本站原創(chuàng),作者:章鷹,電子發(fā)燒友執(zhí)行副主編。
2018年,USB-PD火了,從新一代網(wǎng)紅“ZMI紫米65W USB PD三口快充充電器”在網(wǎng)上賣斷貨,到大容量移動(dòng)電源“RAV Power 268000mAH雙向PD快充移動(dòng)電源上架,能夠自適應(yīng)5V/3A,9V/2A、15V/2A,20V/5A四種USB PD充電功率,這些讓網(wǎng)友叫好的USB-PD設(shè)備的背后,采用是賽普拉斯EZ-PD CCG2 USB控制器。
自1996年以來,賽普拉斯持續(xù)推進(jìn)USB技術(shù)和應(yīng)用在全球的落地,在2018年,賽普拉斯USB相關(guān)IC的銷量總計(jì)超過20億顆,占據(jù)Type-C最大市場(chǎng)份額。為什么賽普拉斯可以贏得市場(chǎng)先機(jī)?可以持續(xù)獲得蘋果、華為、小米等智能手機(jī)大客戶的青睞?在45W-100W的USB PD充電的大功率市場(chǎng)獨(dú)立鰲頭?帶著這些問題,電子發(fā)燒友記者采訪了賽普拉斯區(qū)域市場(chǎng)經(jīng)理朱雄輝(Steven Zhu)。
圖:賽普拉斯區(qū)域市場(chǎng)經(jīng)理朱雄輝
USB PD IC市場(chǎng)快速起量 應(yīng)用場(chǎng)景多元化和技術(shù)突破是關(guān)鍵
USB Type-C應(yīng)用趨勢(shì)日益普及。賽普拉斯區(qū)域市場(chǎng)經(jīng)理朱雄輝對(duì)記者表示,USB-PD控制芯片應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛,背后有兩大原因:第一、USB Type-C由于具有正反都可插拔的特色,使用者認(rèn)為是具有便利性的設(shè)計(jì);第二、USB PD協(xié)議的完整性和接口的定義,客戶的使用普及率、充電速度,再加上視頻和數(shù)據(jù)接入,展現(xiàn)了全領(lǐng)域電子產(chǎn)品的連接, 目前Type-C接口已應(yīng)用在例如各類消費(fèi)電子產(chǎn)品電源供應(yīng)器,如NB、2合1裝置、平板電腦、智能型手機(jī),也包括外圍配件如連結(jié)基座、dongle、與行動(dòng)電源等都廣泛使用。
“從2015年US-IF推出USB PD2.0,2017升級(jí)到USB PD3.0,到2019年已經(jīng)有4年歷史,每年相應(yīng)芯片出貨量以翻倍以上的姿態(tài)增長(zhǎng),在中國(guó)和全球都是同步增長(zhǎng),賽普拉斯作為USB相關(guān)IC的芯片增長(zhǎng)也是同樣速率在增長(zhǎng)。” 朱雄輝非常樂觀預(yù)測(cè)道,“未來三年USB PD IC在全球,特別是中國(guó)呈現(xiàn)了強(qiáng)勁的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。”
當(dāng)然,智能手機(jī)和筆電大廠對(duì)USB PD IC芯片的使用是產(chǎn)業(yè)真正的催化劑。近期的消息,2019年,智能手機(jī)市場(chǎng)將繼續(xù)保持波動(dòng),外傳蘋果(Apple)大改款iPhone除了快充功能外和無線充電,也許也會(huì)導(dǎo)入Type-C接口三款新iPhone曝光:USB-C接口,不過因?yàn)楫a(chǎn)品尚未推出,Android陣營(yíng)都還在觀察新功能的市場(chǎng)接受度謀定而后動(dòng),但可以確定的是,蘋果新款MacBook和其他新款產(chǎn)品已經(jīng)確立Type-C傳輸接口配合USB-PD控制IC,其它筆電廠商,如Dell、HP、Asus、Acer等已經(jīng)爭(zhēng)相搶進(jìn)。
技術(shù)層面,首先,USB PD統(tǒng)一使用Type-C物理接口,相比Micro USB接口能傳輸?shù)墓β矢螅蛇_(dá)到100W。“以往,消費(fèi)電子充電的功率不會(huì)超過18瓦,Apple手機(jī)快充還沒到18瓦,到了PD快充之后,有很多客戶要求的是45W、60W,甚至到100瓦,PD快充完全滿足客戶的需求。”
其次, USB-IF組織發(fā)布了USB PD 3.0的重要更新,USB PD3.0下的PPS成功完成對(duì)QC4、SCP、VOOC等主流快充協(xié)議的收編。使得符合USB PD3.0和PPS的充電IC可以實(shí)現(xiàn)在各種終端設(shè)備上通用,驅(qū)動(dòng)消費(fèi)者獲得更好的體驗(yàn)。
還有,USB-PD接口比起USB-A接口體積更小,符合電子設(shè)備向更小、更薄方向發(fā)展的趨勢(shì)。朱雄輝顯然看到這個(gè)市場(chǎng)中隱藏的商機(jī)。
集合芯片和平臺(tái)優(yōu)勢(shì),賽普拉斯發(fā)力車載USB-C市場(chǎng)
據(jù)充電頭網(wǎng)的數(shù)據(jù),賽普拉斯CCG2連續(xù)被蘋果61W和87W兩款USB PD充電器選中,成功進(jìn)入蘋果充電器供應(yīng)鏈,沿用至今,出貨量達(dá)到百萬級(jí)別。到目前為止,蘋果已有的三款USB PD充電器均采用CYPRESS賽普拉斯提供的USB PD解決方案。蘋果的手機(jī)里面也內(nèi)置了Cypress 的CCG2, 出貨量千萬級(jí)。
“在Type-C消費(fèi)類市場(chǎng)真正支持USB-PD的,賽普拉斯在中國(guó)確實(shí)有一部分做得不錯(cuò)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,包括***公司。但是在與國(guó)際大客戶、國(guó)內(nèi)大客戶的合作上,比如蘋果手機(jī)和全球前四大的PC廠商,賽普拉斯在協(xié)議完整性和芯片靈活性遠(yuǎn)勝于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。”朱雄輝分析說,“小米9和華為手機(jī)最新推出的無線快充,都采用了賽普拉斯的USB PD IC芯片。“
在消費(fèi)類電子領(lǐng)域的快充芯片,賽普拉斯主推CCG3 PA系列,支持可編程電源(PPS)的USB PD 協(xié)議,可在智能手機(jī)與充電器之間建立通訊,選擇最佳的電壓和電流值,以實(shí)現(xiàn)快速、高效的充電,并且增加多種安全強(qiáng)化功能,并且通過專門設(shè)計(jì)防止充電溫度過高。除了QC 4,它還支持三星AFC、Apple充電、華為FCP等多種充電協(xié)議。
CCG3 PA系列賽普拉斯的EZ-PD?CCG6控制器已問世。EZ-PD?CCG6是面向PC和筆記本電腦的單口Type-C PD 控制器,集成了VBus的負(fù)載開關(guān)控制器、USB認(rèn)證支持、VBUS-to-CC短路保護(hù)、VBUS-to-SBU短路保護(hù)、20V-VBUS穩(wěn)壓器、高壓PFET門驅(qū)動(dòng)、SBU 和 USB HS Mux、VBUS 過壓、過流保護(hù)和ESD保護(hù)。
隨著快充設(shè)備功率的增長(zhǎng),IC成本價(jià)格也呈現(xiàn)了不同的計(jì)算方式。“以往18W的快充不需要獨(dú)立MCU,現(xiàn)在45W、60W等大功率USB PD,因?yàn)樗诤险麄€(gè)PD的通訊在里面,IC控制芯片上加入Arm 的MCU,以往IC只是一個(gè)被動(dòng)元器件,現(xiàn)在PD IC需要加入邏輯思考,整個(gè)成本的增加不僅是PD控制器,DC-DC的標(biāo)準(zhǔn)從9V提升到20V,現(xiàn)在要支持PPS, 做兩個(gè)口負(fù)載的均衡,加載外圍器件來完成新任務(wù),系統(tǒng)成本明顯提升了。”朱雄輝指出,“成本提升,帶動(dòng)價(jià)格上升,最終還是要看消費(fèi)者對(duì)PD充電設(shè)備的接受度,這需要市場(chǎng)的檢驗(yàn)。”
在汽車領(lǐng)域,USB Type-C,PD快充功率基本上做到45W、60W,甚至到100W,可以在車內(nèi)給筆記本、智能手機(jī)、移動(dòng)電源進(jìn)行快速充電,我們和多種DC/DC廠家合作也和大多數(shù)車廠合作,Cypress在這個(gè)領(lǐng)域還是不二選項(xiàng)。
“汽車車載USB-C設(shè)計(jì)的最大難點(diǎn)在于:散熱、安全和智能化的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。功率增大意味著散熱難度增加,要增加器件來解決;USB-C芯片在車內(nèi)如何偵測(cè)到外部的輸入設(shè)備?我們需要需要偵測(cè)到是智能手機(jī)、筆電還是移動(dòng)電源,動(dòng)態(tài)地分配功率,讓設(shè)備以最快地速度最安全地充電,這又成為一個(gè)挑戰(zhàn)。第三、線纜補(bǔ)償,USB-PD,就有5V、9V、15V和25V四檔,如果再加上PPS就直流充電,需要非常智能化的補(bǔ)償;還有,在Type-C內(nèi)有CC(Configuration Channel,配置通道)和VBUS(HOST/HUB向USB設(shè)備供電的電源線),這兩條如果短接的情況,可能會(huì)燒掉這個(gè)部件,安全挑戰(zhàn)也很棘手。”朱雄輝對(duì)這些挑戰(zhàn)顯然非常熟悉。
針對(duì)這些痛點(diǎn)問題,在汽車電子領(lǐng)域,賽普拉斯今年主推的是CCG3PA系列,汽車級(jí)EZ-PD?CCG3PA控制器支持USB PD 3.0標(biāo)準(zhǔn)的可編程供電(PPS)協(xié)議、高通 Quick Charge (QC)4.0協(xié)議和傳統(tǒng)的充電標(biāo)準(zhǔn),能夠通過車載充電口為用戶提供即插即用的充電體驗(yàn)。
汽車級(jí)EZ-PD?CCG3PA控制器憑借固件升級(jí)的特性,解決了產(chǎn)品的兼容性和互操作性等全行業(yè)所面臨的共同問題。這款控制器通過了AEC-Q100認(rèn)證,具備汽車級(jí)性能,其可編程特性可實(shí)現(xiàn)端口之間的負(fù)載均衡、電纜補(bǔ)償以及基于溫度和電池電壓的輸出功率調(diào)節(jié)。
這款主打汽車的EZ-PD?CCG3PA控制器的高集成度能夠省去多個(gè)獨(dú)立的元件,目前正處于樣片階段,2019年第一季度正式量產(chǎn)。
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