Un’alleanza industriale che supera il concetto di compatibilità meccanica per offrire sistemi di potenza versatili

Pubblicato il 7 settembre 2017

Il neologismo coopetizione (co-opetition) non è sicuramente nuovo e fa riferimento alle modalità secondo le quali aziende in competizione tra di loro possono comunque co-operare con l’obiettivo di migliorare le tecnologie che vengono utilizzate nei settori in cui operano. Una strategia di questo tipo viene solitamente messa in atto quando una particolare tecnologia raggiunge il cosiddetto punto di inflessione (ovvero si verifica un cambiamento radicale nei fondamenti ed emergono nuove opportunità).

Per quanto riguarda l’industria elettronica un esempio potrebbe essere rappresentato dalla ZigBee Alliance. Essa è composta da numerosi produttori in competizione tra di loro che hanno come comune denominatore l’interesse nel promuovere l’adozione della tecnologia delle reti wireless di tipo personale: questi produttori hanno collaborato allo sviluppo delle specifiche e a perorare i benefici di questa tecnologia.

Più in generale, per l’industria dei semiconduttori risulta difficile continuare a seguire i dettami della legge di Moore senza ricorrere a una cooperazione ad alto livello tra aziende che competono per i medesimi “design win”. È opinione diffusa che l’assenza di una collaborazione di questo tipo avrebbe riflessi negativi sul tasso di innovazione.

In molti casi il risultato di questi sforzi congiunti è rappresentato dalla introduzione di nuovi standard industriali o dalla formazione di gruppi denominati SIG (Special Interest Group). Nell’industria della potenza vi sono alcuni interessanti esempi. Ciò è dovuto al fatto che la distribuzione e la conversione dell’energia sono operazioni che interessano l’industria elettronica nel suo complesso e devono continuamente modificarsi ed evolvere al fine di soddisfare nuove esigenze.

A livello di circuiti integrati la richiesta di potenza ha subito cambiamenti significativi grazie alla coopetizione e all’innovazione nel campo della tecnologia dei semiconduttori. Nel passaggio da una generazione alla successiva, i dispositivi richiedono valori di tensioni più bassi e differenti in presenza di livelli di corrente decisamente più elevati . Parecchi dispositivi necessitano di numerose sorgenti di tensione/corrente differenti che devono entrare in funzione seguendo uno specifico ordine e in condizioni ben delineate: requisiti che erano poco comuni solo pochi anni fa adesso sono divenuti la norma su ogni circuito stampato.  Tutto ciò contribuisce ad aumentare le pressioni sui progettisti il cui compito è appunto quello di rendere disponibili i livelli di potenza richiesti.

In passato vi sono stati tentativi di coopetizione nel settore della potenza con l’obiettivo di semplificare la fase di progetto e garantire la disponibilità di una seconda sorgente. I primi esempi sono stati i consorzi POLA (Point Of Load Alliance) che, come suggerisce il nome stesso, era focalizzato sui convertitori DC-DC posizionati al punto di carico e DOSA (Distributed-power Open Standards Alliance) che ha sviluppato e rilasciato con successo numerosi standard che avevano per oggetto la compatibilità di tipo fisico (a livello quindi di fattori di forma, ingombri e pinout) degli alimentatori prodotti dai membri di questa organizzazione.

Entrambi i consorzi, POLA e DOSA, sono stati costituiti oltre un decennio fa, quando le problematiche potevano essere gestite tramite standard che si occupavano dell’interoperabilità e della compatibilità dei dispositivi di potenza. Da allora le esigenze dei settori verticali che costituivano i mercati di sbocco dei membri di questi consorzi sono variate in modo significativo. La necessità di avere una potenza caratterizzata da un maggior livello di “intelligenza” ha di fatto costretto i produttori dei dispositivi di potenza a ripensare le modalità da adottare per garantire il grado di compatibilità richiesto dagli utilizzatori.

Le esigenze ora vanno al di là di quelle prettamente “statiche” (ovvero fisiche) che riguardano gli ingombri o il pinout per includere richieste di natura “dinamica”, come ad esempio la velocità con la quale una linea di alimentazione entra in azione e in quale ordine. Per affrontare problematiche di questo tipo è necessario includere elementi che non riguardano l’hardware, bensì la configurazione software.

Una risposta concreta a questa problematiche è stata la costituzione di Architects of Modern Power® (AMP) Group. Si tratta di un’alleanza tra CUI, Ericsson Power Modules e Murata che si basa sul lavoro svolto dai precedenti consorzi compresi POLA e DOSA (Ericsson Power Modules e Murata erano membri di POLA mentre tutte e tre le aziende che costituiscono AMP Group sono membri di DOSA).

AMP Group® si pone tre principali obiettivi: collaborazione tecnologica per accelerare l’innovazione, realizzazione di prodotti realmente compatibili tra loro (multi-sorgente), sviluppo di un percorso evolutivo (roadmap) in grado di soddisfare le future esigenze del mercato. Un approccio di questo tipo permette ad AMP Group di fornire le linee evolutive e il supporto richiesti dall’industria della potenza secondo modalità che le precedenti alleanze non erano in grado di offrire.

Una delle modalità utilizzate da AMP Group per risolvere le problematiche legate  alla potenza digitale prevede la standardizzazione di un certo numero di formati per convertitori POL (Point Of Load) e convertitori per bus intermedio (IBC – Intermediate Bus Converter), compresa un’implementazione standardizzata del protocollo PMBus (Power Management Bus). Questo standard aperto per la gestione della potenza ha il vantaggio di offrire un elevato livello di flessibilità.

I produttori, val la pena sottolineare, non sono comunque obbligati a implementare il protocollo nello stesso modo, fatto questo che può introdurre un’inutile confusione. AMP Group ha incluso PMBus® nei propri standard al fine di mantenere la compatibilità tra i dispositivi realizzati dai suoi membri. Nessun altro consorzio industriale che si occupa di potenza digitale ha fatto un investimento di questo tipo al fine di rendere disponibile una soluzione veramente multi-sorgente.

La natura dinamica delle odierne applicazioni richiede l’adozione di un nuovo approccio per offrire prodotti di potenza in linea con le aspettative degli utilizzatori. Gli standard messi a punto da AMP Group includono funzionalità di verifica all’interno del sistema – come ad esempio impostazione dei margini di tensione (margining), tracciamento della tensione (tracking), propagazione del guasto (faul spreading) – e forniscono i livelli di controllo richiesti per la verifica di tensioni di ingresso e di uscita, corrente di uscita, temperatura, frequenza e duty cycle.

I membri di AMP Group stanno lavorando alla stesura di standard in grado di soddisfare le necessità sia attuali sia future del settore della potenza. La complessità della potenza digitale è in aumento e i progettisti possono trovare in AMP Group un valido ausilio per gestire questo fenomeno sfruttando l’alleanza tra fornitori, diminuire i rischi, ridurre il time to market e ottimizzare le risorse di progetto.

Jeff Schnabel, VP Global Marketing – CUI, Portavoce di The AMP Group



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