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近年來，隨著氮化鎵、碳化硅等第三代功率半導(dǎo)體技術(shù)的日益成熟PD3.1 進(jìn)一步推進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)PD快速充電標(biāo)準(zhǔn)的通用性和普及率，快速充電市場PD在華為、蘋果、OPPO、小米、VIVO在眾多廠商的推動下，快速充電技術(shù)從手機(jī)擴(kuò)展到顯示器、筆記本電腦、電動工具、個人護(hù)理、新能源汽車、戶外電源IOT蘋果就在設(shè)備等Macbook Pro 最新的2021了最新的PD3．1新標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)BCCResearch數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計2022年快速充電的滲透率將上升到24%，市場規(guī)模將達(dá)到27.43億美元。在下游市場需求的推動下，快速充電芯片市場需求呈爆炸性增長，但機(jī)會總是給有準(zhǔn)備的人，PD在這一領(lǐng)域深耕十年的芯海科技迅速進(jìn)入收獲期。

PD發(fā)展快充協(xié)議

分析芯海科技PD在芯片之前，讓我們先回顧一下PD標(biāo)準(zhǔn)的變化更有助于我們了解芯海十年磨劍的過程。

2010年，USB-IF協(xié)會下屬的BC（Battery Charging）小組制定BC1.2（Battery Charging V1.2)協(xié)議主要用于規(guī)范電池充電需求，最早基于USB2.實現(xiàn)0協(xié)議。后來的QC、AFC、SCP、FCP幾乎所有的私人快充標(biāo)準(zhǔn)(蘋果除外)都來自BC1.2延申而來。

2012年7月，USB-IF基于當(dāng)時普遍存在的發(fā)布USB-A和USB-B接口的USB PD1.0標(biāo)準(zhǔn)，描述通過USB 3.0 和USB 2.0 最高接口可達(dá)100W供電能力的美好前景。

2014年8月，USB-IF協(xié)會發(fā)布了革命意義Type-C 1.0接口標(biāo)準(zhǔn)和USB PD2.0 標(biāo)準(zhǔn)，通過USB-C增加連接器和電纜CC通信線實現(xiàn)了功率雙向傳輸和最大100W供電，解決了USB PD1.實施中遇到的困難。

2015年底，USB-IF協(xié)會推出了USB PD3.2017年2月發(fā)布0標(biāo)準(zhǔn)USB PD3.在USB PD3.可編程電源在0標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上增加PPS。

2021年5月，USB-IF協(xié)會發(fā)布了最新的USB PD3.1快充標(biāo)準(zhǔn)，6年后USB PD快充技術(shù)的重大更新。USB PD3.1標(biāo)準(zhǔn)新增了28V、36V、48V三個擴(kuò)展輸出電壓，將最大輸出功率提高到240W。此外，在擴(kuò)大功率范圍內(nèi)增加了三組可調(diào)電壓檔(以下簡稱AVS），分別為15V-28V 5A、15V-36V 5A以及15V-48V 5A。

USB PD3.1把USB PD應(yīng)用程序由傳統(tǒng)手機(jī)和筆記本電腦供電，擴(kuò)展到便攜式設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能家居、通信和安全設(shè)備、汽車和醫(yī)療等領(lǐng)域。USB PD它將成為真正統(tǒng)一的供電標(biāo)準(zhǔn)，在此背景下，許多企業(yè)家開始進(jìn)入PD芯片領(lǐng)域。

十年磨一劍的芯海科技

回顧芯海科技PD快充的研發(fā)過程似乎伴隨著PD標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展史。

尤其是在智能手機(jī)上，蘋果iPhone手機(jī)推出后，智能手機(jī)的電池壽命成為痛點，于是充電寶開始走紅。2011年，芯海科技開始開發(fā)軟件三合一充電寶中的主控芯片CSU8RP3119B，曾經(jīng)這個芯片的市場份額高達(dá)50%！

2015年，芯海PD高通推出了主控芯片高通在市場上更受歡迎QC2.0、QC3.經(jīng)過分析，芯海科技也選擇跟進(jìn)Type-C PD協(xié)議，初步完成產(chǎn)品布局，現(xiàn)在看來這個決定很正確。

2016年，芯海科技推出支持PD2.0的CSS34P16.這是一通用的高性價比PD芯片，芯片仍在發(fā)貨。

2017年P(guān)D3.0標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，芯海科技也同步規(guī)劃PD3.0芯片產(chǎn)品。2018年上半年，芯海科技CS32G020通過了PD3.0認(rèn)證，這也是目前的芯海PD一個芯片可以支持雙通道和兩個明星產(chǎn)品Type-C接口，其產(chǎn)品規(guī)劃相當(dāng)先進(jìn)。

2019年，當(dāng)時智能手機(jī)還在QC協(xié)議居多，PD隨著蘋果的發(fā)布，快充還沒有普及iPhone手機(jī)開始慢慢替換Type-C到2020~2021年，手機(jī)接口、快充市場開始發(fā)生緩慢變化PD爆發(fā)。

2021年5月，USB-IF協(xié)會發(fā)布了最新的USB PD3.1.快速充電標(biāo)準(zhǔn)引爆了整個會場，快速充電從手機(jī)蔓延到多個領(lǐng)域，而芯海的快速充電芯片就像天女散花一樣CS32G020演變成多個專用PD電源等芯片CSU3AF10，針對PC領(lǐng)域的CS32G051，芯海還將推出針對車規(guī)的快充芯片。

芯海PC快充芯片CS32G051迅速起量

CS32G051是芯海科技今年6月推出的國內(nèi)首款滿足筆記本應(yīng)用場景的高性能32位PD協(xié)議芯片。本產(chǎn)品集成多種協(xié)議棧，集成快速充電技術(shù)規(guī)范 UFCS，除了PD除了協(xié)議，還可以支持SCP、AFC、QC2.0/3.許多快充協(xié)議，如0，帶來超兼容的快充體驗。同時，該芯片還擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理，支持多種數(shù)據(jù)管理ALT Mode，在實現(xiàn)高清數(shù)據(jù)傳輸和多屏互動的同時，幫助終端產(chǎn)品實現(xiàn)超快充兼容。在應(yīng)用場景中，CS32G051具有集成度高、安全性強(qiáng)、開發(fā)方便的特點，既能滿足筆記本C口管家的基本需求，又能擴(kuò)大更多的外設(shè)資源，適應(yīng)不同的需求SOC不同的應(yīng)用場景。

CS32G051推出后，它迅速得到了客戶的認(rèn)可，國內(nèi)一家著名的筆記本電腦制造商迅速下訂單。與此同時，芯海科技也得到了英特爾的大力支持，推廣芯片PC領(lǐng)域的普及。

芯海科技的PD芯片也用于顯示器、手機(jī)等領(lǐng)域，最新的Redmi顯示器 27英寸 4K使用芯海科技的顯示器PD芯片CS32G020。

目前，許多頭部顯示器、手機(jī)制造商和汽車工業(yè)客戶已經(jīng)進(jìn)口到芯海PD快充方案。

具體來說，CS32G051具有以下特點：

CS32G051是適用于PC應(yīng)用的USB Type-C和USB PD集成控制器Type-C CC 和USB PD所有功能，HPD檢測模塊，SBU Switch，USB2.0 MUX，USB BC1.2.為了增強(qiáng)終端設(shè)備的充電兼容性，還集成了各種手機(jī)快速充電協(xié)議。

1、USB PD控制器

-符合USB PD3.1標(biāo)準(zhǔn)，支持PPS功能

-支持PD3.1 FRS功能

-支持配置為DFP，UFP或DRP

2、符合USB Type-C規(guī)范

-集成2組CC口(CC1_A/CC2_A，CC1_B/CC2_B)

-電纜鏈接和方案檢測

-支持900mA、1.5A或3A廣播

-集成VCRamtron代理ONN MOSFETs，支持OCP，帶載300mA，600mA過流保護(hù)

-做UFP充電能力檢測可自動進(jìn)行

-支持Dead Battery檢測

3.其他快充協(xié)議

-QC2.0、QC3.0、QC4

-FCP、SCP、SSCP、AFC

-BC1.2、Apple Mode

4、集成Analog Mux

-1組SBU Switch For AUX_P/N

-1組USB2.0 MUX For DP/DM,2:1，滿足480Mbps的通信要求

5、MCU資源豐富

-12K SRAM，256K Flash(支持雙區(qū)分配)

-4組I2C/SMBUS，支持主/從

-26個GPIO

6、封裝：QFN32（4mm*4mm*0.75mm）

全功能覆蓋，正面PK國際廠商

目前，PD市場吸引了許多玩家進(jìn)入市場，許多制造商推出了支持PD與天德鈺、英集芯、南芯、智融、慧能泰等協(xié)議的快速充電芯片相比，國內(nèi)其他廠商的產(chǎn)品大多以電源應(yīng)用為主，以電源芯片為主 協(xié)議構(gòu)成，但芯海科技的產(chǎn)品直接針對國際同類產(chǎn)品，產(chǎn)品最大的亮點是全功能Type-C 的PD主控芯片，應(yīng)用比較廣泛。

此外，芯海科技的產(chǎn)品完全通過了雙向認(rèn)證，這是最強(qiáng)大的，比如充電器PD單向認(rèn)證的單向認(rèn)證要求是100多個內(nèi)容，雙向?qū)�PD認(rèn)證測試項目的要求約為單項項目的3~4倍。這只是一個電源，如果你想做數(shù)據(jù)傳輸，會有1000多個測試，比電源高10倍！

在USB-IF PD在認(rèn)證中，最難的要數(shù)是PD-HOST端的認(rèn)證，PD-HOST需要做認(rèn)證DRP雙向，需要支持ALT Mode相關(guān)測試，ALT Mode 包括DP、USB4.0, TBT等等，相對于單一PD電源產(chǎn)品，PD-HOST無論從系統(tǒng)的復(fù)雜性還是協(xié)議的復(fù)雜性來看，都比PD電源產(chǎn)品難度要高得多，這就是為什么PD-HOST一直被臺系和美系占據(jù)的原因之一。芯海能夠從PD進(jìn)入電源領(lǐng)域PD-HOST領(lǐng)域，是芯海對PD協(xié)議長期耕耘，在PD經(jīng)過多年的技術(shù)積累，該領(lǐng)域得到了體現(xiàn)。

PD前景光明，芯海任重道遠(yuǎn)

芯海科技董事長盧國建，華為海思前身華為ASIC部門工作多年，他深知板凳坐十年冷的道理，一個IC多年的潛心投入凝聚在爆款產(chǎn)品背后，PD3.1代表了未來的大市場芯海科技抓住了新的大趨勢，也是長期投資的回報。今年上半年，一臺國產(chǎn)筆記本電腦成為黑馬，芯海PD芯片獲得大量訂單，這是對創(chuàng)新者投資的激勵。希望更多本土廠商長期布局，抓住未來的大機(jī)遇！（完）