前言
2023(秋季)亞洲充電展于8月23-25日在深圳福田會展中心3號館舉辦,匯聚數(shù)百家知名企業(yè)參展。此次展會以推動充電行業(yè)交流與發(fā)展,打造一個關(guān)于技術(shù)交流的平臺為目的,通過對行業(yè)的發(fā)展趨勢的交流和相互間的技術(shù)交流,尋找產(chǎn)業(yè)升級新機遇,研判未來趨勢,商討行業(yè)觀點并深化合作,結(jié)合國內(nèi)外經(jīng)濟發(fā)展情況,推動構(gòu)建產(chǎn)業(yè)間的相互合作。
2023年08月23日,由充電頭網(wǎng)發(fā)起的2023(秋季)亞洲快充大會在深圳福田會展中心舉行,匯聚了眾多國內(nèi)外眾多半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的專家、學(xué)者、企業(yè)代表等半導(dǎo)體領(lǐng)域的大咖,互相交流半導(dǎo)體技術(shù)和半導(dǎo)體未來的發(fā)展趨勢,為大家分享最新半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)和干貨,其中揚州揚杰電子科技股份有限公司(簡稱:揚杰科技)受邀出席,帶來了《PD快充應(yīng)用領(lǐng)域MOSFET淺談分享》為主題的精彩演講,嘉賓直接從揚杰科技的MOSFET優(yōu)勢及發(fā)展開始講起,揚杰科技是中國唯一,深度垂直一體化全產(chǎn)業(yè)鏈 (IDM) 企業(yè),揚杰的產(chǎn)品從硅晶棒到功率器件,范圍覆蓋整個產(chǎn)業(yè)鏈。于此同時,揚杰的MOSFET產(chǎn)品豐富,可滿足不同功率的PD快充應(yīng)用。

擔(dān)任本次的演講嘉賓是揚州揚杰電子科技股份有限公司資深業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理郭宗將先生。
郭宗將先生于2001-2008年從事電源開發(fā)設(shè)計,是國內(nèi)早期從業(yè)消費類電源行業(yè)的資深工程師。2008-2013年任職于外企單位從事FAE技術(shù)支持,曾擔(dān)任安森美,仙童,艾默生等知名外企產(chǎn)品技術(shù)支持和技術(shù)行銷。2014年至今近十年時間一直從事消費類電源充電器領(lǐng)域技術(shù)營銷及市場相關(guān)工作。經(jīng)歷見證了行業(yè)從普充到快充到PD的發(fā)展歷程。

本次演講共分為行業(yè)發(fā)展趨勢、PD充電器MOSFET應(yīng)用介紹、揚杰MOSFET優(yōu)勢及發(fā)展3個部分。

第一部分是手機充電器行業(yè)發(fā)展趨勢。

手機充電器市場發(fā)展趨勢 (PD快充)。據(jù)鯨芯與充電頭網(wǎng)的調(diào)研分析,PD快充市場未來幾年的大致方向,預(yù)計到2024年快充市場出貨量將達到15億只;國內(nèi)充電器廠商將兼容到UFCS協(xié)議,實現(xiàn)一充多用;第三方品牌將從2020年的1%增加到30%,筆充預(yù)計將被多口PD取代;PD快充迎來功率的“軍備競賽”,240W、300W快充發(fā)布;快充的充電標(biāo)準(zhǔn)將逐漸被完全統(tǒng)一到PD協(xié)議;GaN將成為大功率充電方案的標(biāo)配;SiC將在大功率PD充電方案中普遍應(yīng)用;大功率快充對被動元器件提出更高的性能要求。
22年開始快充技術(shù)已經(jīng)從最初的手機出發(fā),逐步覆蓋到了充氣泵、顯示器、電動工具、個人護理、新能源汽車、戶外電源、TWS耳機、POS機、寵物用品、電子霧化器等十大市場。綜上所述,近年來重點發(fā)展趨勢會是120W以上小體積的GaN/siC PD快充。

2021年12月24日廣東省終端快充行業(yè)協(xié)會成立,并發(fā)布移動終端融合快速充電技術(shù)規(guī)范即UFCS,標(biāo)志著我國正式擁有自己的快充兼容標(biāo)準(zhǔn),并兼容PD和OC協(xié)議。未來幾年國內(nèi)快充充電器將全部兼容到UFCS,不同品牌的手機、筆記本電腦、平板等都可以實現(xiàn)使用一個廠商充電器快速充電,終端用戶會真正體驗到“一充多用“。

隨著GaN、SiC等第三代半導(dǎo)體技術(shù),同步整流方案等的普遍應(yīng)用,手機充電器體積將會更加小型化,功率密度更大,更加節(jié)能,用戶體驗感更好。除了手機充電器,該方案還可以應(yīng)用在其他適配器上。

隨著充電器內(nèi)部的第三代半導(dǎo)體、MOSFET、同步整流、智能芯片等技術(shù)優(yōu)化,會帶來損耗更低、體積更小、功率密度更高的產(chǎn)品。傳統(tǒng)的200W充電器,體積1100cm3,重量達1300g,得益于功率器件的加持,新的240W快充,體積約160cm3,重量在250g左右,不僅體積更小,重量更輕,更便攜,且損耗會更低,轉(zhuǎn)換效率更高。

QR準(zhǔn)諧振模式及有源鉗位ACF拓撲技術(shù)應(yīng)用,充電器效率進一步提升,發(fā)熱量更低,體積更小。30W及以下的充電器適用于QR拓撲,45W及以上的充電器適用于ACF拓撲。

中低壓MOS技術(shù)的成熟,將MOS導(dǎo)通阻抗低、發(fā)熱量小、開關(guān)速度快的優(yōu)勢成功應(yīng)用到次級整流電路,使得電源發(fā)熱量大幅下降,可靠性更高,體積更小。未來,低壓GaN MOS的應(yīng)用,將進一步降低次級開關(guān)損耗,使得充電器體積朝更小方向進一步突破。采用同步整流MOS,整體效率提升2~5%。采用5V/9V 2A充電時,同步整流方案溫度可以降低15°C (SOP-8封裝情況下)。如上圖,采用同步整流MOS,整體效率提升2~5%。采用5V/9V 2A充電時,同步整流方案溫度可以降低15左右 (SOP-8封裝情況下),優(yōu)勢明顯。

第二部分是手機充電器MOSFET應(yīng)用介紹。

YJ PD 33W(Flyback+SR)應(yīng)用案例在SR MOS+V-BUS上采用YJG80G06A+YJG05N03A的方案。

第二個是YJ PD 120W(PFC+SR)應(yīng)用案例。

在快充輸出V-BUS/Buck開關(guān)方案中,揚州科技提供多款適用于單口或多口快充VBUS MOS,采用DFN3333封裝工藝,擁有良好的散熱性能。安全性能較好,經(jīng)過100%的UIS測試,100%的VDS測試。

YJ在充電器領(lǐng)域的多款產(chǎn)品方案,以上是應(yīng)用在SR-MOS上面,采用分柵溝槽MOSFET技術(shù),擁有出色的散熱能力和安全性,可根據(jù)廠商需求提供不同的封裝產(chǎn)品。

YJG110G10A vs **6220 -應(yīng)用對比測試(效率對比),測試機種是OPPO Reno4原裝65W SuperVooC閃充充電器VCA7JACH 輸出。不同輸入條件、不同負載狀態(tài)*6220與YJG110G10A對應(yīng)的效率相近。

YJG110G10A與**6220的應(yīng)用對比測試(溫升對比),在環(huán)境溫度25°的情況下,帶原裝外殼,PCB電路板背面不加散熱片進行測試,結(jié)果是YJG110G10A測得最高溫度84.97°C,**6220測得最高溫度88.87°C,YJG110G10A的溫升表現(xiàn)明顯好于**6220。

MOS對比分析,同步整流。***6220、YJG110G10A兩款樣品的外觀及尺寸接近 (DFN5X6),可以互為替代。

***6220、YJG110G10A兩款樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對比,競品為打線工藝,YJ為鋁帶焊接工藝。采用更好的鋁帶焊接工藝,可以加快產(chǎn)品的生產(chǎn),縮短交付給客戶產(chǎn)品的時間。

***6220、YJG110G10A兩款樣品的芯片外觀及尺寸對比,競品為打線工藝,YJ為鋁帶焊接工藝,熱阻、浪涌能力更好。鋁帶焊接工藝可適用更多產(chǎn)品的連接應(yīng)用。

***6220、YJG110G10A兩款樣品的靜態(tài)直流參數(shù)對比,根據(jù)測試的數(shù)據(jù)可以看到 YG110G10A靜態(tài)關(guān)鍵參數(shù)明顯優(yōu)于***6220,導(dǎo)通特性更好。

***6220、YJG110G10A兩款樣品的動態(tài)參數(shù)對比,YG110G10A動態(tài)關(guān)鍵參數(shù)明顯優(yōu)于***6220,開關(guān)特性優(yōu)。

第三部分是揚杰MOSFET優(yōu)勢及發(fā)展。

揚杰科技的核心優(yōu)勢是服務(wù)于整個產(chǎn)業(yè)鏈的上中下游,涵蓋產(chǎn)業(yè)的全流程,從原材料的硅晶棒、硅片、外延片到芯片設(shè)計,到流片和封測、電鍍、成品出貨,在原材料、芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝測試、銷售渠道、終端廠家的領(lǐng)域中擁有不同的產(chǎn)業(yè)鏈跨度和優(yōu)勢,實現(xiàn)從原材料硅晶棒到交付給客戶的產(chǎn)成品。是中國唯一,深度垂直一體化全產(chǎn)業(yè)鏈 (IDM) 企業(yè),品質(zhì)保證下持續(xù)成本優(yōu)化和供應(yīng)保障能力。

以上是揚杰科技的11家工廠分布圖,主要集中在中國的中部和東部。從揚州本土的4大工廠,包括二極管、IGBT、MOSFET、封測,從流片到封裝都可以在揚州進行。在無錫也有流片廠,在長沙有8寸晶圓廠。在電力資源豐富的西北部有單晶硅棒的原料廠,外延片的工廠。宿遷有貼片二極管、整流橋堆的工廠。

以上是其中揚州揚杰電子科技股份有限公司《PD快充應(yīng)用領(lǐng)域MOSFET淺談分享》的精彩演講。
充電頭網(wǎng)總結(jié)
揚杰科技分享了由鯨芯與充電頭網(wǎng)的手機充電器市場發(fā)展趨勢 (PD快充)調(diào)研分析,預(yù)測最近幾年P(guān)D快充的發(fā)展趨勢是120W以上小體積、高密度的快充,并且從原來的手機快充覆蓋到充氣泵、顯示器、電動工具、個人護理、新能源汽車、戶外電源、TWS耳機、POS機、寵物用品、電子霧化器等十大市場,實現(xiàn)PD快充的跨領(lǐng)域普及。同時手機UFCS快充協(xié)議將不斷普及,提高人們手機充電的便攜性,使用一個廠商的充電器即可實現(xiàn)“一充多用”。
揚杰科技通過PD快充應(yīng)用的MOSFET,向大家展示了多款揚杰科技在充電器領(lǐng)域的多款產(chǎn)品方案。揚杰科技的11家工廠,其中揚州本土的4大工廠就可以實現(xiàn)從流片到封裝,實現(xiàn)從原材料硅晶棒到交付給客戶的MOSFET。是中國唯一,深度垂直一體化全產(chǎn)業(yè)鏈 (IDM) 企業(yè),品質(zhì)保證下持續(xù)成本優(yōu)化和供應(yīng)保障能力。
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