隨著半導體終端產品朝向輕薄短小、數位化和整合多功能三大趨勢發展下，無論在影音訊號的輸入與輸出、電子產品電源供應、管理或是通訊信號的傳輸與媒介，類比訊號的處理已成為不可或缺的要角，90年代中後期類比技術勢力更是快速掘起。

在高度數位化趨勢下，數位IC技術在製程微縮後對於電壓的變化、電流容忍和保護日益重要，不同的IC需要不同的供應電壓，因而促成更多電源管理IC需求的興起；不僅如此，終端產品如手機由於整合的功能愈多，隨之而來的電力需求和電池壽命長也成必備要素，因此佔類比IC市場比重約兩成比重的電源管理IC便成為半導體業者爭相競逐的主戰場。

全球類比IC市場簡介

類比IC包括標準類比IC （Standard Linear）和特殊應用標準類比IC （Application Specific Analog）兩大類，涵蓋範圍相當廣泛。再就細項區分，標準類比IC 涵蓋放大器（Amplifier）、電壓調整/電壓參考（Voltage Regulators/References）、訊號界面（Interface）、資料轉換器（Data Conversion）和比較器（Comparators）五大類；至於特殊應用標準類比IC則包括電腦及週邊、消費性、電信、汽車以及工業用/其他共五類。

由於類比IC應用普及，其技術的建立需要長時間累積，再加上類比IC無法像數位IC一樣有大量的電子設計自動化（EDA）工具和IP可重複使用，所以類比IC的設計相當需要經驗的累積，新進業者不易在短期跨入造成殺價競爭，因而類比IC價格不易大起大落。例如2003年上半年類比IC平均售價為0.57美元，與2002年的平均售價（0.59美元）幾乎無差異，即使與景氣高點2000年（平均售價0.74美元）相比差距亦屬有限；不僅如此，類比IC市場成長性亦相對其他記憶體、邏輯和微元件等半導體元件穩定許多，WSTS（World Semiconductor Trade Statistics）估計，2002年至2006年類比IC市場年複合成長率預估將達10.5％，佔全球半導體市場比重約在16％～17％之間。以2003年的市場來看，WSTS統計2003年上半年全球類比IC市場規模為125.5億美元，全年預估將達 260億美元，較前一年成長8.8％。

《圖一　1998年至2003年全球類比IC市場規模》

全球電源管理IC市場及業者概況

電源管理IC簡介

電源管理可簡單定義成：電源管理為控制一個系統中電壓和電流隨時間變化的狀況，一個好的電源管理必須能提供足夠的電力供系統正常運作，且能充分發揮系統之功能和符合成本效益。

電源管理可約略分為可攜式系統（Portable System）、穩定系統（Stable System）、動態系統（Dynamic System）和自動化系統（Automatic System）等四大類應用市場，關於上述應用之特點和代表性產品請參照(表一)。其中手機、主機板、筆記型電腦、數位相機和LCD顯示器等可說是廣為看好的電源管理應用市場。再就電源管理半導體市場規模來看，電源管理IC和功率分離式元件（Power Discretes）各佔三成五和六成五的市場比重，2003年電源管理IC市場規模約略在50億至60億美元之間，本文以下將以電源管理IC為討論重點。

儘管SoC（系統單晶片）設計概念日益普及，但市面上號稱SoC晶片者卻因製程、成本和效能之故，使SoC晶片中仍未將電源管理功能整合在內，因此，外加的電源管理IC便得負起啟動（Power）和保護（Protect）上述敏感甚至昂貴SoC晶片的任務。尤其，強調運算速度的微處理器至今已堂堂邁入GHz等級，更需要更多的電源管理IC輔助散熱和電源管理功能，Intel於2003年三月推出之Centrino行動運算平台標榜不僅是內建Wi-Fi無線通訊模組，省電功能和更長的電池壽命更是訴求重點，因此電源管理IC之重要性更可見一斑。

電源管理IC分類

電源管理IC可粗分為電壓調整/參考（Voltage Regular/Reference）、電池充電/量測（Battery Charging/Measurement）、熱插拔（Hot Swap/Plug）、電壓監控（Voltage Supervisor/Monitors）和電源管理單元（Power management unit）等幾大類，其中電壓調整/參考電源管理IC還包括線性調整器（Linear Regulator）、交換式調整器（Switching Regulator）、交流電壓產品（AC Voltage Product）、交換式電容充放器（Switched Capacitor Charge Pumps）和電壓參考（Voltage Reference）等次類別。(圖二)為市場調查機構Gartner Dataquest 在2001年針對電源管理IC設計數目所作成之各類產品分佈比重；交換式電壓調整器（24.9％）、線性調整器（17.2％）和電壓監控器IC（12.8％）依序為佔比重最高的前三大產品，由此亦可看出電壓調整/參考器在電源管理IC所佔比重之高！

《圖二　電源管理IC次類別佔2001年度設計數量之比重》

主要電源管理IC業者

近年來多家半導體業者爭相進入電源管理等類比IC領域的理由不外乎：類比市場成長穩定、不似其他產品大起大落、以及資本市場對於專擅類比IC業者如Linear和Maxim高產品毛利率給予正面評價等理由；除此之外，類比IC技術應用範圍廣泛，更可與公司既有之核心技術結合產生綜效也是重要考量因素，最具代表性的例子莫過於美商TI結合其在DSP技術和電源管理IC技術，至今成功地在手機晶片組和電源管理IC打下江山。

依電源管理IC公司數量的區域分佈來看，美國公司以七成比例位居第一，其次為兩成比例的日本公司，亞太和歐洲公司各佔一成比重。再就電源管理IC公司的性質區分，七成為自有晶圓廠的整合元件製造商（IDM），僅有三成屬於IC設計公司，美國、日本和歐洲類比IC業者多屬於自有晶圓廠的IDM，至於iWatt、Linear Dimension、O2Micro和Volterra這類IC設計公司在國外仍屬少數；而台灣業者則絕大多數為IC設計公司，採取和晶圓代工廠合作模式取得競爭利基；參考(表二)。

全球前十大電壓調整/參考IC業者

電壓調整/參考IC佔電源管理IC市場比重高達五成，可說是相當具代表性的產品。(表三)列出全球前十大電壓調整/參考IC業者，美國業者獨占鰲頭在前十大名單中即囊括八名，前三大業者分別為TI、Fairchild和NS。再就各區域業者佔有率來看，美國業者以七成市場佔有率領先群倫，日本業者以22％比例排行第二，歐洲（5.6％）和亞太業者（1.1％）則各居第三和第四名。

再就電壓調整/參考IC的市場分佈來看，亞太、日本、美國和歐洲依序為前四大分佈市場，其中，亞太地區由於位居全球重要資訊、通訊和消費性電子產品系統廠商所在地，因而對電源管理IC的需求量也最大。綜觀電壓調整/參考IC除了在資訊用主機板攻城掠地外，通訊（手機、WLAN）和數位消費性產品（DVD Player、數位相機）的成長性亦相當被看好。

台灣電源管理IC設計業者

國內電源管理IC之應用市場可分為主機板CPU的電源管理、電源供應器所需之Pulse Width Modulator（屬於Switching Regulator）和可攜式產品三大應用領域，每年台灣類比IC市場規模約30億美元。不過，我國因為以往在類比IC領域著墨不多，因此九成以上類比IC均仰賴進口。

現階段國內標榜專注類比IC設計之公司家數僅佔國內設計業總數約一成比重，就產值而言，2002年類比IC產值僅佔我國設計業總產值的4.7％，足見國內國內投入類比IC設計的資源相當有限，類比IC勢力遠不及數位IC勢力。儘管如此，由於台灣為主機板、筆記型電腦、數位相機和LCD監視器等主要系統廠商所在地，因此電源管理IC可說是國內類比IC設計公司投入的主力產品，屬於電源管理IC的電壓調整/參考IC營業額以46.5％佔最大宗。

國內從事類比IC設計的前三大業者依序為立錡、茂達和沛亨，上述公司營業額在6.6億至11億台幣不等，立錡是第一家營業額超過10億台幣的類比IC設計公司，而上述業者亦是國內電源管理IC的領先廠商，與外商TI、Fairchild和Intersil等同台競逐。(圖三)為我國類比IC設計業者營收和成立時間概況，1992年沛亨是國內第一家成立的類比IC設計公司，1997年以後國內類比IC設計業家數才快速成長，這些類比設計公司的資本額均在數千萬至4億多台幣之間，2002年營收大於3億元的廠商就超過八家。

《圖三　台灣類比IC設計公司概覽》

電源管理IC未來發展趨勢

設計趨勢

綜觀類比IC對品質要求不外乎速度（Speed）、精準（Precision）、功率消耗（Power consumption）、電壓控制能力（Voltage capability）、電流控制能力（Current capability）、可靠度（Reliability）和穩定度（Stability） 等七個評估指標，因此，有鑑於低電壓、低耗電量和更長的電池壽命等可攜式產品應用需求興起，電源管理等類比IC必須符合高轉換效率、省電和避免過熱的問題，因此電源管理勢將朝向更低的混合電壓系統、低耗電量和支援許多USB 2.0等新興標準規格設計方向進行，而更小的封裝體積和功率消耗需符合環保（或稱綠色能源）需求亦為未來發展趨勢。

此外，雖然整合類比和數位電路的SoC設計概念日益普及，但市面上號稱SoC晶片卻因數位、類比製程整合不易、成本過高和效能不若預期，因而形成高整合度和高效能間的兩難，因此部分類比電路如電源管理IC在短期內並不適合作整合，仍將持續獨立於SoC晶片之外。

製程趨勢

電源管理等類比電路的元件特性屬於連續之操作區間，在動態響應（動態電壓迴轉率）、更低的混合電壓系統、低耗電技術發展方面要求相當嚴格，因此，深厚的類比IC設計功力、穩定的製程參數和各種類比製程研發經驗是類比IC公司必備的要件。類比IC具備生命週期長的特性，現階段仍集中在5、6吋廠生產，尤以6吋廠為最大宗，製程水準自1.0至0.4微米製程不等，採用製程種類包括Bipolar（雙極性電晶體）、BiCMOS和CMOS等，以滿足電源管理IC對不同電流和電壓的需求。

類比IC最傳統的製程當屬Bipolar，1980年代以來類比CMOS製程技術快速進展，適用於低電壓之類比IC應用以及成本優勢，再加上CMOS晶圓廠產能遠較Bipolar為充沛等因素使然，原本採用Bipolar製程的電源管理IC漸轉向採用CMOS製程，例如台積電的6吋晶圓廠以CMOS製程生產電源管理IC已獲得相當成效。儘管採用CMOS製程不免在效能和雜訊方面有疑慮，但隨著CMOS製程長足進步和成本效益大的誘因下，除了一些高性能、高頻類比元件仍需採用BiCMOS或SiGe BiCMOS（結合SiGe HBT與CMOS製程而成）製程外，電源管理等類比IC採用CMOS製程製造已是大勢所趨。

整合併購趨勢

類比IC市場特性包括成長穩定但技術變化並不大，尤其類比IC人才有限，而多家公司卻又同步投入市場角逐的情況下，強弱相爭使得業界洗牌或併購案層出不窮。2002年類比IC業界仍有多起整合併購案，舉凡微控制器大廠Microchip 併購PowerSmart、Fairchild 併購Signal Processing Technologies和Intersil併入Elantec等，均是業者為增加產品線縱深和擴展市場佔有率的例證。

結語

隨著電子產品高度數位化和輕薄短小、省電觀念大行其道，電源管理相關類比IC市場發展潛力已廣為外界看好。2000年以來，國內前兩大純類比IC設計業者在營收和獲利均有不錯的成果，連帶使得國內資本市場對類比IC設計的關愛程度與日漸增，簇擁不少新興類比IC設計公司爭相設立，儼然形成一股新興勢力！然而，類比IC技術門檻高，「後進」的台灣類比IC設計業者切入此市場就得面臨好手如雲的情況，包括TI、Maxim、Linear、Fairchild和Intersil等老牌半導體業者都已在類比領域耕耘多年，因此台灣類比IC設計業者仍得面臨不小的挑戰。

首先，類比IC設計人才的取得充足與否，將國內類比IC設計業能否展翅高飛的最大罩門。類比IC設計因為需精通半導體元件物理、製程和電路設計因而技術門檻較高，再加上電子設計自動化（EDA）工具在類比IC設計所能扮演的角色相當有限，所以類比IC的設計相當需要經驗的累積，類比人才養成相當不易。無疑地，以國內情況來看，優良的類比IC設計人才仍將流入聯發、瑞昱等以混頻技術見長的公司，其次才是前幾大純類比IC設計公司，因此國內欲提昇類比IC設計水準，除了學、研界加強類比IC專才的培養外，延攬美國矽谷近期因不景氣釋出的類比IC設計人才，將也有助於縮短與國外類比IC設計技術的差距！

其次，國內業者多半投入於標準型類比IC產品，由於同質性高的類比IC設計業者投入易流於成本競爭，業者若不想淪為標準型類比產品之電源管理IC殺價競爭之一員，必須持續加快往技術進入障礙較高的可攜式產品電源管理IC領域才行，比品質、服務、效能、交期、系統 Know-how和成本優勢更是缺一不可！

儘管前有技術和人才的挑戰，但整體而言，台灣在電源管理IC市場應有不錯的發展機會。國內類比IC設計業者因為地近資訊、通訊和消費性電子製造和代工系統業者，透過完善的技術支援和廠商在產品設計和系統端頻繁互動等方式，在成本、效能和穩定度已達水準的情況下，已漸有取代進口IC的氣勢，未來市場發展潛力仍相當看好。再者，國內專業晶圓代工廠對類比製程技術和資源投入漸多，對國內類比IC設計業者無疑是一大助力，現階段國內電源管理IC佔全球市場比重雖不及1％，但未來將有不少的發揮空間！