2021年，距離USB-IF發布PPS已經過去四年，如今最新的USB PD3.1快充標準支持最高48V的電壓輸出，充電功率同步提升至240W，是十一年前的32倍！加上目前氮化鎵技術日漸成熟，能夠讓大功率快充在體積方面得到控制，可謂是USB PD3.1的絕配。
來源：蘋果官網
作為行業標桿，蘋果近期也發布了旗下首款氮化鎵技術充電器，并在全球范圍內率先支持USB PD3.1快充標準，一舉刷新了USB PD充電器單口輸出最高功率，達到140W，用行動證明了快充市場的未來發展方向。ELEXCON 2022將升級打造 電源與儲能技術主題展館 ，云集國內外廠商同臺競技，從技術創新到市場化應用，共襄PD快充及氮化鎵產業新一輪機遇~
USB PD3.1開啟“萬物皆可快充”時代！
全球電源產業鏈蓄勢待發
USB PD快充標準發展近十年，期間經歷了多次標志性的迭代。其中，USB PD2.0是真正量產商業的快充標準；USB PD3.0更新了協議識別功能；USB PD3.0 PPS快充標準實現了對大部分私有快充協議的兼容，已經成為目前安卓手機市場應用最廣泛的一種快充充電標準。
今年推出的USB PD3.1標準則進一步提升了USB PD快充標準的通用性，新增28V、36V、48V三個電壓檔位，將USB PD3.0最大輸出的100W功率提升到140W、180W和240W，分別對應的是6節電池、8節電池和10節電池的應用；除了手機、筆電等消費類產品外，還可用于顯示器、服務器、電動工具、安防POE供電、兩輪電動車、IOT物聯網設備等領域，實現了“萬物皆可快充”的愿景，同時也將帶來USB Type-C接口“大一統”的局面！
例如目前內置電池的電動工具普及度越來越高，僅2020年電動工具的出貨量達到了4.9億臺，而大部分電動工具都是采用多串的鋰電池組供電，USB PD3.1標準的發布將推動電動工具從傳統線性充電向USB PD快充的迭代，并可簡化充電電路設計，降低總體成本并改善快充體驗。
在前不久，我國數?；旌螴C設計企業——英集芯就推出了顛覆性產品：一款升降壓架構、支持2到6串鋰電池、磷酸鐵鋰電池充電的電源管理芯片IP2368，用一顆芯片就能讓傳統電動工具無縫升級USB PD快充，即沿用手機充電器、充電線就可以給電動工具充電，并且支持最大100W的充電功率，大大節省了充電時間，提升工作效率。
蘋果140W USB-C充電器的推出，標志著USB PD3.1快充實現了從標準到產品應用的突破，同時也為整個電源行業帶來全新的市場，尤其是快充芯片、MOS、協議芯片、E-Marker芯片、充電線纜、USB-C連接器等相關產業鏈將獲得重大利好。
全球功率半導體龍頭——英飛凌早在PD 3.1協議發布兩個月后，就于德國慕尼黑推出了全球首款支持PD 3.1協議的控制器芯片PMG1-S3。值得一提的是，蘋果140W USB-C充電器采用的也是英飛凌的PD 3.1協議的控制器芯片，但并不是PMG1-S3，而是由蘋果向英飛凌定制的協議芯片CYPD3135。
來源：英飛凌
PMG1-S3是英飛凌的第一代高壓微控器，據英飛凌官方介紹，該芯片支持PD 3.1的快充協議，最高輸出功率為140W，可應用于最高28V/5A的高壓大功率嵌入式系統中。PMG1協議芯片均內置MCU微處理器，可提供額外的控制功能。為提高這款芯片的易操作性，英飛凌還為其加入了可編程模擬和數字模塊，通過編程可將一些智能模組和傳感器集成到應用中，提高芯片的可操作性。
在本次USB PD3.1標準的制訂過程中，無論是終端硬件還是芯片原廠，我國本土企業都開始參與進來。既加強了本土產業鏈與USB-IF協會之間的溝通協作，同時也可以借助中國本土廠商在產業鏈方面的優勢，推動新標準的快速商用。
為了應對快充市場的發展需求，中國芯片廠商英集芯緊隨其后推出了支持USB PD3.1標準的快充協議芯片IP2736，一舉成為國內率先擁有USB PD3.1快充芯片的原廠，同時也為迅速崛起的USB PD3.1快充市場的提供了重要保障。
來源：英集芯
作為國產模擬芯片替代浪潮中的開拓者——南芯半導體，針對USB-PD適配器市場，現已推出基于不同平臺的多種組合解決方案，例如集成CC和兩組DPDM快充接口的快充協議芯片SC2021A。這是一顆高度集成的快充協議控制器，包含一組CC以及兩組DPDM快充接口，支持Type-C PD3.1、PPS協議快充；同時內部集成32bit高性能MCU 核，支持豐富的電源控制接口，功能十分強大。
來源：南芯半導體
GaN大功率快充市場持續升溫，
一線手機品牌及芯片原廠紛紛入局
隨著蘋果親自下場為GaN技術“背書”，GaN大功率快充市場持續升溫，從30W到65W及更高功率、從智能手機到筆記本電腦等快速滲透。據TrendForce預計，2025年GaN解決方案在快充市場的滲透率將達到52%。
不只是蘋果，目前聯想、華碩、戴爾、小米、華為、OPPO、努比亞、魅族等，全球多家知名筆電、手機廠商都已經入局了氮化鎵快充，氮化鎵的性能得到充分驗證。同時，讓整個行業歡欣鼓舞的是，氮化鎵已經寫入十四五規劃，這意味著國家層面的大力扶持。
加上手機廠商取消附送充電器的做法，徹底釋放的快充市場需求，刺激了氮化鎵市場的快速增長，也為更多氮化鎵廠商帶來了新的發展機遇。
一直活躍在消費類電源市場中的氮化鎵功率芯片原廠——納微半導體，近日向媒體透露正在開發一款符合USB PD3.1快充標準的48V 5A電源方案，積極布局未來快充市場。據悉，這款240W快充電源采用先進的圖騰柱PFC+LLC架構，同時應用了納微半導體最新一代GaNFast氮化鎵功率芯片，且PCB尺寸僅為91mm × 50mm × 22.4mm，折合功率密度約為2.35W/cm3，是當前100W-120W快充電源功率密度的2倍。
來源：納微半導體
在國內，第三代半導體行業獨角獸——英諾賽科，近日也推出了從65W到240W全系列All GaN解決方案，助力USB PD 3.1快充發展。其240W All-GaN方案采用INN650D150A*4+INN650DA260A*2+INN150LA070A*2共8顆氮化鎵器件，Totem pole 無橋PFC+LLC架構設計，DEMO尺寸85*55*20.5mm，只有銀行卡大小，功率密度41W/in3，最大輸出功率240W，效率高達96.5%。
來源：英諾賽科
作為氮化鎵快充控制器國產化的先驅，南芯半導體也率先實現了氮化鎵控制芯片的自主可控。為應對中小功率的PD快充電源市場，南芯半導體推出了集成氮化鎵功率器件的控制器SC305x系列。其獨特的EPAD可用于大電流應用場景，擁有優異的電氣性能，引腳功能區塊化，簡化PCB設計的同時可獲得更好的熱體驗；集成了分段式供電，應對超寬輸出電壓范圍，讓外圍電路變得更加精簡，能夠加速實現快充電源產品的小型化。
來源：南芯半導體
隨著氮化鎵技術及市場化應用逐漸成熟，大規模量產將帶來巨大的成本優勢，未來的快充市場也將被氮化鎵技術徹底激活，不斷刺激傳統快充配件市場全面開啟產品迭代模式。
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