亚成微USB PD快充功率集成方案介绍

11月26日，由充电头网主办的2021（秋季）USB PD＆Type-C亚洲展在深圳南山科兴科学园如期举行。作为2021年年度备受瞩目的消费类快充电源行业展会，现场汇聚近百家USB PD＆Type-C产业链企业，并有多达上千款的新品展出。同时，本次展会也吸引了众多专业观众莅临现场，成为快充产业相关人士面对面洽谈、技术交流、学习成长的平台。

陕西亚成微电子股份有限公司 亚成微产品经理 周聪先生发表了《亚成微PD快充功率集成方案》的主题演讲，对快充市场的产品需求以及亚成微功率集成方案做了详细的介绍。

研讨会上，周聪先生的演讲内容主要分为公司简介、快充市场的产品需求、亚成微功率集成方案介绍三个部分。

亚成微电子股份有限公司，成立于2006年，是注册在西安高新区内的规模以上国家高新技术企业。2014年1月在新三板挂牌（股票代码：430552）。公司专注于高速功率集成技术设计领域，研发覆盖半导体功率IC和功率器件两大类，主要产品包括AC/DC电源管理芯片、包络追踪射频功率放大器（ET-PA）、LED驱动芯片以及功率MOSFET等。

亚成微研发生产总部位于西安，在厦门设有子公司，在深圳、宁波、中山设有办事处。

快充市场最近几年在飞速发展，从最早的18W到现在的120W，人们对快充的需求在不断变化。从快充的功率和功能，产品便携程度到价格来说，消费者的追求是无止境的，给亚成微也带来了机遇和挑战。

对于快充生产厂商来说，大家都希望得到简单，易生产，直通率高，成本更低的方案。在缺货的背景下，厂商还希望得到供货稳定的产品支持。

从研发者的角度来看，易设计，更稳定和更优秀的指标是关键。

亚成微认为，快充未来是走向功率集成化，为客户带来更简洁的产品设计以及更低的成本，更稳定的供应。功率集成并不是简单的合封，功率集成指功率器件与控制器的合理化封装。

下面是亚成微的功率集成方案介绍。功率集成具有更低的寄生参数，提升可靠性。同时具有更精简的外围电路，简化物料供应，对厂家来说可以更好的控制成本。

从功率集成的封装优势来说，可以以最小的寄生参数满足设计需求。反激电路设计上，杂散参数会影响效率，在高频化氮化镓电源应用上，振铃和环路过大对EMI的影响，使用合封就能极大降低杂散参数，提升产品稳定性。

亚成微功率产品线介绍，亚成微拥有自研开发的高压超结MOS，采用多层外延工艺，功率集成方案也使用了自研的MOS，加以匹配优化设计。亚成微功率器件供应稳定充足，月投产达到了2K片。

亚成微在功率器件上进行了匹配功率集成的设计，带有高压启动管和高压启动电阻的集成超结MOS，匹配快充方面应用。除了做高压启动以外还支持自供电功能，满足PD快充对宽电压的需求。

除了带启动管还有带耗尽管的超结MOS设计，还有带温度检测和电流检测的Trench MOS，用于智能功率开关产品。

亚成微20-30W自供电双绕组参考设计，采用了自研的带高压启动的超结MOS，特殊之处在于VCC是自供电，无需VCC供电绕组，也无需考虑输出电压变化对VCC的影响，支持0到任意输出电压。封装上没有集成高压引线。

在芯片内部集成高压启动时，特别是功率集成的方案，高压引线的冲丝，塌丝，与相邻低压线距离过近的问题，会在长期工作的过程中会形成游离碳导致电击穿。亚成微为了解决这个问题，在超结MOS上做高压启动管，或者在超结MOS上做高压启动电阻，来满足高压启动功能，在合封里面不存在高压引线，保证芯片的可靠和安全性。

亚成微在设计之初就对超结MOS寄生参数以及驱动器的驱动能力进行匹配设计，严格控制MOS在开通时候的di/dt以及Vds下降速度，保证EMI上仍然具有和VD MOS相同的EMI特性。亚成微20W双绕组产品的温升表现及EMI测试波形。

亚成微在30-100W氮化镓快充方案上也推出了功率集成方案，具有ZVS工作模式，支持高压启动。亚成微对大功率GaN功率集成方案做了特殊的封装技术，采用扇出型的3D封装技术，可以有效避免塌丝、冲丝、胶丝的风险以及保证内部的高压距离。

GaN是表面导电的功率器件，整个发热源在晶圆表面，散热设计和传统VD MOS不同。MOS漏极在底部，可以焊接或导电胶粘合，通过底部焊盘导热。GaN其实需要表面的散热处理，亚成微采用铜柱倒装工艺，从表面散热连接到散热焊盘上，保证有更小的热阻。内部采用扇出型封装，走线宽度和间距可以设计，保证了封装问题不会出现风险，保证大功率器件工作的稳定可靠。封装为叠层设计，类似PCB走线，同时还可以通过改变走线宽度保证大功率的大通流特性。

亚成微30W合封GaN PD电源方案，采用了亚成微自研的封装技术，采用DFN5*6封装，外围精简，有效降低了成本。采用QR工作方式，内部集成700V高压启动，支持130KHz工作频率，内置抖频技术，集成斜坡补偿，内置多种保护功能。

下面是亚成微同步整流的功率集成产品，亚成微30W以内的产品采用SO8封装，40-65W以上采用DFN5*6封装，有效解决大功率同步整流的散热问题。两款同步整流芯片均支持高低侧使用，支持DCM/QR/CCM工作模式，具有10nS超快关断延时和25ns超短死区时间，支持最高350KHz工作频率。

亚成微65W氮化镓合封产品的EMI测试结果，将功率器件与控制器合封在一起，没有外围器件的匹配和调节，在开发初期通过驱动设计优化，保证产品在合封下仍然具有优异的EMI表现。

亚成微AC-DC产品路线图，包括现有已量产的双绕组功率集成方案以及65W和30W内置GaN的功率集成方案，副边同步整流芯片，后续亚成微会推出高频GaN驱动器和ACF架构产品。

充电头网总结

亚成微通过将功率器件和控制器匹配，并辅以合理化封装，推出了自有的功率集成方案，亚成微的功率集成方案可减小寄生参数，简化外围元件数量，满足低成本，高可靠性，高效率的需求。

亚成微特殊的封装技术，采用扇出型的3D封装技术，可以有效避免塌丝、冲丝、胶丝的风险以及保证内部的高压距离，保证芯片的长期工作可靠性。在合封GaN芯片上采用倒装技术配合铜柱连接，符合氮化镓特性，可减小芯片热阻降低温升。此外，亚成微还展示了基于合封GaN功率集成芯片+同步整流功率集成芯片的65W、30W高功率密度快充方案。

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