不久前，EEWorld的微信群里出现了一个关于模块电源还是分立器件自己搭的经典老生常谈的讨论。
起因是MPS推出了一款隔离式电源模块MIE1W0505BGLVH。该产品介绍如下：是一款隔离式稳压 DC/DC 电源模块。它支持高达 3V 至 5.5V 的输入电压 (VIN) 应用，输出功率 (POUT) 可达 1W ，同时具备出色的负载和线性调整率。
MIE1W0505BGLVH 采用容性隔离技术实现反馈阻断，无需传统光耦合器和并联稳压器即可调节输出电压 (VOUT)。与传统隔离式电源模块相比，其模块体积小，运行可靠性更高。MIE1W0505BGLVH 还具有连续短路保护 (SCP) 和过温保护 (OTP) 功能。
该器件采用小尺寸 LGA-12 (4mmx5mm) 封装。
有网友认为这个产品非常好，毕竟小型化并且支持连续短路保护，有网友认为小型封装确实不错但是他们的场景并不太需要这方面。也有网友认为价格太贵，1.24美元的售价远比分立器件贵，尤其是批量之后。不过网友们更认可的是性价比，不能单纯的比较价格，还要在考虑综合性价比的条件，价格只是分母，性能也同样重要。
于是，引出了今天的大讨论，到底是应该用模块还是分立？
电源模块到底好不好？
这个讨论是所有工程师都或多或少要面临的问题，尤其是近年来，随着集成电路技术的发展，模块越来越小型化，芯片化，因此具有着越来越多的优势，例如易于设计、成本效益、效率和尺寸、更高的性能、更快的开发周期、更简单的PCB等等。
另外专门从事电源设计的工程师尤其是优秀人员非常之短缺，很多人不愿意为提升1%的效率而浪费过多的时间。传统上，设计师使用分立元件进行设计，如果是相对简单的电路还好，但是随着要求的提高，包括多路，多功能整合等都会增加方案的复杂性。
Vicor也表示，在电源设计方面，少即是多。在分立设计中出现更高装配缺陷的可能性呈指数级增加，使设计和制造的效率都变得低下。
我又翻出了TI于2015年撰写的一篇文章，文中提到电源模块提供经过验证的指定解决方案，而分立电源则可以对应用进行更多定制。两者都是有效的解决方案，针对空间有限的应用进行了各种权衡。
就其本质而言，电源模块采用了较小的电感器，该电感器具有较高的直流电阻 (DCR)，以最大限度地减小其总尺寸。通常，分立电源使用较大的电感器（其 DCR 较低），以最大限度地提高效率。规模和效率之间存在明显的权衡。
另外在成本方面TI也给出了具体的考量标准。在所有其他项目相同的情况下，由于集成电感器及其元件和组装成本，电源模块的成本高于分立电源 IC。然而，完整电源的成本超出了电源 IC 的成本。其他费用包括组装过程中拾取每个单独元件并将其放置到PCB上的成本；BOM) 中每个项目的鉴定、订购和库存成本；PCB 布局的成本和风险（因为电感器和开关节点的布线需要仔细考虑并增加了一些风险）；PCB 本身的成本——越大的 PCB 就越贵。电源模块的价格较高，但可以节省 PCB 空间并简化设计工作。
图为2015年的数据，模块与分立元件成本及性能对比。
另外，除了小功率的电源之外，大功率的电源模块同样正在迅猛增长。比如包括IPM，各种SiC、IGBT的模组都得到了充分应用，模块和分立器件都被用于大批量生产的车辆中。示例 - Tesla Model S 和 Model III 中的驱动单元均使用分立封装。我只能在这里推测，但我想这是一个成本和供应链驱动的决定。制造分立半导体本质上更便宜（更少的元件和制造工艺），而且它们的生产速度比电源模块高得多。
总的说来，使用电源模块是开发中高功率转换器/逆变器的更简单、更方便的方法。但是如果需要考虑更多变量，如散热接口、杂散电感、电流平衡等。
无线工程师也在讨论模块化问题
在设计IoT设备时，是使用无线模块还是片上系统 (SoC) 同样是一个关键且具有挑战性的决定。每个选项都有其独特的优点和缺点，选择正确的技术需要平衡性能、功能和成本。
无线模块是一种预先认证的单元，可作为完整的无线解决方案，通常包含带有微控制器、软件堆栈和天线的无线电收发器。无线模块因其易用性和缩短开发时间而受到青睐。
片上系统 (SoC)是一种集成电路，在同一硅片上结合了微控制器单元和射频 (RF) 前端。SoC提供更多控制和灵活性，但需要更多设计工作。
我们将使用以下指标来比较无线模块和 SoC 的成本：初始购买成本、开发成本、供应链成本以及可扩展性成本。
初始购买和开发成本
无线模块包括预先认证的射频电路、天线和软件堆栈，所有这些都会增加购买成本。相比之下，SoC 只是没有额外组件的集成电路。由于它们缺少无线模块中的附加组件，因此初始购买成本较低。这使得 SoC 对于预算有限的设计人员来说很有吸引力。
然而，同样的简单性意味着开发成本可能会迅速上升。考虑以下与开发相关的费用清单：射频设计和工程费用、实验室设备和基础设施投资、PCB 配置和天线选择的成本以及认证费用。
无线模块包括预先设计、预先测试的射频电路，无需内部射频设计专业知识，并减少了对实验室测试的需求。它们通常还经过预先认证，并包含内置天线和引脚排列，从而简化了 PCB 布局过程。这些东西都包含在初始购买成本中，并且在开发阶段不需要更多支出。
另一方面，基于 SoC 的设计在进入市场之前需要额外的费用和时间来进行设计、测试和认证。基于无线模块的设计上市时间更短，投资回报更快。
供应链和可扩展性成本
与基于 SoC 的设计所需的所有单独部件相比，采购模块更容易，但是后一种选择可能会导致更高的供应风险，特别是对于规模较小的公司或在零部件短缺期间。然而，依赖模块供应商来保证供应连续性的成本可能会很高。如果选择 SoC，较大的公司或大批量生产可能会受益于对供应链的更多控制。
此外，无线模块通常意味着更高的单位成本，这在扩大规模时是一个缺点。对于大规模生产，SoC 的单位成本较低，可以抵消较高的开发成本。
Silicon Labs分析了在物联网设计中使用无线模块和 SoC 的成本。他们比较了BGM210P 无线蓝牙模块和EFR32BG21 蓝牙 SoC的成本，两者的批量售价均为 300,000 件。
他们的成本比较基于如下假设：
采购量为 10,000 至 300,000 件，无线模块和 SoC 的售价分别为 2.99 美元和 1.11 美元。
SoC 的BoM共计0.55美元，需要与制造过程中的测试相结合，其中 0.05 美元的成本是测试；0.50 美元是其他BoM。
总体而言，使用无线模块比使用SoC成本高出1.33美元。
由于无线产品复杂的设计、认证和监管审批流程，采用SoC需要额外六个月的开发时间。根据工程师平均年薪 100,000 美元，假设这需要额外花费 50,000 美元左右。
考虑到这些因素，并考虑到上市时间和使用 SoC 带来的额外开销，无线模块和SoC的平衡产量在 500,000 到 1,300,000 件之间。如果忽略由于上市时间延迟而造成的收入损失，盈亏平衡点将下降到 100,000 到 200,000 台之间。
当产量低于 500000 件时，使用无线模块比使用 SoC 更有利可图。这是由于与 SoC 相关的前期成本较高且上市时间较长。然而，一旦产量达到收支平衡区，这些前期成本可能会分摊到足够多的单元上，从而使 SoC 成为利润更高的选择。
因此，SoC 可能不是所有大批量产品的最佳选择。尽管 SoC 具有潜在的大规模成本效益，但也存在无法量化的风险，例如技术问题或认证问题。
使用 SoC 进行设计使产品开发人员能够灵活地定制设计其系统并集成他们所需的硬件和软件功能。这种可定制性的另一面是增加了复杂性和更长的开发时间——设计人员需要深入了解 SoC 架构及其上运行的软件。
相比之下，预制无线模块通常需要较少的开发时间和专业知识，但在定制和集成方面可能会有所不足。对于较小的生产运行，或者如果快速上市时间至关重要，无线模块可能更具成本效益；对于较大的产量，或者如果有内部专业知识，SoC 可能会更具成本效益。
更早期的嵌入式核心板
SoM同样是目前较为流行的一种模块化产品。SoM 将嵌入式处理系统的核心组件（例如处理器、内存和外设）集成在一块板卡上。
然而，与 SoC 不同，SoM 在 PCB 或模块而不是单个芯片上提供此功能。在这方面，SoM 是一个板级系统。通常，它是一块小板，其中集成了许多 IC 或芯片。
SoC 的使用确实使事情变得更简单，因为设计人员不必在电路的各个方面投入精力，并且芯片中包含了很多功能。
然而，设计者仍然需要对SoC芯片有详细的了解，包括每个引脚的功能、SoC的热性能以及焊盘设计。
为了解决这个问题，SoM 提供了一个尺寸非常小的模块，可以连接到基板，从而简化了整个过程，同时保持较低的功耗预算并使其适合各种应用。
在量产过程中，制造和测试的延迟使得时间限制更加严格。SoM 使整个设计过程更加顺利。工程师所需要做的就是选择适合您要求的 SoM，将其与主设备集成，就可以开始使用了。
开发人员可以利用所有节省的时间专注于他们的应用软件，从而显着缩短上市时间和总体成本。
尽管 SoM 看起来与 Arduino 等评估板类似，但它的意义远不止于此，SoM 也可以在最终产品中使用，而不会损失可靠性或性能。
无需对硬件有深入的了解和经验，非常适合软件开发人员。有些 SOM 还附带驱动程序，因此开发人员可以完全专注于应用程序层。
使硬件开发人员的设计过程更快、更高效、资源效率更高。无需经历缓慢而繁琐的 PCB 设计和制造过程即可实现 FPGA 性能和灵活性。具有高度的高性能、可靠性和可扩展性。
互换性强，易于升级。具有相同外形尺寸的 SoM 升级版本可以轻松替换旧单元，而无需完全更改底层硬件，从而简化产品的生命周期。
总结
什么才是最划算的选择呢？对于工程问题而言，永远都是需要具体问题具体分析，这是一个不稳定的答案，取决于许多因素：具体产品、设计师、产品发布的紧迫性、产量等等。但未来随着模块化产品在更多方面的进步，相信会越来越被更广泛的群体所接触。
