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,匯聚數百家知名企業參展。此次展會以推動充電行業交流與發展,打造一個關于技術交流的平臺為目的,通過對行業的發展趨勢的交流和相互間的技術交流,尋找產業升級新機遇,研判未來趨勢,商討行業觀點并深化合作,結合國內外經濟發展情況,推動構建產業間的相互合作。
2023年08月23日,由充電頭網發起的2023(秋季)亞洲快充大會在深圳福田會展中心舉行,匯聚了眾多國內外眾多半導體產業鏈的專家、學者、企業代表等半導體領域的大咖,互相交流半導體技術和半導體未來的發展趨勢,為大家分享最新半導體領域的技術和干貨,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快充應用領域MOSFET淺談分享》為主題的精彩演講,嘉賓直接從揚杰科技的MOSFET優勢及發展開始講起,揚杰科技是中國唯一,深度垂直一體化全產業鏈 (IDM) 企業,揚杰的產品從硅晶棒到功率器件,范圍覆蓋整個產業鏈。于此同時,揚杰的MOSFET產品豐富,可滿足不同功率的PD快充應用。

擔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務拓展經理郭宗將先生。
郭宗將先生于2001-2008年從事電源開發設計,是國內早期從業消費類電源行業的資深工程師。2008-2013年任職于外企單位從事FAE技術支持,曾擔任安森美,仙童,艾默生等知名外企產品技術支持和技術行銷。2014年至今近十年時間一直從事消費類電源充電器領域技術營銷及市場相關工作。經歷見證了行業從普充到快充到PD的發展歷程。

本次演講共分為行業發展趨勢、PD充電器MOSFET應用介紹、揚杰MOSFET優勢及發展3個部分。

第一部分是手機充電器行業發展趨勢。

手機充電器市場發展趨勢 (PD快充)。據鯨芯與充電頭網的調研分析,PD快充市場未來幾年的大致方向,預計到2024年快充市場出貨量將達到15億只;國內充電器廠商將兼容到UFCS協議,實現一充多用;第三方品牌將從2020年的1%增加到30%,筆充預計將被多口PD取代;PD快充迎來功率的“軍備競賽”,240W、300W快充發布;快充的充電標準將逐漸被完全統一到PD協議;GaN將成為大功率充電方案的標配;SiC將在大功率PD充電方案中普遍應用;大功率快充對被動元器件提出更高的性能要求。
22年開始快充技術已經從最初的手機出發,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協會成立,并發布移動終端融合快速充電技術規范即UFCS,標志著我國正式擁有自己的快充兼容標準,并兼容PD和OC協議。未來幾年國內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等第三代半導體技術,同步整流方案等的普遍應用,手機充電器體積將會更加小型化,功率密度更大,更加節能,用戶體驗感更好。除了手機充電器,該方案還可以應用在其他適配器上。

隨著充電器內部的第三代半導體、MOSFET、同步整流、智能芯片等技術優化,會帶來損耗更低、體積更小、功率密度更高的產品。傳統的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,轉換效率更高。

QR準諧振模式及有源鉗位ACF拓撲技術應用,充電器效率進一步提升,發熱量更低,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技術的成熟,將MOS導通阻抗低、發熱量小、開關速度快的優勢成功應用到次級整流電路,使得電源發熱量大幅下降,可靠性更高,體積更小。未來,低壓GaN MOS的應用,將進一步降低次級開關損耗,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),優勢明顯。

第二部分是手機充電器MOSFET應用介紹。

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

第二個是YJ PD 120W(PFC+SR)應用案例。

在快充輸出V-BUS/Buck開關方案中,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,經過100%的UIS測試,100%的VDS測試。

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

YJG110G10A vs **6220 -應用對比測試(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*6220與YJG110G10A對應的效率相近。

YJG110G10A與**6220的應用對比測試(溫升對比),在環境溫度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兩款樣品的內部結構對比,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,可以加快產品的生產,縮短交付給客戶產品的時間。

***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品的連接應用。

***6220、YJG110G10A兩款樣品的靜態直流參數對比,根據測試的數據可以看到 YG110G10A靜態關鍵參數明顯優于***6220,導通特性更好。

***6220、YJG110G10A兩款樣品的動態參數對比,YG110G10A動態關鍵參數明顯優于***6220,開關特性優。

第三部分是揚杰MOSFET優勢及發展。

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

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快充應用領域MOSFET淺談分享》的精彩演講。
充電頭網總結
揚杰科技分享了由鯨芯與充電頭網的手機充電器市場發展趨勢 (PD快充)調研分析,預測最近幾年PD快充的發展趨勢是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PD快充的跨領域普及。同時手機UFCS快充協議將不斷普及,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“一充多用”。
揚杰科技通過PD快充應用的MOSFET,向大家展示了多款揚杰科技在充電器領域的多款產品方案。揚杰科技的11家工廠,其中揚州本土的4大工廠就可以實現從流片到封裝,實現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業鏈 (IDM) 企業,品質保證下持續成本優化和供應保障能力。
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