隨著物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術的發展，能夠提供更強充電電流與充電功率的Type-C接口開始成為現在主流的通用充電方案接口。快充技術的不斷普及，也讓充電變得簡單容易。近些年充電器的變化很大，技術和市場正趨向于大功率、小尺寸、通用性和低成本，這也是英飛凌作為半導體芯片和功率器件供應商可以配合的市場需求。在2020年4月，正式完成對賽普拉斯半導體公司的收購之后，英飛凌可以為充電器設計提供一站式的半導體方案。

近日，針對快速充電應用，英飛凌電源與傳感系統事業部大中華區副總裁陳志豪，英飛凌電源與傳感系統事業部應用市場經理盧柱強，現場詳細介紹了英飛凌近況和新推出的CoolGaN IPS第三代寬禁帶（WBG）功率半導體。

陳志豪表示，在英飛凌宣布正式完成對賽普拉斯半導體公司的收購后，公司的結構和狀況也有所調整。2020財年（截止9月30日），英飛凌銷售額達85億歐元，現階段在全球有37個研發中心。在并購賽普拉斯后，英飛凌已成為全球十大半導體供應商之一，可以為客戶提供更全面的充電器解決方案，滿足客戶對于大功率、小型化、統一性、通用性、成本優化方案等需求。

高功率密度方案解決行業痛點

“整個充電器行業都離不開方案”，盧柱強說道：“而英飛凌能夠提供從18W到100W整套系列方案，以及覆蓋各個功率段的方案，滿足客戶的多樣化需求。如果追求高性價比，可以使用英飛凌的PAG1方案，這套方案來自賽普拉斯研發團隊，它不僅能夠達到現在主流方案的水平，而且還有英飛凌的供應鏈、品牌的質保和技術支持團隊的加持，所以優勢顯而易見。”

在談到高功率密度的方案時，盧柱強指出：“英飛凌能夠提供的方案是目前市場上從控制器層面達到功率密度比較高的方案，也就是混合反激，也叫做非對稱半橋。這個架構能達到的非常高的功率密度，在板端，一個65W的能達到35W/立方英寸；而一個100W的PFC+混合反激，大概能達到25.4功率密度，這在市場上已處于領先地位。這個是搭配硅器件來做的測試，現在我們也在基于GaN的方式做一些優化。在兩者之間，我們有一個成熟的折中方案，也就是ZVS軟開關，這是市場上已經有量產的方案，它的成本和功率密度介于兩者之間，也有現成的參考設計供大家使用。”

在充電器里面，功率器件的功率開關管也是決定了它的性能或者是整體競爭力很重要的一點。早在2018年，英飛凌的氮化鎵開關管的產品就已經客戶產品上量產，一直到現在，英飛凌依然在通訊和服務器領域里面持續、穩定地為市場提供電源。來到2021年，英飛凌CoolGaN IPS上市，開始在快充行業快速發展。

IPS的全名是集成功率級，就是在GaN開關管的基礎上把Drive IC集成在同一個封裝里。英飛凌有一個OptiMOS PD系列，它是專門為充電器應用而開發和定義的產品，結合充電器的特點來滿足相關的標準要求，所以會同時兼顧滿載、重載和輕載的效率。英飛凌在整個充電器行業里，正通過方案、高壓MOS、低壓MOS，提供更多優秀的高功率密度的產品和方案。

性能優異的CoolGaN? IPS系列產品

WBG（寬禁帶）第三代半導體也是英飛凌的重點發展方向。英飛凌目前為數不多的一家能夠全面提供涵蓋硅、碳化硅和氮化鎵的全系列功率產品的公司。我們都知道，在電源應用里面，氮化鎵有一個很大的好處，就是減少開關損耗，尤其是高頻開關應用。而氮化鎵在充電器里面的應用，主要是利用了GaN在高頻下開關特性的優點，從而實現小型化的設計。

正是因為氮化鎵這種寬禁帶（WBG）材料制成的功率開關帶來的高效率及高速切換頻率，開啟了功率電子的新時代。順應這一發展趨勢，英飛凌推出集成式功率級（IPS）產品 CoolGaN? IPS 系列，成為旗下眾多 WBG 功率元件組合的最新產品。IPS 基本的產品組合包括半橋和單通道產品，目標市場為低功率至中功率的應用，例如充電器、適配器以及其他開關電源（SMPS）。

英飛凌600 V CoolGaN 半橋式 IPS IGI60F1414A1L內置隔離柵極驅動器，擁有兩個數字 PWM 輸入，讓 IGI60F1414A1L 更易于控制。為了達到縮短開發時間、減少系統物料清單項目和降低總成本等目標，利用集成隔離功能、明確分隔數字和電源接地以及簡化PCB配置等，皆是不可或缺的要素。柵極驅動器采用英飛凌的單芯片無磁芯變壓器（CT）技術，將輸入與輸出有效隔離。即便在電壓上升或下降速率超過 150 V/ns 的超快速切換瞬時下，仍可確保高速特性和杰出的穩定性。

IGI60F1414A1L的切換特性可以簡易地根據不同的應用借由一些柵極路徑的被動元件諸如阻容器件實現。例如，此特性可使電流或電壓速率優化，以降低電磁干擾（EMI）效應、穩態柵極電流調整和負柵極電壓驅動，在硬切換開關應用中穩定運行。此外，系統級封裝集成和柵極驅動器具備的高精度和穩定的傳輸延遲，可讓IGI60F1414A1L提供最低的系統死區時間。這將有助于系統效率極大化，使充電器和適配器解決方案的功率密度提升至更高水平，達到35 W/in3。靈活、簡單及快速的設計特色，也適用于如 LLC 諧振拓撲結構、馬達驅動器等其他應用。從產品層面來看，英飛凌已經具備了全氮化鎵方案，也就是包括原邊的高壓氮化鎵，和復變同步整流的100V的氮化鎵。  

在1998年的西門子時代，超級結技術變成了產品并快速市場化；在2001年，C3系列奠定了英飛凌MOS管在電源行業的領導地位；2003年以后，英飛凌開始引領整個功率半導體市場，為了保持第一的優勢，英飛凌每隔一小段時間，就會針對不同的細分的應用，或者客戶的痛點，或者是結合新的產品方向，推出新一系列的產品，英飛凌在一直追求高效率、高功率密度，以及成本優化的方向不斷努力。

如今，英飛凌早已成為電源行業的領頭羊，相信在收購USB IC行業領導者的賽普拉斯之后，這兩家公司的結合會給市場帶來一個完整的滿足多個市場方向的完整的方案，比如功率級、原邊、副邊，還有控制器、協議、高壓硅MOS、低壓硅MOS、氮化鎵等，來滿足我們的大功率、小型化、統一性、通用性、成本優化的方案。

道阻且長，行則將至，行而不輟，未來可期。