隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，能夠提供更強(qiáng)充電電流與充電功率的Type-C接口開(kāi)始成為現(xiàn)在主流的通用充電方案接口。快充技術(shù)的不斷普及，也讓充電變得簡(jiǎn)單容易。近些年充電器的變化很大，技術(shù)和市場(chǎng)正趨向于大功率、小尺寸、通用性和低成本，這也是英飛凌作為半導(dǎo)體芯片和功率器件供應(yīng)商可以配合的市場(chǎng)需求。在2020年4月，正式完成對(duì)賽普拉斯半導(dǎo)體公司的收購(gòu)之后，英飛凌可以為充電器設(shè)計(jì)提供一站式的半導(dǎo)體方案。

近日，針對(duì)快速充電應(yīng)用，英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)副總裁陳志豪，英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部應(yīng)用市場(chǎng)經(jīng)理盧柱強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)介紹了英飛凌近況和新推出的CoolGaN IPS第三代寬禁帶（WBG）功率半導(dǎo)體。

陳志豪表示，在英飛凌宣布正式完成對(duì)賽普拉斯半導(dǎo)體公司的收購(gòu)后，公司的結(jié)構(gòu)和狀況也有所調(diào)整。2020財(cái)年（截止9月30日），英飛凌銷售額達(dá)85億歐元，現(xiàn)階段在全球有37個(gè)研發(fā)中心。在并購(gòu)賽普拉斯后，英飛凌已成為全球十大半導(dǎo)體供應(yīng)商之一，可以為客戶提供更全面的充電器解決方案，滿足客戶對(duì)于大功率、小型化、統(tǒng)一性、通用性、成本優(yōu)化方案等需求。

高功率密度方案解決行業(yè)痛點(diǎn)

“整個(gè)充電器行業(yè)都離不開(kāi)方案”，盧柱強(qiáng)說(shuō)道：“而英飛凌能夠提供從18W到100W整套系列方案，以及覆蓋各個(gè)功率段的方案，滿足客戶的多樣化需求。如果追求高性價(jià)比，可以使用英飛凌的PAG1方案，這套方案來(lái)自賽普拉斯研發(fā)團(tuán)隊(duì)，它不僅能夠達(dá)到現(xiàn)在主流方案的水平，而且還有英飛凌的供應(yīng)鏈、品牌的質(zhì)保和技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)的加持，所以優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)?！?

在談到高功率密度的方案時(shí)，盧柱強(qiáng)指出：“英飛凌能夠提供的方案是目前市場(chǎng)上從控制器層面達(dá)到功率密度比較高的方案，也就是混合反激，也叫做非對(duì)稱半橋。這個(gè)架構(gòu)能達(dá)到的非常高的功率密度，在板端，一個(gè)65W的能達(dá)到35W/立方英寸；而一個(gè)100W的PFC+混合反激，大概能達(dá)到25.4功率密度，這在市場(chǎng)上已處于領(lǐng)先地位。這個(gè)是搭配硅器件來(lái)做的測(cè)試，現(xiàn)在我們也在基于GaN的方式做一些優(yōu)化。在兩者之間，我們有一個(gè)成熟的折中方案，也就是ZVS軟開(kāi)關(guān)，這是市場(chǎng)上已經(jīng)有量產(chǎn)的方案，它的成本和功率密度介于兩者之間，也有現(xiàn)成的參考設(shè)計(jì)供大家使用。”

在充電器里面，功率器件的功率開(kāi)關(guān)管也是決定了它的性能或者是整體競(jìng)爭(zhēng)力很重要的一點(diǎn)。早在2018年，英飛凌的氮化鎵開(kāi)關(guān)管的產(chǎn)品就已經(jīng)客戶產(chǎn)品上量產(chǎn)，一直到現(xiàn)在，英飛凌依然在通訊和服務(wù)器領(lǐng)域里面持續(xù)、穩(wěn)定地為市場(chǎng)提供電源。來(lái)到2021年，英飛凌CoolGaN IPS上市，開(kāi)始在快充行業(yè)快速發(fā)展。

IPS的全名是集成功率級(jí)，就是在GaN開(kāi)關(guān)管的基礎(chǔ)上把Drive IC集成在同一個(gè)封裝里。英飛凌有一個(gè)OptiMOS PD系列，它是專門(mén)為充電器應(yīng)用而開(kāi)發(fā)和定義的產(chǎn)品，結(jié)合充電器的特點(diǎn)來(lái)滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，所以會(huì)同時(shí)兼顧滿載、重載和輕載的效率。英飛凌在整個(gè)充電器行業(yè)里，正通過(guò)方案、高壓MOS、低壓MOS，提供更多優(yōu)秀的高功率密度的產(chǎn)品和方案。

性能優(yōu)異的CoolGaN? IPS系列產(chǎn)品

WBG（寬禁帶）第三代半導(dǎo)體也是英飛凌的重點(diǎn)發(fā)展方向。英飛凌目前為數(shù)不多的一家能夠全面提供涵蓋硅、碳化硅和氮化鎵的全系列功率產(chǎn)品的公司。我們都知道，在電源應(yīng)用里面，氮化鎵有一個(gè)很大的好處，就是減少開(kāi)關(guān)損耗，尤其是高頻開(kāi)關(guān)應(yīng)用。而氮化鎵在充電器里面的應(yīng)用，主要是利用了GaN在高頻下開(kāi)關(guān)特性的優(yōu)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)小型化的設(shè)計(jì)。

正是因?yàn)榈夁@種寬禁帶（WBG）材料制成的功率開(kāi)關(guān)帶來(lái)的高效率及高速切換頻率，開(kāi)啟了功率電子的新時(shí)代。順應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，英飛凌推出集成式功率級(jí)（IPS）產(chǎn)品 CoolGaN? IPS 系列，成為旗下眾多 WBG 功率元件組合的最新產(chǎn)品。IPS 基本的產(chǎn)品組合包括半橋和單通道產(chǎn)品，目標(biāo)市場(chǎng)為低功率至中功率的應(yīng)用，例如充電器、適配器以及其他開(kāi)關(guān)電源（SMPS）。

英飛凌600 V CoolGaN 半橋式 IPS IGI60F1414A1L內(nèi)置隔離柵極驅(qū)動(dòng)器，擁有兩個(gè)數(shù)字 PWM 輸入，讓 IGI60F1414A1L 更易于控制。為了達(dá)到縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間、減少系統(tǒng)物料清單項(xiàng)目和降低總成本等目標(biāo)，利用集成隔離功能、明確分隔數(shù)字和電源接地以及簡(jiǎn)化PCB配置等，皆是不可或缺的要素。柵極驅(qū)動(dòng)器采用英飛凌的單芯片無(wú)磁芯變壓器（CT）技術(shù)，將輸入與輸出有效隔離。即便在電壓上升或下降速率超過(guò) 150 V/ns 的超快速切換瞬時(shí)下，仍可確保高速特性和杰出的穩(wěn)定性。

IGI60F1414A1L的切換特性可以簡(jiǎn)易地根據(jù)不同的應(yīng)用借由一些柵極路徑的被動(dòng)元件諸如阻容器件實(shí)現(xiàn)。例如，此特性可使電流或電壓速率優(yōu)化，以降低電磁干擾（EMI）效應(yīng)、穩(wěn)態(tài)柵極電流調(diào)整和負(fù)柵極電壓驅(qū)動(dòng)，在硬切換開(kāi)關(guān)應(yīng)用中穩(wěn)定運(yùn)行。此外，系統(tǒng)級(jí)封裝集成和柵極驅(qū)動(dòng)器具備的高精度和穩(wěn)定的傳輸延遲，可讓IGI60F1414A1L提供最低的系統(tǒng)死區(qū)時(shí)間。這將有助于系統(tǒng)效率極大化，使充電器和適配器解決方案的功率密度提升至更高水平，達(dá)到35 W/in3。靈活、簡(jiǎn)單及快速的設(shè)計(jì)特色，也適用于如 LLC 諧振拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器等其他應(yīng)用。從產(chǎn)品層面來(lái)看，英飛凌已經(jīng)具備了全氮化鎵方案，也就是包括原邊的高壓氮化鎵，和復(fù)變同步整流的100V的氮化鎵。  

在1998年的西門(mén)子時(shí)代，超級(jí)結(jié)技術(shù)變成了產(chǎn)品并快速市場(chǎng)化；在2001年，C3系列奠定了英飛凌MOS管在電源行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位；2003年以后，英飛凌開(kāi)始引領(lǐng)整個(gè)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)，為了保持第一的優(yōu)勢(shì)，英飛凌每隔一小段時(shí)間，就會(huì)針對(duì)不同的細(xì)分的應(yīng)用，或者客戶的痛點(diǎn)，或者是結(jié)合新的產(chǎn)品方向，推出新一系列的產(chǎn)品，英飛凌在一直追求高效率、高功率密度，以及成本優(yōu)化的方向不斷努力。

如今，英飛凌早已成為電源行業(yè)的領(lǐng)頭羊，相信在收購(gòu)USB IC行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的賽普拉斯之后，這兩家公司的結(jié)合會(huì)給市場(chǎng)帶來(lái)一個(gè)完整的滿足多個(gè)市場(chǎng)方向的完整的方案，比如功率級(jí)、原邊、副邊，還有控制器、協(xié)議、高壓硅MOS、低壓硅MOS、氮化鎵等，來(lái)滿足我們的大功率、小型化、統(tǒng)一性、通用性、成本優(yōu)化的方案。

道阻且長(zhǎng)，行則將至，行而不輟，未來(lái)可期。