ด้วยการมาถึงของยุค 5G ความต้องการพลังงานของโทรศัพท์มือถือก็เริ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งนำไปสู่การใช้งานแบตเตอรี่ที่สูงขึ้นเรื่อยๆ สำหรับโทรศัพท์ที่ทรงพลังยิ่งขึ้น และโทรศัพท์มือถือก็ถูกใช้เพื่อการเล่นเกมและการสตรีมมากขึ้นเรื่อยๆ

ผู้ผลิตโทรศัพท์มือถือได้สร้างนวัตกรรมที่ยอดเยี่ยมทั้งในด้านขนาด หน้าจอแสดงผล และประสิทธิภาพของกล้อง ในขณะที่ฟังก์ชั่นและประสิทธิภาพได้รับการปรับปรุง แต่การใช้พลังงานก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ปัญหาทั่วไปในการชาร์จวันละครั้งนั้นแก้ไขได้ยาก และอายุการใช้งานแบตเตอรี่ส่งผลต่อประสบการณ์การใช้งานที่ยาวนาน การเพิ่มความจุของแบตเตอรี่ไม่สามารถแก้ปัญหาอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้อย่างสมบูรณ์ และเวลาในการชาร์จที่สั้นลงได้กลายเป็นหนึ่งในแนวทางในการปรับปรุงโทรศัพท์มือถือ

คำอธิบาย: Jefferay Lawton ผู้จัดการฝ่ายการตลาดผลิตภัณฑ์ ON Semiconductor

iPhone12 หรือยกเลิกอะแดปเตอร์จ่ายไฟมาตรฐาน? งานรื่นเริงของผู้ผลิตอุปกรณ์เสริมกำลังจะมา?

ในปี 2019 ผู้ผลิตโทรศัพท์มือถือ เช่น บริษัท เทคโนโลยีชั้นนำของจีนอย่าง Xiaomi, OPPO และ VIVO ได้เริ่มกำหนดมาตรฐานเครื่องชาร์จเร็วกำลังสูง และอุปกรณ์พลังงานที่เกี่ยวข้อง การควบคุมหลัก ไดรเวอร์ ชิปโปรโตคอล การจัดการพลังงาน และแม้แต่อุปกรณ์แบบพาสซีฟก็เริ่มได้รับการเสนอให้เป็นไปตามนั้น ข้อกำหนดใหม่ เมื่อวันที่ 15 กันยายน Apple ได้เปิดตัว Apple Watch รุ่นใหม่ จากข้อมูลที่แสดงบนเว็บไซต์อย่างเป็นทางการ Apple Watch รุ่นใหม่ยังคงมาพร้อมกับสายชาร์จแบบแม่เหล็กยาว 1 เมตร แต่ไม่มีอะแดปเตอร์ไฟ 5W ที่ให้มาก่อนหน้านี้ในกล่อง นึกถึงข่าวลือในอุตสาหกรรม - iPhone รุ่นใหม่ที่จะมาถึงจะยกเลิกอะแดปเตอร์ไฟมาตรฐานเช่นกัน

การยกเลิกอะแดปเตอร์จ่ายไฟมาตรฐานสำหรับผลิตภัณฑ์ Apple อาจนำมาซึ่งโอกาสมหาศาลแก่อุตสาหกรรมหัวชาร์จ จากข้อมูลของบริษัทวิจัย Omdia ระบุว่า Apple จัดส่งสมาร์ทโฟน iPhone 37.7 ได้ประมาณ 11 ล้านเครื่องทั่วโลกในช่วงครึ่งแรกของปี 2020 ซึ่งมากกว่าคู่แข่งอันดับถัดไปถึง 26 ล้านเครื่อง หาก iPhone ใหม่ยกเลิกอะแดปเตอร์แปลงไฟมาตรฐาน ความต้องการอะแดปเตอร์แปลงไฟหลายสิบล้านรายการจะถูกเผยแพร่ให้กับผู้ผลิตอะแดปเตอร์แปลงไฟบุคคลที่สาม

Jeffrey Lawton ผู้จัดการฝ่ายการตลาดผลิตภัณฑ์ของ ON Semiconductor กล่าวว่าตลาดการชาร์จเร็วกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยถูกครอบงำโดยผู้ผลิตโทรศัพท์มือถือในเอเชียและผู้เล่นในตลาดชิ้นส่วนซ่อมแซมบุคคลที่สาม ตลาดมีเพิ่มขึ้นกว่าสองเท่าในปี 2020 เขาคาดว่าที่ชาร์จโทรศัพท์มาตรฐานจะเพิ่มกำลังไฟได้สามหรือสี่เท่า ตั้งแต่ 15W ถึง 50 หรือ 60W โดยโทรศัพท์บางรุ่นได้รับการออกแบบมาให้รองรับการชาร์จเกิน 100W ในระยะเวลาอันสั้น “ในอดีต ผู้ผลิตบุคคลที่สามครองเครื่องชาร์จพลังงานสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยการนำเสนอเครื่องชาร์จที่มีเอาต์พุต USB หลายตัว ในขณะที่ผู้ผลิตโทรศัพท์เปิดตัวโทรศัพท์ที่รองรับ 5G เราจะเห็นว่าพวกเขามีเครื่องชาร์จพลังงานสูงมากขึ้น” Jeffrey Lawton กล่าว

จากการประมาณการของ Yi Changgen ซีอีโอของบริษัท Chengdu Silicon Power Technology Co., Ltd. พบว่ามีผู้ผลิตเครื่องชาร์จแบรนด์ดังในประเทศรายใหญ่หลายร้อยราย และผู้ผลิตรายย่อยหลายพันราย ซึ่งส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในเซินเจิ้น ครอบคลุมผู้ผลิตแบรนด์ไปจนถึงโรงหล่อและห่วงโซ่อุตสาหกรรมครบวงจร จากมุมมองของความต้องการ สินค้าอุปโภคบริโภค เช่น โทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ต โน้ตบุ๊ก และเครื่องใช้ในบ้านขนาดเล็ก ล้วนใช้เครื่องชาร์จ และตลาดมีขนาดค่อนข้างใหญ่ นอกจากนี้ เขาเชื่อว่าอินเทอร์เฟซของผลิตภัณฑ์เครื่องชาร์จในอนาคตจะเข้าใกล้ Type C มากขึ้น Type C เป็นอินเทอร์เฟซมาตรฐานซึ่งมีขนาดเล็กและสามารถเชื่อมต่อได้ทั้งสองทิศทาง Type C ที่ติดตั้งโปรโตคอล USB PD ถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ขนาด 100W

Yi Changgen ซีอีโอของ Chengdu Silicon Power Technology Co., Ltd. เชื่อว่าเนื่องจากการชาร์จแบบเร็วพลังงานสูงมีข้อดีหลายประการ การพัฒนาตลาดจึงไม่สามารถหยุดยั้งได้ การชาร์จอย่างรวดเร็วพลังงานสูงในปัจจุบันไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของการผลิตไฟฟ้าเท่านั้น ผลิตภัณฑ์ชาร์จเร็วมีความเหมาะสมมากกว่า ไม่เพียงแต่ชาร์จเร็วเท่านั้น แต่ยังอัจฉริยะอีกด้วย

พูดง่ายๆ ก็คือ ที่ชาร์จแบบเดียวกันนี้สามารถชาร์จเครื่องปลายทางของผู้บริโภคได้ เช่น โทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ต และคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่น เมื่อเชื่อมต่อโทรศัพท์มือถือ โทรศัพท์มือถือจะส่งคำแนะนำไปยังเครื่องชาร์จ และหลังจากปลายทั้งสอง "จับมือ" ก็จะให้พลังงาน แรงดัน และกระแสที่เหมาะสม ในทำนองเดียวกัน เมื่อเชื่อมต่อแท็บเล็ตหรือแล็ปท็อป เครื่องจะให้พลังงานการชาร์จที่สอดคล้องกันตามคำแนะนำด้วย ซึ่งเทียบเท่ากับเครื่องชาร์จที่มีอินเทอร์เฟซหลายแบบ และอุปกรณ์ชาร์จเหมาะสำหรับอุปกรณ์ปลายทางต่างๆ

หมายเหตุ: Yi Changgen ซีอีโอของ Chengdu Silicon Power

จากการชาร์จแบบเร็ว PD ให้เปลี่ยนการชาร์จเป็นชิปโปรโตคอล ผู้เล่นที่ใช้ชิปชาร์จเร็วจะเข้ามาถือหุ้น

ความต้องการของผู้ผลิตอุปกรณ์ชาร์จเร็วจำนวนมากยังนำไปสู่การพัฒนาชิปชาร์จเร็วอย่างแข็งแกร่ง การยกเลิกเครื่องชาร์จมาตรฐานของ Apple มีข้อควรพิจารณาด้านต้นทุน ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าเป็นทางเลือกที่น่าอับอายและชาญฉลาด แม้ว่าต้นทุนของเครื่องจักรทั้งหมดจะลดลง แต่ยังทำให้บรรจุภัณฑ์ง่ายขึ้นและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ในทางกลับกัน ยังสะท้อนถึงต้นทุนที่สูงของการชาร์จแบบเร็วกำลังสูง ซึ่งส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีราคาสูง ปัจจัยด้านต้นทุนยังเป็นปัญหาที่ผู้เล่นที่เข้าสู่ตลาดการชาร์จเร็วกำลังสูงต้องพิจารณาด้วย

ปัจจุบันมีผู้ผลิตหลายรายเข้าสู่ตลาดการชาร์จเร็วพลังงานสูง Lin Chengwen ผู้จัดการธุรกิจของ Jianbo Microelectronics (Shenzhen) Co., Ltd. กล่าวว่าภายใต้หลักประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ เพื่อที่จะโดดเด่นนั้น ขึ้นอยู่กับต้นทุนผลิตภัณฑ์ ในบรรดาผลิตภัณฑ์ชาร์จเร็วพลังงานสูงของผู้ผลิตหลายราย ผู้ผลิตพยายามอย่างเต็มที่เพื่อให้ผลิตภัณฑ์เข้ากันได้ มีความยืดหยุ่น และใช้งานง่าย แต่สุดท้ายแล้ว พวกเขาจะต้องควบคุมต้นทุนของผลิตภัณฑ์เพื่อให้ได้ราคาที่ยอมรับได้และแข่งขันได้สำหรับผู้บริโภค .

ตำนาน: Lin Chengwen ผู้จัดการธุรกิจของ Jianbo Microelectronics (Shenzhen) Co., Ltd.

นอกจากราคาแล้ว ความเข้ากันได้ของผลิตภัณฑ์ยังเป็นกุญแจสำคัญต่อประสบการณ์ของผู้บริโภคอีกด้วย ตามรายงาน Jianbo Micro ได้พัฒนาชิปชาร์จเร็วที่รองรับ PD ซึ่งมีกำลังสูงถึง 100W ซึ่งได้รับการถอดเทปออกและคาดว่าจะเปิดตัวในช่วงครึ่งหลังของปี

Chengdu Silicon Power Technology Co., Ltd. ก่อตั้งขึ้นในเมืองซานโฮเซ่ เมืองซิลิคอนแวลลีย์ ประเทศสหรัฐอเมริกา ในปี 2017 และก่อตั้งขึ้นอย่างเป็นทางการในเมืองเฉิงตู ประเทศจีน เมื่อเดือนพฤศจิกายน 2019 ผู้ก่อตั้งทั้งหมดมาจากบริษัทเซมิคอนดักเตอร์ชื่อดังของอเมริกา บริษัทมุ่งเน้นไปที่สามด้านของการวิจัยและพัฒนาชิปและการขาย: ประการแรก การวางตำแหน่งชิปการจัดการพลังงานอัจฉริยะระดับไฮเอนด์ การเติมเต็มช่องว่างในประเทศ การบรรลุเป้าหมายในการเปลี่ยนชิประดับไฮเอนด์ในสหรัฐอเมริกาให้สมบูรณ์แบบ ทำลายการผูกขาดของตลาดอเมริกา และถอดรหัสชิปที่ถูกจำกัดบางส่วนในสงครามการค้า ประการที่สอง ค้นหาชิปการจัดการพลังงานต่ำเพื่อให้ชิปมีความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้นและการสแตนด์บายที่ยาวนานเป็นพิเศษสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาต่างๆ ประการที่สาม ค้นหาชิปชาร์จเร็ว Type C และ PD และออกแบบซีรีส์ชิป PD เช่น AC-DC ที่ควบคุมด้วย PWM, SR การแก้ไขแบบซิงโครนัส, รอบการทำงาน 100% DC-DC และโปรโตคอลที่เข้ากันได้เต็มรูปแบบของ PD รอบการชาร์จเร็ว PD

มีรายงานว่า Silicon Power ได้รับการยอมรับจากลูกค้ารายใหญ่หลายราย ตัวอย่างเช่น ความร่วมมือกับ Xiaomi และ Baseus อยู่ในขั้นตอนการจัดส่งตัวอย่าง และประสบความสำเร็จในการเข้าสู่ห่วงโซ่อุปทานของแบรนด์ขั้วชาร์จกระแสหลัก เพื่อขยายการใช้งานผลิตภัณฑ์ บริษัทในเครือ Ivan Microelectronics ให้การสนับสนุนทางเทคนิคและบริการพัฒนาโซลูชันแก่ลูกค้า

ภายใต้การโฆษณาที่ไม่เหมาะสมของผู้ผลิตโทรศัพท์มือถือ แนวคิดเรื่องการชาร์จอย่างรวดเร็วจึงเป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวาง ในยุคของฟีเจอร์โฟน ชิปชาร์จเชิงเส้นสามารถตอบสนองความต้องการการชาร์จในปัจจุบันที่ 800mA ถึง 1A ในยุค 3G/4G ข้อเสียของประสิทธิภาพการแปลงต่ำและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของชิปชาร์จเชิงเส้นได้เกิดขึ้น การชาร์จแบบสวิตชิ่งได้ค่อยๆ มาแทนที่การชาร์จแบบเชิงเส้นและกลายเป็นกระแสหลัก ชิปชาร์จ Switch ได้ค่อยๆ ขยายจากโทรศัพท์มือถือไปสู่ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เช่น หูฟัง TWS บุหรี่ไฟฟ้า และเครื่องบันทึกเสียง

ตำนาน: Ou Xinhua ผู้จัดการทั่วไปของ Shanghai Xinyong Electronic Technology Co., Ltd.

Ou Xinhua ผู้จัดการทั่วไปของบริษัท Shanghai Xinyong Electronic Technology Co., Ltd. เปิดเผยว่า Xindao พัฒนาชิปชาร์จแบบสวิตชิ่งเมื่อต้นปี 2016 โดยมีประสิทธิภาพ 92-95% ซึ่งเป็นชิปพลังงานหลักสำหรับการชาร์จที่รวดเร็ว ขับเคลื่อนด้วยกระแสการชาร์จพลังงานสูง โทรศัพท์มือถือจึงต้องการกระแสไฟชาร์จที่มากขึ้น โทรศัพท์มือถือมีแนวโน้มที่จะใช้ชิปชาร์จแบบสลับสองหรือสามตัว ตัวอย่างเช่น โทรศัพท์มือถือที่มีสเปคการชาร์จ 120W จะใช้ชิปชาร์จแบบสวิตชิ่ง 40 ตัว ซึ่งแต่ละชิปรองรับพลังงาน 1.0W Coreguide ยังรวมโปรโตคอลการชาร์จสำหรับผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง เช่น โปรโตคอลการชาร์จด่วน MediaTek PE2.0/2.0 และ QCXNUMX ของ Qualcomm

ตามรายงาน หากชิปชาร์จแบบสวิตชิ่งปัจจุบันถูกหารด้วยกระแสไฟชาร์จ ผลิตภัณฑ์ชิปชาร์จหลักยังคงเป็นผลิตภัณฑ์ 1.5A, 2A และ 3A และผู้ผลิตเครื่องชาร์จส่วนใหญ่ใช้ชิปของไต้หวัน และซัพพลายเออร์บนแผ่นดินใหญ่ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ 1.5A มี ตลาดแห่งหนึ่ง แบ่งปันชิปชาร์จสวิตช์ 1.5A, 2A ทำเงินได้ 1-2 ดอลลาร์สหรัฐฯ

นอกจากผู้ผลิตที่มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งในสาขาพาวเวอร์ซัพพลายแล้ว ยังมีบริษัทที่ขยายสาขาไปสู่สาขาการชาร์จอย่างรวดเร็วจากสาขาอื่นๆ อีกด้วย ยกตัวอย่างผลิตภัณฑ์ของ Nanjing Qinheng Microelectronics โดยเริ่มแรกเป็นชิปอินเทอร์เฟซ USB และสุดท้ายขยายเป็นชิปโปรโตคอล USB PC ชิปโปรโตคอลส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นชิปชาร์จและชิปรับพลังงาน คุณลักษณะหนึ่งของผลิตภัณฑ์คือชิปตัวเดียวสามารถรวมโปรโตคอลการชาร์จที่รวดเร็วหลายรายการเพื่อให้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายมีความเข้ากันได้สูง ผลิตภัณฑ์ทั่วไปประกอบด้วยชิปโปรโตคอลการชาร์จเร็วหลาย USB PD CH236 ที่ปลายการชาร์จ และชิปโปรโตคอลการชาร์จเร็วหลาย USB PD CH224 ที่ปลายรับพลังงาน ) ชิปหลายโปรโตคอล CH237 ฉินเหิงเว่ยกล่าวว่าชิปโปรโตคอลที่ด้านรับพลังงานสามารถเปิดใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ไม่รองรับโปรโตคอล PD ในตอนแรก เช่น ลำโพง เครื่องมือไฟฟ้า และเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กอื่นๆ เพื่อรองรับการชาร์จที่รวดเร็ว ในเวลาเดียวกัน โปรโตคอล PD เหมาะสำหรับการชาร์จแบบไร้สาย และชิปโปรโตคอลขนาดเล็กช่วยปรับปรุงการรวมผลิตภัณฑ์เทอร์มินัล เช่น Qinheng Micro CH246 คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์รองรับ PD, BC และโปรโตคอลอื่นๆ ไดรเวอร์ MOS ฟูลบริดจ์ในตัว วงจรตัวรับส่งสัญญาณไร้สายและอุปกรณ์ต่อพ่วงทำได้ง่ายขึ้น จึงช่วยลด BOM ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ในฐานะบริษัทอายุ 6 ปี อัตราการเติบโตแบบทบต้นต่อปีของ Yingjixin ตั้งแต่ปี 2015 ถึง 2019 อยู่ที่ 151% ซึ่งครองอันดับหนึ่งในส่วนแบ่งตลาดโลกของอุตสาหกรรมพลังงานเคลื่อนที่ โดยมีส่วนแบ่งตลาดมากกว่า 60% นอกจากชิปพลังงานเคลื่อนที่แล้ว ผลิตภัณฑ์ของ Yingjixin ยังครอบคลุมถึง 2015 ประเภท ได้แก่ ชิปการจัดการพลังงาน ชิปการจัดการแบตเตอรี่ SOC สำหรับการชาร์จแบบไร้สาย PMU และชิปอินเทอร์เฟซ นับตั้งแต่การเปิดตัวชิปที่ผลิตจำนวนมากตัวแรกในปี 1 จนถึงปัจจุบัน มีการจัดส่งชิปโดยรวมเกิน XNUMX พันล้านชิ้น

ที่งาน "10th Songshan Lake China IC Innovation Summit Forum" ซึ่งจัดขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้โดย China Semiconductor Industry Association Integrated Circuit Design Branch และ VeriSilicon Microelectronics (Shanghai) Co., Ltd. Peng Feng ผู้อำนวยการฝ่ายการตลาดของบริษัท Yingjixin Technology Co., Ltd. ได้แนะนำบริษัท ชิปชาร์จเร็วกำลังสูง IP5388

ตำนาน: Peng Feng ผู้อำนวยการฝ่ายการตลาดของ Yingjixin Technology Co., Ltd.

Peng Feng กล่าวว่า IP5388 เป็นชิปชาร์จเร็ว BUCK/BOOST ที่ผสานรวมมากที่สุดในโลก โดยมีตัวควบคุม Buck-boost/พลังงาน MOS/MCU/TypeC PD PHY ในตัว ฯลฯ โปรโตคอลการชาร์จเร็วพลังงานสูงล่าสุดสำหรับแบรนด์โทรศัพท์มือถือชั้นนำ . สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในแหล่งจ่ายไฟมือถือกำลังสูง, เครื่องชาร์จ GaN ความหนาแน่นสูง, การชาร์จเร็วสุดและสาขาอื่น ๆ

ตามรายงาน ขอบ BOM ทั้งหมดของ IP5388 มีความคล่องตัวมาก ยกเว้นตัวต้านทานและตัวเก็บประจุบางตัว มีเพียงการสลับเส้นทางบางส่วนเท่านั้น ในขณะเดียวกันก็มีโปรโตคอลการชาร์จเร็วต่างๆ ในตัว การอัพเกรดซ้ำได้อย่างราบรื่นสามารถทำได้ด้วย MCU ในตัว ในขณะเดียวกันก็รองรับส่วนขยายส่วนบุคคลบางส่วนด้วย ตัวอย่างเช่น ลูกค้าบางรายจะพัฒนาฟังก์ชันของตนเองตามความต้องการส่วนบุคคลของตนเอง Peng Feng กล่าวว่า มีชิปชาร์จเร็ว BUCK/BOOST แบบสองทางที่ผลิตจำนวนมากไม่เกินสามตัวในจีนแผ่นดินใหญ่ และ Yingjixin ก็เป็นหนึ่งในนั้น ซัพพลายเออร์ชิปโปรโตคอลการชาร์จอย่างรวดเร็ว ได้แก่ Cypress, Huinengtai, Tianyu, Yingjixin, Zhirong, Nanxin, Youwei, Weiquan และผู้ผลิตรายอื่น IC โปรโตคอลการชาร์จเร็วของ Yingjixin ขึ้นอันดับหนึ่งในประเทศจีน และได้ร่วมมือกับเครื่องชาร์จโทรศัพท์มือถือหลายยี่ห้อ เช่น Xiaomi, OPPO, Samsung Vivo และอื่นๆ Peng Feng แสดงความหวังว่าจะต้องใช้เวลาอีกปีหนึ่งในการขึ้นเป็นอันดับหนึ่งของโลก

การออกแบบชิปชาร์จเร็วนั้นแยกออกจากอุปกรณ์แยกที่อยู่รอบๆ ไม่ได้ ตามที่ Jefferay Lawton ผู้จัดการฝ่ายการตลาดผลิตภัณฑ์ของ ON Semiconductor กล่าวว่า ON Semiconductor จัดหาส่วนประกอบหลักทั้งหมดสำหรับการชาร์จอย่างรวดเร็วกำลังสูง รวมถึงตัวควบคุมการแก้ไขตัวประกอบกำลัง (PFC) ตัวควบคุมการปรับความกว้างพัลส์ (PWM) ไดรเวอร์วงจรเรียงกระแสแบบซิงโครนัส การชาร์จ USB PD ตัวควบคุม ออปโตคัปเปลอร์ และ MOSFET โซลูชันล่าสุดประกอบด้วยตัวควบคุม PFC NCP1622, ตัวควบคุม flyback กึ่งเรโซแนนซ์ NCP1342, ตัวควบคุม flyback แบบแคลมป์ที่ใช้งานอยู่ NCP1568, ตัวควบคุมการชาร์จ FUSB3307 USB PD 3.0 และไดรเวอร์ตัวเรียงกระแสซิงโครนัส NCP4306 ON Semiconductor ยังเป็นหนึ่งในซัพพลายเออร์ไม่กี่รายที่นำเสนอทุกอย่างตั้งแต่ไดโอดไปจนถึงตัวควบคุม PWM แบบเรโซแนนซ์ที่ซับซ้อนสำหรับการออกแบบอะแดปเตอร์

แนวโน้มเทคโนโลยี: โปรโตคอล PD จะรวมโลกเป็นหนึ่งเดียวหรือไม่

จากมุมมองทางเทคนิค เมื่อมีการอัปเกรดผลิตภัณฑ์เทอร์มินัล สิ่งที่ซัพพลายเออร์และผู้ผลิตชิปต้องทำคือการลบชิปและลดอุปกรณ์ต่อพ่วง เพื่อให้ลูกค้าปลายทางสามารถรวมชิปเข้ากับเทอร์มินัลได้ดีขึ้นและเร็วขึ้น ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับเครื่องชาร์จ เช่น วงจรเรียงกระแส ไดรเวอร์ MOS ฯลฯ จะยังคงทำซ้ำต่อไปด้วยความนิยมในการชาร์จแบบเร็วกำลังสูง Yi Changgen เชื่อว่า 100W และ 120W มีขนาดใหญ่เพียงพอสำหรับเครื่องชาร์จของผู้บริโภคเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานของคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กและเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านขนาดเล็ก และการใช้พลังงานที่สูงขึ้นนั้นไม่มีความหมาย

เมื่อถูกถามว่าการชาร์จเร็วกำลังสูงจะเป็นไปตามวิถีการพัฒนาโทรศัพท์มือถือแบบน็อคออฟหรือไม่ ยี่ ชางเกนกล่าวว่าโทรศัพท์มือถือแบบน็อคออฟในฐานะผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์นั้นมีโซลูชั่นที่สมบูรณ์ วิธีแก้ปัญหาหนึ่งสามารถขายได้โดยการเปลี่ยนเปลือกและติดกับยี่ห้ออื่น มีโครงร่างแบบจำลองสาธารณะรุ่นสาธารณะ ความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ชัดเจน และผู้ผลิตปลายน้ำมีบทบาทในการประกอบมากขึ้น

ความแตกต่างก็คือการชาร์จแบบเร็วกำลังสูงต้องการให้ผู้ผลิตต้องมีความสามารถในการวิจัยและพัฒนาชิปและผลิตภัณฑ์ และต้องใช้เวลาหลายปีในการฝึกฝนทางเทคนิค แม้ว่าจะใช้ส่วนประกอบเดียวกัน แต่คุณภาพที่แตกต่างของผลิตภัณฑ์ต่างๆ ก็ยังคงมีอยู่ จะเห็นได้ว่าสเปกปัจจุบันยังเป็นฟังก์ชัน 20W และช่วงราคาของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันก็มีมาก ดังนั้นกลยุทธ์ผลิตภัณฑ์ที่ผู้ผลิตชาร์จเร็วกำลังสูงนำมาใช้จึงไม่เหมือนกันซึ่งไม่สามารถเปรียบเทียบกับโทรศัพท์มือถือในกระท่อมได้

Jefferay Lawton ผู้จัดการฝ่ายการตลาดผลิตภัณฑ์ของ ON Semiconductor เชื่อว่าอาจมีความท้าทายทางเทคนิคบางประการในการพัฒนาการชาร์จพลังงานสูง ความสามารถหลักในการจัดการการแปลงพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงาน ที่ชาร์จปัจจุบันน่าจะอยู่ที่ประมาณ 15W การกระโดดเป็น 45W หรือ 100W หมายถึงการจ่ายไฟ 3x ถึง 7x ผู้บริโภคไม่ต้องการเห็นที่ชาร์จของตนเพิ่มขนาดขึ้น 7 เท่า! ความสามารถในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความหนาแน่นของพลังงานหมายความว่าอุปกรณ์เหล่านี้จะได้รับประโยชน์สูงสุดจากความสามารถในการจ่ายพลังงานในระดับที่สูงขึ้นโดยไม่ต้องเพิ่มขนาดของเครื่องชาร์จ ซึ่งสามารถทำได้ผ่านการสลับความถี่ที่สูงขึ้นและการบูรณาการที่สูงขึ้นของโทโพโลยีการแปลงพลังงานที่ประหยัดพลังงานมากขึ้น เช่น flyback กึ่งเรโซแนนซ์ความถี่สูงและ flyback แบบแอกทีฟแคลมป์ เขากล่าวว่า ON Semiconductor เป็นบริษัทเซมิคอนดักเตอร์เพียงแห่งเดียวที่นำเสนอทั้งโทโพโลยีในตลาดนี้

นอกจากนี้ยังมีโปรโตคอลการชาร์จเร็วต่างๆ ในอุตสาหกรรมการชาร์จเร็วกำลังสูง รวมถึง USB-PD, Qualcomm QC, OPPO VOOC, บริษัทเทคโนโลยีชั้นนำของจีน SCP/FCP, MediaTek PE เป็นต้น ในอดีต Apple ได้เพิ่มกระแสไฟของโทรศัพท์มือถือเป็น 1A และกระแสไฟของแท็บเล็ตเป็น 2.4A และ Samsung ได้เพิ่มกระแสไฟเป็น 2A โดยทั้งคู่ใช้พลังงานจาก 5V ต่อมาการชาร์จแรงดันสูง Qualcomm QC 2.0 และ QC 3.0 ได้แข่งขันกับการชาร์จกระแสไฟสูง VOOC ของ Oppo อย่างไรก็ตาม VOOC ต้องใช้สายเคเบิลที่เป็นกรรมสิทธิ์และมีราคาสูงกว่า เนื่องจาก Qualcomm ไม่ได้เปิดมาตรฐานให้กับทุกคน Samsung จึงได้สร้าง Adaptive Fast Charging (AFC) ขึ้นเองและบริษัทเทคโนโลยีชั้นนำของจีนได้สร้าง Fast Charging Protocol (FCP) และ Super Charge (SCP) ขึ้น โปรโตคอลสามตัวหลัง ได้แก่ AFC, FCP และ SCP ถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือของ ON Semiconductor และอยู่บนขั้วต่อมาตรฐาน A และ Micro-B แบบดั้งเดิมทั้งหมด

หนึ่งในนั้นคือ USB PD (ชื่อเต็มว่า USB-Power Delivery) เป็นหนึ่งในโปรโตคอลการชาร์จด่วนกระแสหลักในปัจจุบัน ซึ่งสามารถใช้สำหรับการรับส่งข้อมูล รวมถึงการชาร์จและการคายประจุพลังงานสูง ผลิตภัณฑ์ชาร์จเร็วส่วนใหญ่เข้ากันได้กับโปรโตคอลนี้ อินเทอร์เฟซที่รองรับ PD ส่วนใหญ่เป็น TypeC แต่ไม่ใช่อินเทอร์เฟซ TypeC ทั้งหมดที่รองรับโปรโตคอลการชาร์จ PD โปรโตคอล USB PD ไม่เพียงแต่ใช้สำหรับการชาร์จโทรศัพท์มือถือเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้กับแหล่งจ่ายไฟมือถือเพื่อจ่ายไฟให้กับคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กได้อีกด้วย เพื่อเชื่อมต่อจอภาพพีซีและโฮสต์

แล้ว USB PD จะรวมมาตรฐานการชาร์จที่รวดเร็วหรือไม่

Jefferay Lawton ผู้จัดการฝ่ายการตลาดผลิตภัณฑ์ของ ON Semiconductor เชื่อว่าคำตอบคือใช่ เนื่องจาก USB PD สร้างมาตรฐานบนตัวเชื่อมต่อ USB-C จึงมีมาตรฐานเปิดแบบรวมที่ช่วยให้ชาร์จแรงดันไฟฟ้าสูงได้ไม่เพียงแต่สำหรับโทรศัพท์มือถือเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแล็ปท็อปและแท็บเล็ตด้วย ผู้ผลิต OEM ยังคงสามารถสร้างความแตกต่างของผลิตภัณฑ์ได้ผ่านทาง Vendor Defined Message (VDM) ในสแต็กโปรโตคอลการสื่อสาร PD Qualcomm, Apple และ Samsung ได้เข้าร่วมแล้ว ดังนั้นพวกเขาจึงมาบรรจบกันที่เทรนด์ของ USB PD

อย่างไรก็ตาม OPPO, Xiaomi และ Vivo ยังคงผลักดันมาตรฐานที่เป็นกรรมสิทธิ์ของพวกเขา และเวลาจะบอกได้ว่าพวกเขาปฏิบัติตามมาตรฐาน USB-C/USB-PD หรือไม่ และใช้ USB PD กับ VDM ON Semiconductor มีส่วนร่วมในเทรนด์นี้สำหรับผลิตภัณฑ์ USB PD 3.0 ที่มี PD Programmable Power Supply (PPS) ซึ่งได้รับการปรับให้เหมาะกับระดับพลังงานและคุณสมบัติต่างๆ เพื่อรองรับสเปกตรัมการชาร์จเร็วทั้งหมดที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้

ค่าใช้จ่ายแพงเกิน GaN fast charge เมื่อไรจะได้รับความนิยม?

ด้วยความที่เทคโนโลยีของผู้ผลิตชิปเติบโตอย่างค่อยเป็นค่อยไป การปรับปรุงกำลังการผลิตและการลดราคา ฯลฯ ประตูของอุปกรณ์จ่ายไฟ GaN สู่ผู้ใช้ผู้บริโภคจึงได้เปิดออกอีกครั้ง ความต้องการอุปกรณ์เทอร์มินัลอัจฉริยะเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้อุปกรณ์จ่ายไฟ GaN (แกลเลียมไนไตรด์) ได้รับความนิยม

ปัจจุบันมีโทรศัพท์มือถือไม่กี่รุ่นที่จำหน่ายระบบชาร์จพลังงานสูง GaN (แกลเลียมไนไตรด์) GaN มีคุณสมบัติที่ดีกว่าวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอน (Si) แบบดั้งเดิม และถูกนำมาใช้ในการผลิตทรานซิสเตอร์ แอมพลิฟายเออร์ ไดโอด และส่วนประกอบอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านพลังงาน ในด้านอุปกรณ์ GaN ช่วยให้เครื่องชาร์จมีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพสูงกว่า

GaN มีช่องว่างของแถบความถี่ใหญ่กว่าซิลิคอน 3 เท่า, ความแรงของสนามสลายสูงกว่า 10 เท่า, ความเร็วการย้ายถิ่นของอิเล็กตรอนอิ่มตัวมากกว่า 3 เท่า และค่าการนำความร้อนสูงกว่า 2 เท่า ข้อได้เปรียบจากการปรับปรุงประสิทธิภาพเหล่านี้ก็คือ GaN เหมาะสำหรับอุปกรณ์กำลังสูงและความถี่สูงมากกว่าซิลิคอน ในขณะที่มีขนาดเล็กกว่าและมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า อุปกรณ์ GaN มีความเร็วในการสวิตชิ่งที่สูงมากและมีความต้านทานในสถานะต่ำภายใต้เวเฟอร์เดียวกัน ทำให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและชาร์จได้เร็วขึ้นที่ความถี่สวิตชิ่งที่สูงขึ้น

การเปิดตัวเทคโนโลยี GaN จะช่วยเร่งตัวเร่งปฏิกิริยาให้กับตลาดการชาร์จแบบเร็วกำลังสูง เร่งการอัปเดตและความเร็วในการทำซ้ำ และกระตุ้นตลาดแหล่งจ่ายไฟสำหรับผู้บริโภคที่เงียบงันมาเกือบสิบปีโดยสมบูรณ์

ตามสถิติ ในตลาดเครื่องชาร์จซึ่งครองโดยลูกค้าอีคอมเมิร์ซ การจัดส่งอุปกรณ์ไฟฟ้า GaN ในปี 2019 จะมีประมาณ 3-4 ล้านชิ้น เพิ่มขึ้น 6 เท่าด้วยการจัดส่งรวม 15-20 ล้านชิ้น และการจัดส่งอุปกรณ์ GaN คาดว่าจะสูงถึง 50 ล้านชิ้นในปี 2021

การชาร์จอย่างรวดเร็วของ GaN สามารถลดระดับเสียงได้อย่างแน่นอน Lin Chengwen ผู้จัดการธุรกิจของบริษัท Jianbo Microelectronics (Shenzhen) Co., Ltd. เชื่อว่าขนาดเครื่องชาร์จในปัจจุบันไม่ใช่ปัจจัยกำหนดสำหรับผู้บริโภคในการซื้อผลิตภัณฑ์ชาร์จเร็ว แต่ราคามีความกังวลมากกว่า Lin Chengwen กล่าวว่าวัสดุ GaN ไม่ใช่ตัวเลือกที่จำเป็นในด้านการชาร์จเร็วกำลังสูง และราคาที่ต่ำกว่าสามารถเปิดโครงสร้างตลาดได้อย่างแท้จริง คาดว่าราคาการชาร์จเร็วพลังงานสูงกระแสหลักจะลดลงเหลือน้อยกว่า 100 หยวนในที่สุด

อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์จ่ายไฟ GaN มีราคาแพง และ GaN FET เป็นส่วนประกอบที่แพงที่สุดในโซลูชันการชาร์จเร็วกำลังสูง ซึ่งคิดเป็น 15% ถึง 25% ของต้นทุน Lin Chengwen กล่าวว่า MOSFET ซึ่งเป็น GaN สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้ดีขึ้น และความถี่สวิตชิ่งที่สูงขึ้นซึ่งจำเป็นสำหรับเครื่องชาร์จที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง เนื่องจากเครื่องชาร์จพลังงานสูงกลายเป็นบรรทัดฐาน เราจะเห็นว่าราคาของอุปกรณ์จ่ายไฟ GaN ลดลง ปัจจุบัน GaN ยังไม่คาดว่าจะแทนที่ Si MOSFET ได้อย่างสมบูรณ์ เนื่องจากยังมีโทรศัพท์มือถือราคาถูกและผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่ต้องใช้อุปกรณ์เสริมเครื่องชาร์จแบบกล่องที่มีต้นทุนต่ำกว่า นอกจากนี้ยังมีแอปพลิเคชันที่ใช้พลังงานต่ำอื่นๆ อีกมากมายที่ไม่ต้องการประสิทธิภาพของ GaN

ปัจจุบันมีซัพพลายเออร์หลักสามรายของอุปกรณ์จ่ายไฟ GaN ได้แก่ Innosec, Nano Micro Semiconductor และ PI เมื่อการชาร์จอย่างรวดเร็วของ GaN ค่อยๆ กลายเป็นกระแสหลัก PI จึงเป็นผู้นำในการเปิดตัวเทคโนโลยี PowiGaN และพัฒนาผลิตภัณฑ์ชิป 5 ซีรีส์ที่ใช้เทคโนโลยี PowiGaN รวมถึง InnoSwitch3-CP, EP, Pro, MX และ LYTSwitch-6 ซึ่งทำให้ตระกูลชิปพลังงานสมบูรณ์แบบ .

พาวเวอร์ไอซี GaN ของ Navitas ได้รับความนิยมจากตลาดพอๆ กับ PI จากสถิติที่ไม่สมบูรณ์ Navitas GaN Fast power IC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการชาร์จอย่างรวดเร็วของบิสกิต GaN ของ OPPO 50W และการชาร์จอย่างรวดเร็วของ RAVPOWER 65W 1A1C GaN อุปกรณ์, เครื่องชาร์จ Xiaomi 65W USB PDGaN, เครื่องชาร์จเร็ว SlimQ 65WGaN USB PD 1A1C, เครื่องชาร์จขั้วพิเศษ Anker PowerCore Fusion PD, เครื่องชาร์จ RAVPower 45W GaN PD, เครื่องชาร์จ Baseus 65WGaN, เครื่องชาร์จเร็ว ROxANNE 66W GaN USB PD สองพอร์ตรอ ในจำนวนนั้นเครื่องชาร์จ 120W, 2C1A GaN (GaN) + ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ที่ Baseus เปิดตัวครั้งแรกในเดือนกรกฎาคมยังใช้ชิป Nano-Micro NV6127 อีกด้วย

Innosec เป็นผู้ผลิต GaN-on-silicon ในประเทศเพียงรายเดียวที่อยู่ในรายชื่อ ปัจจุบัน มีการวิจัยและพัฒนาชิป GaN ที่ใช้ซิลิคอนขนาด 8 นิ้วจำนวน 40 แห่งและฐานการผลิตในจูไห่และซูโจว และสายผลิตภัณฑ์ครอบคลุมชิป GaN 650V-650V อย่างเต็มรูปแบบ ปัจจุบัน Innosec INN02D65 ใช้ในผลิตภัณฑ์ชาร์จเร็ว XNUMXW ของ Meizu, Lapo และ Locke

นอกจากซัพพลายเออร์ทั้งสามรายข้างต้นแล้ว บริษัทต่างๆ เช่น Xiaomi, บริษัทเทคโนโลยีชั้นนำของจีน, Samsung, OPPO และ Apple ต่างก็มีประสบการณ์ในเทคโนโลยี GaN และมีแนวโน้มที่จะก้าวต่อไปบนเส้นทางนี้ คาดว่าความจุของตลาดการชาร์จเร็ว GaN จะขยายตัวอย่างรวดเร็ว ผู้ผลิตอะแดปเตอร์ไฟฟ้าบุคคลที่สามได้เข้าสู่สนามนี้ ทำให้สนามนี้กลายเป็นกระแสการแข่งขัน ในอนาคตจะเป็นการผูกขาด หรือดอกไม้ร้อยดอกจะบานสะพรั่ง ไม่ว่าจะถูกครอบงำโดยผู้ผลิตโทรศัพท์มือถือหรือนำโดยผู้ผลิตอีคอมเมิร์ซและอะแดปเตอร์ไฟฟ้า เราก็จะรอดู

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: บทความนี้ทำซ้ำจาก "Xinwen No. 1" บทความนี้นำเสนอเฉพาะมุมมองส่วนตัวของผู้เขียน ไม่ใช่มุมมองของ Saco Micro และอุตสาหกรรม มีไว้เพื่อการพิมพ์ซ้ำและแบ่งปันเท่านั้น และสนับสนุนการคุ้มครองสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญา โปรดระบุแหล่งที่มาต้นฉบับและผู้แต่ง หากมีการละเมิดใด ๆ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก