快充協(xié)議是一大問(wèn)題。各品牌手機各有各的協(xié)議，相互沖突。這使充電器、移動(dòng)電源和車(chē)充廠(chǎng)家不知所措。從電源管理的角度講，各公司產(chǎn)品在效率、溫度上都有很大差異?？斐浼夹g(shù)跟不上手機需求——效率低、溫度高，并且可靠性很差。另外，電源系統也變得越來(lái)越復雜，接口有很多種，并且繼續更新。系統的邏輯關(guān)系變得很復雜，手機也很雜，所以做產(chǎn)品的難度會(huì )比以往大出一個(gè)數量級。電子模塊
傳統的電源芯片，器件型號有數萬(wàn)種之多。對于不同的拓撲結構，電源設計工程師需要從中不斷挑選，并且經(jīng)?？赡芴舨坏较胍腎C——打補丁、過(guò)認證，會(huì )遇到各種問(wèn)題。因此，業(yè)界希望推出可重構的電源芯片。
日前，在《電子技術(shù)設計》、《電子工程專(zhuān)輯》和《國際電子商情》共同舉辦的“電源管理與功率器件論壇”（Tech Shanghai Power 2017）上，蘇州易能微電子科技有限公司創(chuàng )始人吳鈺淳帶來(lái)了題為“可重構電源芯片變革電源芯片技術(shù)和商業(yè)格局”的演講議題。那么，可重構電源芯片又是如何能夠做到以不變應萬(wàn)變的呢？
吳總解釋道，所謂可重構的電源芯片，也就是可以根據用戶(hù)的想法進(jìn)行快速定制的電源芯片——通過(guò)各種軟硬件方法在不用流片的前提下快速定制出符合客戶(hù)需求的電源芯片，甚至還帶有系統管理功能。有些電源希望體積小、需要過(guò)認證，因此希望電源設計能夠更加靈活。
傳統的電源研發(fā)時(shí)間大概需要2年，而通過(guò)可重構電源芯片設計，研發(fā)時(shí)間縮短到了一周。它可以滿(mǎn)足不同的架構，如升壓、降壓、升降壓、多路輸出、多相位等等，所有這些控制細節都可以實(shí)現定制。同時(shí)，在很多細分領(lǐng)域里，以前電源上都有很多的IC，現在則是有了單芯片解決方案來(lái)實(shí)現整個(gè)系統管理。并且在電源控制領(lǐng)域，也有了很多的進(jìn)展和突破。
摩爾定律伴隨我們走過(guò)很長(cháng)時(shí)間?，F在我們已到了7nm節點(diǎn)，CPU越來(lái)越快，但是半導體工藝再發(fā)展下去越來(lái)越困難，包括研發(fā)成本和整體功耗等。那么是不是摩爾定律把芯片行業(yè)帶到死胡同里去了？芯片以后該怎么走？這是業(yè)界現在普遍討論的一個(gè)話(huà)題。
另一方面，智能手機運算能力提高了2倍，但使用效率（使用便捷度，包括通信、微信以及各種應用）只增加了15%。人的需求和半導體的發(fā)展方向之間出現了一個(gè)很大的鴻溝。那么我們需要思考，半導體工藝發(fā)展是否真正滿(mǎn)足普通大眾需要？
CPU、電源芯片、射頻芯片、模擬芯片紛紛提出“可重構”概念，原因為何？
CPU、電源芯片、射頻芯片、模擬芯片都提出了“可重構”的概念。為什么一時(shí)之間，這些不同領(lǐng)域都出現了可重構的概念，其背后有深刻的原因。“人類(lèi)的需求變得更多樣化、個(gè)性化、差異化（比如我們的手機有蘋(píng)果、華為、OPPO等），因此市場(chǎng)將更加零散且變化多端，包括快速充電、無(wú)線(xiàn)充電、新能源等。這些終端應用以IC為基礎，這造成IC的設計也變得更加復雜。這就是設計可重構電源芯片的由來(lái)。”吳總指出。
易能微電子可以幫客戶(hù)快速定制電源IC。涉及的應用包括手機、平板電腦、快充適配器、快充移動(dòng)電源、快充車(chē)充、筆記本、汽車(chē)啟動(dòng)電源、電動(dòng)工具、藍牙耳機、藍牙音箱、無(wú)線(xiàn)充電器、模擬電源、無(wú)人機、POS機、BMS等。“你很少看到有IC公司涉及這么多方向，也是因為它是可重構的。這些方向的要求差別非常大，從功率、耐壓到控制方法，對系統管理的要求都不一樣。”吳總表示。
iPhone 8上市后，PD有望成為主流快充協(xié)議，然而協(xié)議、性能、接口等差異，導致產(chǎn)品設計難度提升一個(gè)數量級
快充是電源發(fā)展的一個(gè)很好的契機。隨著(zhù)其他智能手機普遍采用快充后，蘋(píng)果終于現在也支持快充了。蘋(píng)果8上市后，蘋(píng)果手機、平板、筆電全線(xiàn)支持PD協(xié)議，PD有望成為主流快充協(xié)議。所有手機都實(shí)現了快充，快充行業(yè)迎來(lái)爆發(fā)行情。“易能是全球唯一支持蘋(píng)果全線(xiàn)產(chǎn)品的單芯片快充PD移動(dòng)電源和車(chē)充方案，同時(shí)也是唯一兼容包括蘋(píng)果在內的所有快充手機的芯片方案。”吳總說(shuō)。
快充協(xié)議是一大問(wèn)題。蘋(píng)果、三星、華為、OPPO等品牌手機各有各的協(xié)議，相互沖突。小米、金立、魅族也是分別支持高通或聯(lián)發(fā)科的協(xié)議。這使充電器、移動(dòng)電源和車(chē)充廠(chǎng)家不知所措。各種協(xié)議無(wú)法兼容會(huì )阻礙行業(yè)發(fā)展。
從電源管理的角度講，3V轉12V/18W的升壓IC還達不到很好性能。各公司產(chǎn)品在效率、溫度上都還有很大差異。然而，整個(gè)行業(yè)的快充功率已經(jīng)達到100W，手機快充功率已達24W，華為已經(jīng)達到40W?？斐浼夹g(shù)跟不上手機需求——效率低、溫度高，并且可靠性很差。
“升降壓IC用在PD上，TI、Intersil、Linear等公司都有，但是性?xún)r(jià)比好的也是非常少，也是阻礙了PD市場(chǎng)的發(fā)展。協(xié)議各種各樣，電源系統也變得越來(lái)越復雜，接口有A口、B口、C口、Lightning口等等很多種，并且會(huì )繼續更新。系統的邏輯關(guān)系變得很復雜，手機也很雜，所以做產(chǎn)品的難度會(huì )比以往大出一個(gè)數量級。”吳總認為。
可重構電源芯片可以在不改變電路板的情況下升級來(lái)快速適應市場(chǎng)變化
易能的快充產(chǎn)品線(xiàn)全面覆蓋移動(dòng)電源、車(chē)充、適配器和排插等。溫度和效率也是做得很好。同時(shí)，易能是目前唯一一家能支持所有快充協(xié)議的IC公司。有100多臺快充設備（手機）都可以支持，同時(shí)還支持所有PD手機和平板，并且是單芯片PD解決方案。
現在蘋(píng)果所有配件都支持PD。因此PD可能成為行業(yè)的主流，甚至電動(dòng)自行車(chē)都可能采用PD來(lái)充電。此外，不光是蘋(píng)果的手機，所有手機都可以用易能的一套方案提供支持。
另外，電源芯片的架構是可重構的。如果市場(chǎng)變化速度快，3個(gè)月有新的需求出現，一般芯片公司是跟不上的，而我們會(huì )盡力去幫助客戶(hù)兼容讓他們頭疼的問(wèn)題。比如iPhone 8上市，如果沒(méi)有提前考慮好相關(guān)需求，可能會(huì )導致產(chǎn)品積壓。但若是采用易能的方案，則可以在不改任何電路板的情況下把整個(gè)產(chǎn)品升級，從而快速適應市場(chǎng)變化，抓住市場(chǎng)機會(huì )。
下面是易能的方案展示。
“EDP3010x實(shí)際上是一個(gè)升降壓的芯片，同時(shí)它還集成了各種管理。它在升降壓方面和Linear、TI是完全不一樣的。我們有我們非常好的算法，最突出的是，在輸入和輸出比較接近的時(shí)候，切換沒(méi)有任何波動(dòng)，非常平滑，這是傳統的模擬IC非常難做到的一點(diǎn)。”吳總補充道，“同時(shí)它是單芯片解決方案，兼容PD協(xié)議，又帶有電池均衡。”
