造就小米67W无线快充和120W有线快充！这家芯片公司掀起一场充电浪潮

电子发烧友网报道（文/黄晶晶）几年前，搭载无线充电功能的智能手机还只是寥寥数款，芯片供应商以国外大厂为主。但是很快，国内几家无线充电IC设计公司异军突起，快速占领了智能手机等市场。伏达半导体就是在这一波热潮中涌现的芯片公司，并一路发展壮大。
 

伏达无线快充：已打入主流智能手机、汽车前装市场取得突破

2014年成立的伏达半导体专注于电源管理芯片及方案的研发及创新，耕耘7年多时间，已经成为国内无线快充和有线快充的领先厂商。
 
伏达半导体⽆线充电事业部副总裁李锃在接受电子发烧友网采访时表示，当时作为一家初创企业，伏达制定了三步走策略，首先采取跟随措施，追平国外技术，这个过程中伏达的充电芯片实现量产。第二，结合客户需求提供更高效率的充电方案，当前伏达80瓦的无线快充就是采用自有的专利技术。这个过程中，伏达逐渐成为无线充电领域的主流厂商。而未来，伏达将继续做简化架构的创新，将无线充电的成本和体验做得更好。
 

伏达半导体⽆线充电事业部副总裁李锃

 
伏达的无线快充产品线从2019年的20瓦功率不断提升到如今的80瓦功率。一组数据显示，2019年小米某款手机的无线充电，大约70分钟充满，而用有线快充，只需要59分钟。
 
但是，如果采用最近伏达发布的一款支持67瓦的无线充电芯片，经测试，无线和有线充电时间都只需要36分钟就能将手机充满。
 
很难想象，如今，手机的无线充电和有线充电能够达到同样的充电时间！
 

 
不过，李锃表示，伏达正在开发的第三代技术，将降低功率至50瓦，通过技术优化将提升更好的充电效率，并降低方案的成本。这么做，是为了响应工信部发布的关于无线充电功率最高不超过50W的意见稿的号召。根据意见稿，2022年1月1日起所有生产、进口在国内销售、使用的移动和便携式无线充电设备额定传输功率要求小于50W。
 

伏达的无线充电芯片已经打入主流智能手机品牌客户，应用到小米、OPPO等厂商的智能手机、无线耳机等，未来还将不断拓展到耳机、手表等智能穿戴产品，乃至汽车应用。
 
目前无线充电发射端共有三种架构。李锃解析，第一种是主芯片加分立元件的方案。第二种是双芯片方案，即主芯片SoC加SmartBridge架构，伏达在业界推出了第一个SmartBridge架构。SmartBridge架构的好处是拥有高可靠性、非常适合在高EMI的场合使用。第三种是更加精简的单芯片发射方案。这三种方案伏达都有相应的产品，适用于不同的场景。
 
在车载领域，伏达推出了首款国产车载无线充电的解决方案，发射端支持业界最高输出功率50瓦，转换效率达到80%，而现有的效率只有70%，同时符合车载专用的AEC-Q100认证。这其中就用到了SmartBridge方案，可以提供更好的EMI，以及更安全可靠的系统。
 

 
李锃谈到，汽车厂商对于无线充电的要求，一是快充、效率高；第二可靠性。“汽车里对EMI要求非常高，会对无线充电方案的EMI对于车内屏幕、通信等各种设备的干扰进行检测。而我们的SOC+Smart bridge架构，将功率器件、检测、无线充电的保护全部集成到Smart bridge单元，外围器件少，模组简洁，同时提供了可靠的车载无线充电应用。”
 
好消息是，伏达已经进入车载无线充电前装市场，相关客户产品即将发布。这对于早已进入车载无线充电后装市场的伏达来说，是一个新的突破。
 

伏达有线快充后发制胜，200瓦是手机快充极限，向工业电源拓展

相对于无线充电产品线，伏达的有线快充产品线成立时间不长，但是目前伏达的有线快充也已经打入小米、OPPO等供应链，取得了非常大的进展。
 
今年4月，伏达推出第二代电荷泵快充产品NU2205，该产品是目前业界功率最高的100W电荷泵快充芯片。NU2205是国产唯一采用了双电芯4:2电荷泵快充架构的芯片。创新的双电芯快充结构打破了单电芯充电的瓶颈，将充电功率从60W大幅提高到了120W，并有机会进一步提升到200W。
 
伏达半导体移动电源事业部副总裁吴苗松解析，充电产生的大电流通常需要更粗的充电线，那么电荷泵技术能够用于降低电流，减小损耗。NU2205采用4:2电荷泵架构，这种架构和集成FET进行了优化，可实现50%的占空比。使电缆电流成为传输到电池电流的一半，从而减少了充电电缆的损耗并限制了应用中的温升。双相架构降低了输入电容要求，同时降低了输出电压纹波。
 

伏达半导体移动电源事业部副总裁吴苗松

 
同时，电荷泵能够在高电流时提供更好的充电效率，传统上DC/DC在3A电流时效率只有88%-90%。而电荷泵可以高达98%-98.5%，同时到6A、8A、10A时，可以做到 96%。这意味着，传统 DCDC会有12%、13%的消耗，消耗的最大问题就是发热，这会给手机应用带来很大的挑战。而采用电荷泵架构，给60W、120W快充的损失都非常小。
 
华为Mate40 pro支持65瓦有线快充，小米10 Ultra更是支持120瓦快充，未来还会更高吗？有线快充用于智能手机是否有极限？
 
吴苗松认为，的确如果以单电芯来看，65W和100W快充在充电时间上没有拉开明显的距离。例如一节电池，采用65W快充，充电时间在35分钟左右，100W可能在28分钟左右。
 
因此，伏达的第二代电荷泵架构支持双电芯，采用两节串联电池，输出端电压达到单节电池的两倍，充入电池的电流减半，从而提升充电功率。那么双电芯120W快充，可以做到20分钟以内充满。可以看到，充电时间的提升是非常明显的。
 
回到快充极限这个问题，吴苗松认为在200W基本上就是智能手机快充的极限范围。根据之前小米发布的200W快充测试显示，能够在10分钟以内充满。估计这将是手机快充的终极目标。
 
伏达的快充产品线以手机客户为主，同时也在向工业领域拓展，例如服务器市场，由于能耗高，带来最大的成本是电费，现有的服务器电源能效在80%到85%，而伏达的电荷泵方案可以做到98%的能效。对于服务器应用，在节省能耗，节约电费等方面有非常大的帮助。
 

聚焦全球市场  站在风口飞扬

伏达半导体创始团队成员来自TI，具有非常丰富的电源芯片技术研发经验。公司在全球建立了6个研发中心、4个销售机构，目前公司员工规模超过200人。
 
伏达高管表示，伏达文化的一大特点是做最难的事，只有把最难的事解决好了，对于客户才有价值。如今，伏达半导体作为一家本土IC设计公司，产品和客户已经遍布全球各地，伏达研发中心和销售机构的设立也是以贴近于当地的客户需求为宗旨。因此，也广泛吸纳海外的研发人才，充实伏达的团队力量。
 
数年间，伏达已经成长为在无线快充和有线快充领域的主流厂商，据悉，伏达的无线快充在智能手机品牌厂商的出货量占有一半的份额。可谓市场地位相当显赫。公司自身的技术优势是立足之根本，但也是看准了快速崛起的快充产业，抓住了机遇。如今，在智能手机市场斩获颇丰之后，伏达半导体未来站在工业、汽车领域的电源应用风口，也必将收获更大的成功。

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