AC/DC Power IC、電源控制管理 IC、功率分離式開關元件公司，虹冠電(3257.TW)

前幾年，強茂入主了虹冠電，希望能拓展在功率半導體的廣度。這邊就來簡單介紹一下AC/DC Power IC、電源控制管理 IC、功率分離式開關元件公司，虹冠電。

虹冠電，是國內專精於 AC/DC 應用領域之 PFC、PWM、共振式(SLS)控制器、以及高效率/ 高功率密度應用之電源控制管理 IC 與功率分離式開關元件之設計公司。終端應用市場主要在AI PC, Gaming PC, 電競/遊戲機電源 …。

公司發展之 PFC 主動式功率因數校正技術與多款高性能電源轉換控制 IC 技術，可將市電交流電源端之電壓與電流追蹤修正以達到相位同步，不但使其輸入功率因數(PF)趨近於 1，且具極高的電源轉換效率，使其市電輸入所取得之電能有效地應用於電子設備，達成最高之能量轉換效率，其結果不但可以有效利用國家電廠所產出之電能，而且因高轉換效率，故降低多餘的能源消耗且可進一步節省終端使用者之電費。

大多數的電器電子產品運作所需的電力乃是直流電(DC)，但是電力公司所提供的電源，因為發電和電力輸送的物理限制，只能採用交流電(AC)，因此電子產品必須透過電源供應裝置，一方面將交流電轉換成直流電，一方面將電壓調整到產品可運作的範圍之內，產品方能順利運作。

由於現代電子零件越趨精密的同時，也容易受到不穩定電流的破壞，因此穩定的電源供應器不但是產品能否正常運作的關鍵，同時也影響到產品的使用壽命，功率積體電路/電源控制管理 IC (Power IC/Power Management IC)係提升電子/電源系統產品性能與省電節能之首要關鍵元件。

國內的電源供應器產業發展基本上是隨著台灣的 PC 產業而發展，各廠早期多以桌上型電腦用的電源供應器起家，進而進入 NB 用 SPS(Adaptor)領域。由於台廠已經掌握全球大多數的 PC 製造，產業鏈極為成熟，因此在相關電源供應器方面也成為台廠所掌握的領域。

以下為虹冠電的產品:

(1)功率積體電路/ 電源控制管理 IC (Power IC/Power Management IC)

公司 AC/DC 功率控制 IC 產品大多係應用於中大功率的交換式電源供應器

(a)中/大功率電源控制管理 IC 方案: PFC+PWM Combo (CM68xx)

為提升能源使用效益，虹冠電研發 PFC 功率因數校正控制技術進行市電交流輸入電流追蹤與修正，使其與市電交流電源電壓達到同步，以將輸入交流電源指標的功率因數(PF)提升至 >0.99 (趨近於 1)，進而提升市電發電端的能源使用效益。

同時，為能將市電輸入所取得之電能有效地應用並適切地轉換供電至電子設備系統，且考量控制核心線路的高整合度，故將 PFC 與PWM 控制技術進行整合設計(combo)，提供具備 PFC 功率因數校正與 PWM 調變轉換之整合型 AC/DC 電源控制管理 IC。

(b)PFC+SLS (CM65xx+CM6901)

為能將電源轉換效率更進一步地提升並且最佳化，虹冠電開發同步混合共振式電源轉換控制技術(SLS)，透過零電壓切換 ZVS 機制以及同步整流機制的整合，將功率開關元件的損失大幅降低與優化，使整機電源效率達到 90%~95% (甚至更高)之最佳效率，滿足 EPA/80 Plus 鉑金(Platinum)/鈦金(Titanium)等級最高效率認證。

透過 SLS 以及 PFC 技術之搭配應用，可將電子電源產品的節能省電效益發揮至最大，且其獨步的運作模式及時序考量，可輕易滿足 ATX3.0 與電競 Gaming PC 相關之電源規格需求。

(c)TNS (CU65xxV+CU6901V)

因應終端系統設備在待機及輕載階段的性能要求，以及進一步簡化電源內部系統線路元件之使用，故虹冠電植基於既有的 PFC+SLS 技術，發展出無須待機輔助電源線路且具備輕載省電機制之高性能 TNS (True No Standby)電源控制管理 IC 方案。 

TNS 方案除了具備與 PFC+SLS 相同之高轉換效率與高功因性能特點之外，在輕載效率方面的表現更能容易滿足新一代 Intel 2% load 效率規範以及各大廠牌所制訂之極輕載效率的規格要求，故相當適用於 ATX3.0、電競 Gaming PC、及 AC/DC PSU 等相關的高性能電源規格需求。此外，原先電源系統上所需外加使用之待機輔助電源線路亦可被精簡並移除，將電源系統之性能與成本進一步做到最佳化。

高功率密度應用之電源控制管理 IC 方案:

(a)Dr. Flyback®

由於科技大幅進步，消費性電子產品的功能性與系統整合度也越趨精密完整，產品的方便攜帶及外觀尺寸輕薄短小化亦更加要求。對於3C行動裝置(如筆電、平板電腦、手機、…)的AC/DC  adapters與充電器(chargers)來說，其相關供/充電規格也逐步被規範甚至標準化(ex. USB PD)，以期將所有產品的電源adapters或充電器的供/充電共用性提高。

有鑒於此，針對高頻化/高功率密度/高效率 AC/DC 電源需求考量，虹冠電亦發展出具突破性的架構與控制 IC 方案：Dr. Flyback®，透過柔性切換(soft switching)控制技術與線路運作，使得進行能量轉換時的功率半導體開關元件(MOSFET, GaN, SiC)達到零電壓切換(ZVS)動作，降低其切換損失，以因應高頻化之動作需求，並可將電源產品的功率密度進一步提高。

(b)Dr. Bridge®

為能將 AC/DC 電源轉換過程之必經閘門橋式整流器的損耗進一步降低，以期能降低散熱對策器件之使用，縮減電路體積與成本，並進一步提高轉換效率。虹冠電研發 Dr. Bridge®方案， 透過具低導通阻抗的 SJ MOSFET (或 GaN FET)與 IC 控制技術的驅動整合，以改善傳統橋式整流器於導通時之高順向導通壓降 VF 所衍生出的損耗與高元件溫昇等問題，降低外加散熱器件之使用及提升效率，故可進一步提高電源轉換系統之功率密度。

(2)高/低壓功率場效電晶體(HV SJ / MV/LV SGT MOSFET)

為能更進一步提供客戶更完整的電源系統解決方案，並且搭配虹冠電所研發之功率積體電路/功率 IC/電源控制管理 IC 以發揮最佳效能。虹冠電亦投入研發資源進行關鍵功率半導體開關元件之開發，包含： 

高壓超接合面場效電晶體(HV SJ MOSFET) (High Voltage Super Junction MOSFET, HV SJ MOSFET) 其主要係應用於 AC/DC 電源轉換架構一次側的高壓功率開關元件。 

中低壓溝槽式分離閘極場效電晶體(MV/LV SGT MOSFET) (Medium & Low Voltage Split Gate Trench MOSFET, MV/LV SGT MOSFET) 其主要係應用於 AC/DC 電源轉換架構二次側的低壓功率開關元件。 

HV SJ MOSFET 與 MV/LV SGT MOSFET 均係屬於應用在電力電子系統電路中的功率半導體開關元件，且均係具備開關速度快、高頻切換特性佳，輸入阻抗高、驅動功率小、熱穩定性優良 等特點之電壓控制元件。

(3)PFC Stage 功率二極體(PFC Diodes)

公司所研發之 PFC 功率因數校正控制技術，係應用於 AC/DC 電源中的 PFC 級升壓電路(Boost PFC)，其電路拓樸中所使用到的功率二極體元件，必須具備極快速的 Trr 逆向回復時間 (Fast Reverse Recovery Time, Trr)，以奈秒(ns)為單位的能力，因此虹冠電亦開發此一元件，將 PFC 升壓電路運作性能達到最優化。

產業概況

近年來由於專用的運算處理器(CPU, GPU, NPU 等)技術進化以及其運算能力大幅提升，帶動Gaming 電競、AI 人工智慧、5G 通訊聯網、HPC 高效能運算、車用電子等多種新穎應用的需求產生，且隨著各應用領域的逐步建構實現也將同步帶來終端產品裝置的用量成長，對於各類型半導體元件的需求也將會大幅增加，包含類比 IC、功率/電源管理 IC、顯示驅動晶片、MCU/DSP 控制晶片、通訊 IC、感測器晶片、功率開關元件 (Diode, MOSFET, GaN, SiC)等。 

由於 PC 系統規格升級且對於高速運算處理能力之硬體需求及相關應用激增，如電競電源(Gaming PC)、AI PC、高效能運算(High Performance Computing, HPC)等應用，對於更大瓦特數/更大功率(>750W)的電源需求將持續增加。

隨著線上遊戲的持續擴展，許多手機玩家現在轉向電競 PC，以獲得更沉浸式的遊戲體驗。電競 PC 是專門配備獨立顯卡和更強大硬體的系統，專為遊戲而設計，因其通過高分辨率和改進的視覺品質提供增強的遊戲體驗而大獲好評，因此，許多廠商正專注於推出創新產品，帶動電競 PC 市場的持續成長，如輝達新顯示卡 RTX 50 新顯示卡效能提升，也帶動消費者換機誘因大，成為大瓦數電源的成長基礎。 

電競 PC 未來發展部分，以市場規模而言，根據市調機構 KBV research 的最新報告，全球電競 PC 市場預計到 2030 年將達到 1,255 億美元，預估從 2023 年到 2030 年的年均成長率為 12.9%。 

AI PC 未來發展部分，依據市調機構 Canalys 最新的預測顯示，2024 年全球將出貨約 4,800 萬台具備 AI 功能的 PC(AI PC)，佔總 PC 出貨量的 18%。這僅是市場重大轉型的開始，2024 年到 2028 年 AI PC 將以 44%的年均複合成長率逐年成長，預計 2025 年出貨量將超過 1 億台，佔總 PC 出貨量的 40%。2024 年至 2028 年 AI PC 將以 44%的年均複合成長率逐年成長，到 2028 年，預期將出貨 2.05 億台 AI PC，佔總 PC 出貨量的 70%。

虹冠電，是一家AC/DC Power IC、電源控制管理 IC、功率分離式開關元件公司。近5年ROE為12%，16%，7%，24%，16%。毛利率49%，48%，50%，54%，7%。資產負債率為27%，12%，6%，12%，13%。銷售以功率 IC佔73.04%，功率分離元件佔26.96%。銷售區域以台灣佔85.57%，中國佔11.77%，其它佔2.66%。以應用來說，在2024年1-12為例，Gaming PC佔58%，遊戲機佔19%，Gaming NB佔8%，DHL PC佔7%，工控PC佔5%，伺服器佔1%，KR TV佔1%，POE佔1%。公司主要銷貨客戶之終端銷售客戶為國際電腦大廠如 HP、DELL、微軟、Sony或 Nintendo.....等。虹冠電研發展營收比例為18%。

競爭

現行在中大功率應用的電源控制管理 IC 方面，主要競爭對手大多為國外的晶片設計大廠，但也由於虹冠電多年來在 IC 晶片研發上所累積的核心技術(產品特點)與能量，再加上深厚的系統應用設計導入經驗與技術服務及客戶信任，所以競爭對手的滲透程度亦相對有限。

然而在中小功率應用的電源控制 IC 市場，由於切入門檻相對不高所以競爭對手更多，但此一應用市場區塊對於價格方面更為敏感，故虹冠電在規劃及研製相關產品時，除了在晶片控制技術與架構上要有所創新與特點差異之外，同時亦會考量客戶端在設計實現其電源電路的物料清單(Bill of Material, BOM)上能否有機會透過所研製的 IC 方案再做精簡，以期進一步協助客戶將其整體電源系統產品的成本做到最佳化，提升 IC 晶片的競爭力。

市場佔有率

2024 年虹冠電 PFC+PWM Combo 系列 IC 產品及 SLS/TNS 高效率系列 IC 產品在 Desktop (包含 Gaming PC)方面的年出貨量近 3,480 萬套(以 1 套 IC 供應 1 組 Desktop PC 之電源供應器的角度來看)。依據國際市場調研公司 canalys 統計，2024 年全年 PC 出貨量為 2.56 億台(包含 Desktop, NB)，而 Desktop PC 佔比約 20%，故推估 2024 年虹冠電產品應用於 Desktop PC 相關之電源供應器的市佔率約為 68%。

自主測試研發能力

虹冠電於公司創立隔年即在新竹總部設置晶圓針測(Chip Probing, CP)以及成品測試(Final Test, FT)測試研發中心，透過自主的測試開發能力，將產品可能的潛存不穩定因子予以篩除，有效地在最短的時間內提供工程樣品，縮短產品上市的黃金時間(Time To Market, TTM)，並藉由嚴謹的相關性驗證(實驗樣品、自動化測試設備，以及應用領域)，確保提供符合產品規格之優質類比電源 IC 產品予客戶。

產品壽命長

類比 IC 的產品壽命較長，不需要與 Chipset、CPU、GPU、MCU、DRAM、…等先進數位製程產品競爭搶奪有限的晶圓代工廠產能。

專業人才招募不易

類比電源 IC 設計或 IC 系統應用等工作均需要較長時間的人才養成期，企業需要有經驗的工程專業人才，但國內具類比電源相關經驗的人才較有限。 另外，國內專業類比 IC 半導體製程後段之封裝及測試作業廠商的產能較不足，而且成本亦較高。

發展趨勢

隨著電競 PC 與 AI PC 的應用需求增加，以及 ATX3.0 電源規格的升級導入，對於電源供應器的瓦特數(供給功率)需求將會再提高，並且在效率、輕載功耗、與動態運作性能等方面的要求亦將更趨嚴格。此外，針對 100W~300W 瓦特數區段的電競相關產品電源及消費性 USB PD 充電適配器，對於高效率及高功率密度之電源設計方案的需求更是明顯。

因此。虹冠電的產品研發趨勢亦將著重於： 

PFC 控制 IC 之電流感測處理機制開發:降低電流感測電阻的損耗。隔離式閘極驅動器(Isolated Gate Driver):驅動效能最佳化。電流感測放大器(Current Sense Amplifier):電流信號偵測。非對稱半橋( AHB)控制器:高效率諧振電源轉換。

成長性

以應用來說，未來虹冠電將著重在伺服器電源應用，增加電競NB比例，和拓展日本市場。