华源智信打造数字电源新生态
前言
HYASIC华源智信是一家从事数字电源芯片研发的的半导体企业,企业的名称由HY和ASIC两个单词组合而成,其中HY代表华源,ASIC则是Application Specific Integrated Circuit的缩写,是用于供专门应用的集成电路。
华源智信的成立也寓意着将数字电源作为公司的核心业务,立志于普及数字技术在电源中的应用。
豪华团队
华源智信的主要骨干是来自于iWatt和PI的技术专家,具有多年丰富的数字电源管理芯片的经验,业务重点在数字开关电源芯片的研发和应用,产品已广泛应用在充电器、适配器及IoT产品。公司总部在深圳市南山科技园,分别在硅谷、武汉、合肥,韩国以及香港设立研发中心和办事处。
数字电源技术在充电器上的应用已经有数十年历史,其中最为经典的堪称苹果5W充电器,这款充电器得到过乔布斯的认可,在苹果发布会上与iPhone首次亮相,自上市以来成为历代iPhone4、iPhone5、iPhone6、iPhone7、iPhone 8、iPhone X、iPhone XR等手机的标配,全球累计出货量突破了10亿只,一直保持着业界单一型号充电器的销量冠军。
华源智信创始人向充电头网透露,苹果5W充电器的芯片正是由他带领的团队研发,参与和见证了数字电源技术在这款产品上的应用。
除此之外,十年前在行业掀起了轰动的数字调光芯片也出自华源创始人主导开发,这一技术得到了照明巨头飞利浦的认可。
回到快充市场,2015年高通面向安卓智能手机市场推出了Quick Charge快充技术,在不改变MicroUSB充电接口的前提下,将充电电压提升到了9V、12V等更高电压,功率也从5W,提升到了18W、27W等,充电速度获得了长足发展。随后高通还对快充技术做了升级,相继推出了QC3.0、QC3+、QC4、QC5等。
高通定义的Quick Charge快充生态,由智能手机、充电器、线缆三部分组成,其中充电器的芯片开发,也邀请到了华源智信创始人参与,不得不说这是第一批推动快充发展的半导体设计工程师。Quick Charge快充的发布,首先得到了三星的响应,其中EP-TA200充电器成为三星多款Galaxy、Note系列旗舰畅销手机的标配,这个项目华源智信创始人也参与其中,见证了高通快充技术的蓬勃发展。
充电头网从业界获悉,华源智信创始人,本科、研究生就读于清华,并且是清华电机系电力电子工程中心第一批毕业的研究生。
公司产业链上下游的战略投资人,包括液晶显示主控板卡领域的龙头企业广州视源、专注电源技术研发的知名充电器生产企业天宝集团、消费类电子知名电商平台Anker,以及智能电网、能源管理领域的龙头东方电子。
此外,华源智信过去两轮的投资人也均为国际半导体领域的知名投资机构和产业方,包括华登国际、湖杉资本和传音控股。
数字芯片布局
华源智信目前在电源领域拥有20多项发明专利,其中多个还是全球PCT专利。PCT是《专利合作条约》(Patent Cooperation Treaty)的英文缩写,是有关专利的国际条约。根据PCT的规定,专利申请人可以通过PCT途径递交国际专利申请,向多个国家申请专利。
这也意味着华源智信的专利覆盖到世界知识产权组织认可的多个国家和地区,极大提升了专利的竞争性。
除了在数字电源知识产权方面的布局,华源智信与上游晶圆fab厂共同开发高压工艺平台,其中700V的耐压足以满足智能终端消费电源市场的主流应用,该工艺平台具有独家享用的权益,从而在源头上确保了产品的竞争力。
配套工具开发方面,华源智信自研HYDigit数字电源控制工具,该工具为工程师预研提供仿真实操环境,提供更多个性化和差异的设计需求。在保护客户的研发成品知识产权方面,HYDigit可以通过图形化用户界面进行非常详细的配置,如PFC、LLC、控制功能配置,系统功率和保护状态监控。
使用华源智信数字芯片,可在开发全程进行参数调整,从研发到成品。数字芯片还具有密码设置,通过密码保护芯片内部参数,为工程师的研发软件成果提供加密保护。没有密码无法读取内部配置参数,从根本上杜绝抄板,避免PCBA被逆向造成的损失。
华源智信HYDigit数字电源还具有高集成度、减少外围器件、EMI自适应控制、匹配不同规格MOSFET、快速保护等优势。华源智信将数字电路与模拟电路结合,不用外挂专门的DSP芯片,成本上也更有优势。
相比传统的模拟控制器,芯片只能适应定制之前的功能需求;随着市场、客户、消费者需求日益增加,功能迭代,就需要重新改版芯片,增加了重复投入的时间、成本。这点在华源智信HYDigit数字电源上,可得到改善和解决。
回到数字电源在快充上的应用,华源技术专家郭春明以苹果发布的140W 氮化镓快充电源为切入点,介绍了数字电源在消费领域的应用趋势,这也与华源半导体的产品定位不谋而合。不过由于苹果现行的MCU控制方案成本非常高,不利于在消费类电源产品中大规模应用,华源半导体的数字芯片就是为解决这一痛点。
在核心技术层面介绍了两种实现途径,其中一种是自适应控制和驱动技术,可以平衡电源系统的EMI和效率。
开辟第二赛道
华源智信向充电头网透露,目前已经成功开辟第二赛道,主要为笔记本电脑、手机及电视机提供相对应的PMIC电源及背光解决方案。该公司独有的专利Mini LED背光架构技术,在全球范围内处于技术领先地位。
屏幕作为人机交互的入口,无处不在。无论是电脑显示屏,还是液晶电视,真正是当下火热的METE元宇宙,华源智信PMIC均有涉足。目前已经成为CVT、BOE、AOC等知名企业供应商,芯片批量交付。
2021年,华源智信专为Mini LED 研发的AM驱动方案正式实现量产。该项技术正是使用了Distributed Architecture技术。
对比而言,传统的PMIC驱动架构中驱动板和灯板是分开的,那么随着分区数增多,需要驱动的芯片就越多,那么灯板也会越来越大,成本大幅增加。
华源智信该项技术应用于Mini LED产品,占据了更小的空间,并且适合更多分区的终端产品,对电流的调控精度非常高,可适应当前高刷新率的显示行业要求,达成无频闪的显示效果。
在Mini LED背光的新要求下,华源智信前瞻性地推出了SPB协议。SPB协议有着类似于SPI的接口,但是该协议是以创新的方式,它的走线能更加简单,具备可靠性、可扩展性。尤其是可根据相关技术精准发现打件的不良。打件不良,能提前发现,就可以大大提高生产效率。
充电头网通过对显示器内部拆解分析,电路部分由AC-DC、PMIC两个主要类型组合而成。
其中AC-DC电路的功率从20W-1000W+,这块华源智信已经有完整数字电源芯片布局,尤其是氮化镓合在该领域应用,满足TV轻薄、高效的电源模块开发需求。
PMIC电路、USB-C的接口芯片和外围配套的DC-DC电路,这块华源智信也拥有丰富解决方案,可以满足客户Turnkey的一站式开发需求。
TV、METE电源作为华源智信第二赛道,这个布局的矩阵优势已经开始协同发展,未来充满了想象空间。
进击氮化镓
华源智信基于氮化镓快充应用,推出了全套解决方案,如HY3655E氮化镓快充控制器、HYC3602和HYC3656合封氮化镓功率器件。通过工艺革新,降低氮化镓器件不良造成的故障,弥补氮化镓当前自身普及难点。高集成的合封设计,减少器件数量和型号,降低外围电路开发难度,从而降低整个系统的开发成本。
合封氮化镓功率器件的30W电源芯片HYC3602,采用ESOP封装,内置0.5Ω氮化镓器件。这一封装兼顾了散热和体积优势,也是业界率先推出这一封装的同类型氮化镓芯片。在大功率合封氮化镓芯片方面,华源半导体布局了HYC3656,同样采用合封的形式,实现了精简的外围设计。
华源半导体正在研发的一款合封氮化镓芯片,内置0.26Ω氮化镓器件,支持最大65W功率,内置了Sense FET 技术,让外围电路变得更加精简。
与前级搭配的芯片,华源半导体内置MOS的同步整流芯片包括了HYC9010,耐压60V;HYC9011,耐压80V;HYC9012,耐压100V等多个型号。
华源智信向充电头网透露,目前应用于大功率快充的电源芯片都在开发中,2022年会陆续推出PFC控制器、LLC数字控制器、LLC+PFC combo数字控制器等。届时将会填补国内100-1000W大功率电源市场数字芯片空缺,将数字电源的普及推向生活中的各种电源应用。
未来展望
碳中和碳达峰已经成为全球瞩目的焦点,也是电源行业数十年来难得的发展机遇。
华源智信创始人向充电头网透露,电源技术的革新,提升转换效率,可以为环保做出一份贡献。而充电技术标准的统一,让充电器接口通用性增强,提升充电器利用率,减少塑胶材料的使用,让充电可持续发展,带来环保效应。
出入电源行业的应届毕业生,充电头网邀请华源智信创始人分享了一些入行感悟。电源行业是一个充满活力的行业,经历数十年发展,依旧朝气蓬勃,这是一个不老,没有夕阳的行业。未来IoT设备还会加速电源的发展,只要有移动终端设备,就必须要有电源。
在学术交流方面,华源智信创始人编译的《开关电源设计与优化》,凭多年工作经验和学术造诣全面概括开关电源设计与优化技术的结晶。书中系统论述了开关电源电路(设计)的功率换、EMI滤波器、各功率换器器件的参数选择和换器各部分波形、PCB设计、电源温度控制、电源安全、可靠性及检测等内容,为工程师提供了电源开发的实操经验。
未来,电源技术一直在革新,高效率、可持续、模块、高集成、灵活性等都是接下来发展的关键词。其中高(效率)、轻(环保)、薄(时尚)逐渐成为主流和消费共识,紧跟消费者的脚步。
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