺，具备了三重强大的保护功能：1、可靠的硬件保护，其中包括过压、欠压、过流、短路、过高温及过低温等保护；2、灵活的软件保护，OZ890是通过集成的SMBUS总线与外部MCU进行通讯，进而实现对电池状态进行实时监控，并根据应用需要进行任意设置值的保护；3、OZ890提供的“永久失效”保护可在电池异常时迅速切断电池回路，使锂电池在管理系统板自身元器件出现问题时也可得到及时保护。”
      William表示：“随着行业发展的成熟，很多市面上的产品都朝着轻便、易携的方向发展，锂电池在手机与笔记本计算机产品上已被广泛采用，在未来，无绳电动工具、电动自行车、电动汽车将是锂电池新的应用领域，我们接下来的研发方向就是转化现有方案，针对HEV （混合电动汽车）市场加以优化。”他说：“据相关数据显示，电动汽车将于2010年至2012年在欧洲、日本等国家大量兴起，因为电动汽车的价格相对比较贵，所以中国的消费群体对这个市场就会相对较慢，但锂电池的应用将是一种趋势，中国在电动汽车及锂电池研究的投入是相当积极的。”
      当前，很多产品（如手机、数码相机等）倾向于将电源管理功能集成在单芯片上，用于射频、功放的LDO和用于LED驱动的DC-DC电源的功能都可以在同一块PMIC（电源管理集成电路）中得以实现。随着电源管理电路的密度变得越来越小而性能变得越来越高，如果外部组件太多，则不能支持更多功能，于是，高集成度成为电源管理应用最为明显的发展趋势。但是，William认为：“在某些低压低功耗应用的领域， 整合性的IC制程技术已成熟，在电源管理上追求集成度是可以达到。但在许多其它电源管理的领域，电源管理的高集成度会有极限。它会受到许多客观因素的限制，例如高压制程的成熟度及功耗限制；另一个就是成本的问题，要在不影响性能的情况下实现高集成，且能有成本的效益。所以，在电源管理设计的时候，设计工程师不必刻意只追求高集成度，必须针对实际应用、电路实际规格、可用的制程、效能与成本等仔细精算来决定芯片集成功能和大小，经济与效能合理兼顾才是最重要的。”

汽车电子市场前景被看好
      受美国金融风暴席卷及全球经济衰退影响，全球电子产品市场需求量出现大幅下降。几乎所有的电子产品都涉及到电源管理，所以电源管理市场也直接受到电子整机产品产量的影响。电源管理市场从2003到2006年的市场复合增长率达到25%，而2007年的市场增长率则仅为15%，5年来首次跌至20%之下。赛迪顾问认为，在经历了多年的高速发展之后，电源管理市场增长开始明显放缓，直接的原因就是下游整机产量的增长率相对前几年有所减缓。例如在中国市场上，随着国际电子产品制造业向中国转移趋势的减缓，多种电子产品的产量增长率都不同程度的出现下降，甚至部分产品产量有所下滑。产量的降低直接造成了对上游芯片需求量的下降。2008年的半导体电源管理市场更是让人担忧，消费、网络通信和计算机一直是电源管理芯片市场最主要的应用领域，三大领域依然占据了中国电源管理芯片市场近80%的市场份额，但在今年，这些领域的市场需求都出现了不同程度的缓减。
      尽管如此，因为经历了前几年的快速增长，电源管理芯片的市场基数已经越来越大，即在经济衰退的情况下，市场总需求量并不会有太大改变，所以William对于电源管理市场的前景还是比较乐观的。他说：“虽然手机以及笔记本计算机的市场需求成长在今年出现了减缓，但是电源管理芯片的应用领域越来越广，我们的投入还是会继续。”他进一步表示：“从未来的应用趋势看，汽车电子领域将是发展较快的领域。另外，我们也会将锂电池延伸应用到UPS电源应用上，在目前的机房中所使用的备用电源体积普遍较大，并且存在污染的问题，锂电池可以改善这些缺陷。”
      汽车电子对产品安全性要求普遍较高，电源管理芯片也不例外。William说：“我们在笔记本计算机、手机以及电动自行车等领域都成功研发了高质量的锂电池管理芯片。若要研发用于电动汽车锂电池的IC芯片，我们需要延伸目前所拥有的技术和掌握整体及辅助线路的设计技术，毕竟汽车电子产品的安全性要求比较高，所研发的电源管理IC产品都需要符合ISO16949的要求。”应用于电动汽车的锂电池管理系统首先要考虑的就是如何确保锂电池工作的安全性，因为电动汽车的电池节数有的需要达到100节以上，电池节数越多就越影响对电池安全性的控制。据William分析，IC自身耐压处理、IC堆栈设计之耐压处理，以及个别电池间电压电量平衡管理，将是在锂电池管理芯片设计时需要关注的问题。电动汽车的兴起，除了加速锂电池需求扩张之外，更有助于锂电池产业跳脱笔记本计算机、手机等消费性电子产品的单一产业循环影响。
      在采访的尾声，William对记者说：“在未来几年，O2Micro将仍然以市场需求为导向，推出贴近客户需求的产品。只要是贴近客户所需要的产品，虽然市场成长过程中会碰到景气变动，长期来看还是会有很大的发展空间。”