氮化镓作為一種第三代半導體材料，近兩年時間裡在消費類電源市場中得到了廣泛應用。尤其是随着各大手機、筆電品牌紛紛入局氮化镓快充，氮化镓功率器件的性能得到進一步驗證，同時也加速了氮化镓技術在快充市場中的普及。
目前快充電源市面上的應用的氮化镓主要以三種形式，分别是GaN單管功率器件，内置驅動器的GaN功率晶片，以及内置控制器、驅動器、GaN功率器件的合封晶片。其中以GaN單管功率器件發展最為迅速，尤其是十四五規劃出台以來，國家加大了對第三代半導體扶持力度，入局氮化镓的廠越來越多，基于不同品牌GaN器件開發的快充産品也相繼量産。
據了解，在即将舉辦的2022年（春季）亞洲充電展上，将有15家業内知名第三代半導體廠商出席，為大家分享最新的行業趨勢以及産品技術，并展示氮化镓、碳化矽器件在不同領域的應用案例。
氮化镓快充直驅控制器
逐漸龐大的氮化镓快充市場以及不斷豐富的氮化镓功率器件，對控制器和驅動器形成了強需求。為此，國内多家電源晶片廠商針對氮化镓快充的應用推出了内置驅動的主要，将驅動器內建在主要晶片内部，可以直接驅動GaN功率器件，一方面精簡了外圍電路設計，同時也提升産品穩定性并節約成本。
根據充電頭網不完全統計，茂睿芯、南芯、必易微、傑華特、瑞薩、亞成微、美思半導體、華源半導體等廠商均已經推出了氮化镓直驅控制器，并且其中一部分氮化镓直驅控制器都已經實作了量産出貨，被應用在衆多氮化镓快充電源産品中，并獲得良好的市場回報。
直驅控制器優勢
氮化镓功率器件雖然具有高頻、高效、高功率密度的特性，但是相較于傳統的矽功率器件而言，其對控制器同樣有着更高的要求，并且需要額外增加驅動器，電路設計相對比較複雜。而據充電頭網不完全統計，全球範圍内已有十餘家GaN功率器件供應商，而其中僅少數器件為内置驅動設計，大部分均為GaNFET單管設計，應用時除了要控制器之外，都需要驅動電路。
氮化镓直驅控制器的出現，也加速了GaN功率器件在快充市場上的應用；并且不同的直驅控制器搭配GaN功率器件可以組成QR、LLC等多種快充電源架構，滿足多樣的市場需求。
據了解，2022（春季）USB PD & Type-C亞洲大會将于3月23日-3月25日在深圳福田會展中心舉辦，以下是充電頭網根據參展商資料整理的氮化镓快充直驅控制器廠商産品案例。
B49-B50、B67-B68展位：MERAKI茂睿芯
在氮化镓快充市場，茂睿芯目前總共推出了5款氮化镓主要晶片，MK2787/2788為合封氮化镓晶片，适用于30W快充設計；其中MK2697系列包含了三款産品，其中MK2697G為氮化镓直驅控制器，在SOT23-6封裝内內建了控制器和驅動器，外圍電路大大精簡。
茂睿芯MK2697G
茂睿芯MK2697G是一顆采用SOT23-6極小封裝的高頻QR AC-DC PWM控制晶片，Vcc耐壓110V，支援9-90V Vcc供電，無需外部穩壓電路，減小布闆空間，使用更靈活。采用專利驅動技術，可以直驅GaN功率器件，同時優化SR Vds應力，有效提高了産品效率及功率密度。
茂睿芯MK2697G具有自适應多模式特性，滿足PD快充不同輸出電壓下的能效要求，200KHz工作頻率可以充分利用氮化镓開關管優勢，提高效率并減小擴充卡體積。
應用案例：
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C72-C73、C86-C87展位：SOUTHCHIP南芯
據了解，目前南芯已經基于QR反激架構推出了SC2021系列、SC3023系列等氮化镓直驅控制器，并且均已經實作了批量出貨，獲得努比亞、QCY、綠聯、Remax等品牌采用。
此外，針對高密度快充電源的應用，推出了SC3050、SC3056、SC3057三款氮化镓合封晶片，其中SC3056已成功在倍思30W GaN3氮化镓快充充電器量産。
南芯SC3021C
開關電源主要晶片采用南芯SC3021C，滿足各類高頻QR快充需求。SC3021C專有GaN直驅設計，省去外置驅動器或者分立驅動器件。
內建分段式供電模式，單繞組供電，無需複雜的供電電路。内置高壓啟動及交流輸入Brown In/Out功能，內建了X-cap放電功能。SC3021C最高支援170KHz工作頻率，适用于繞線式變壓器。
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南芯SC3021D
開關電源主要晶片為南芯SC3021D，支援170KHz GaN直驅，專為30W氮化镓充電器設計，在該方案下可采用ATQ17/15繞線式變壓器，極具成本效益。
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南芯SC3023C
南芯SC3023C是一顆高頻準諧振反激控制器，内置了氮化镓驅動，可用于直接驅動氮化镓開關管。SC3023C内置X電容放電和高壓啟動，具備自适應開關頻率折返功能，能在整個負載範圍内獲得更高的效率。
QR和DCM模式下通過谷底開通來獲得高效率。空載時在低功耗模式下運作，進而降低系統的待機功耗。内置完善全面的保護功能，支援晶片内和外置的過熱保護功能。
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B47-B48展位：KIWI必易微
必易微推出了多款氮化镓控制器，其中KP2202/KP2206系列為準諧振反激架構的氮化镓直驅晶片，該系列支援三種頻率可調，可以直接搭配E-GaN開發氮化镓快充，節省外部電路。此外必易微還有合封氮化镓晶片KP22064和KP22066，前者适用于30W-45W氮化镓快充設計，後者适用于65W快充設計。
必易微KP2202
必易微KP2202内置高壓啟動功能，并內建了AC輸入掉電檢測與X電容放電功能；晶片擁有±1%恒壓精度；超低啟動/工作電流，待機功耗小于30mW。
支援低谷鎖定模式，最高工作頻率分500kHz、300kHz、140kHz三檔可調；通過峰值電流抖動實作抖頻功能；VDD供電範圍8-100V；晶片內建完善全面的保護功能，内置驅動器可驅動主流GaN開關管。
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必易微KP2206
必易微KP2206内置驅動器，外圍電路非常簡單。晶片采用負壓采樣保證驅動電壓在任何開通和關斷過程保持穩定，可靠性得到了充分保證。從波形圖上可以看出在開通過程中驅動電壓非常穩定。
必易微KP2206控制器采用直驅方式設計思路，晶片内置LDO保證6V驅動電壓穩定，提高産品的一緻性。關斷回路采用超低内阻下管，能夠有效抑制高頻應用中的震蕩，保證穩定的關斷。
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A09展位：JOULWATT傑華特
針對氮化镓快充的應用，目前傑華特已經推出四款控制器，分别是有源鉗位反激控制器JW1550、準諧振反激QR控制器JW1515H、33W合封氮化镓晶片JW1566A，以及65W合封氮化镓晶片JW1565，并且均開發了不同的快充參考設計。其中JW1515H是一顆氮化镓直驅控制器，可以直接搭配GaN功率器件使用，節省外圍電路。
傑華特JW1515H
傑華特JW1515H是一顆高度內建的準諧振反激控制器，支援700V高壓啟動，內建X電容放電功能，支援8~90V寬範圍供電，無需外加穩壓元件。内置高可靠GaN直驅電路，6V驅動電壓可直接驅動GaN器件，有效簡化驅動電路設計，可靠性更高。與競品相比，傑華特1515H外圍電路可節省10+器件，有效的減少了成本和面積，增加了布闆自由度。
作為領先的電源管理IC供應商之一，傑華特微電子股份公司在高功率快充領域提供業界最全面的全套解決方案，包括PFC、ACF、ZVS、QR 的控制器、氮化镓合封、協定以及同步整流控制器等，功率段覆寫20W～200W。傑華特電源管理IC已經廣泛應用于國内TOP手機、筆記本電腦、電商等品牌。
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B114展位：Renesas瑞薩
瑞薩推出了一款支援80V輸入電壓的雙路同步降壓控制器ISL81806，支援雙相降壓以及雙路獨立降壓輸出。這顆晶片最大的賣點在于内置了氮化镓驅動器，支援直驅低壓氮化镓器件，進而獲得更高的開關頻率和轉換效率。
瑞薩iW9801
瑞薩（Dialog）推出的初級側控制器iW9801是一顆高性能的數字化開關電源反激控制器，支援零電壓開關和自适應的多模式控制運作，搭配次級控制器可實作高功率密度和高輸出精度的設計。
iW9801内置的多模式控制支援PWM、PFM和突發模式。主開關零電壓開通，可降低開關損耗并降低EMI，同時提供多種内置的保護功能。iW9801為Dialog的次級側控制器而優化，搭配次級側控制器組成的晶片組可實作多級恒壓和多級恒流，适合用于快充應用。
搭配次級側控制器的數字補償，晶片組可減少外部環路補償的元件數量并在所有輸出條件下保持穩定。晶片組可為移動裝置提供USB PD以及PPS快充，在45W的擴充卡設計中，iW9801搭配Dialog的次級晶片可提供低于20mW的空載功耗。
Dialog的iW9801采用SOIC10封裝，提供輸出短路保護、輸出過電壓保護、光耦失效保護，支援使用者可程式設計的内置過熱保護用于多變的熱要求，支援AC檢測和X電容放電控制。
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瑞薩ISL81806
瑞薩ISL81806是一顆雙通道同步降壓控制器，支援兩路獨立電壓輸出或雙相降壓輸出。ISL81806提供5.3V的栅極驅動電壓，滿足增強模式的氮化镓器件應用。兩路輸出具有獨立的電壓和電流檢測，支援獨立的電壓輸出。
瑞薩ISL81806采用峰值電流模式控制，内置四個驅動器用于氮化镓開關管驅動，支援恒壓和恒流輸出，輕載下支援低紋波二極管仿真和突發模式運作，具有可程式設計的軟起動功能，支援電流分享和級聯運作，具有外部同步時鐘輸入，具備電源好輸出和輸出電流監控。
瑞薩ISL81806具有4.5-80V的輸入電壓範圍，輸出電壓支援0.8-76V，支援最高2MHz的開關頻率，可實作小體積大功率的電源轉換。支援多串電池組以及USB PD3.1的降壓應用，實作高頻高效的電壓轉換，滿足不同場合應用的降壓需求。
1、瑞薩推出ISL81806雙路同步降壓控制器，專為氮化镓應用
B64展位：REACTOR亞成微
針對氮化镓快充應用，亞成微已推出氮化镓直驅的ZVS反激控制晶片RM6801SN以及CCM/QR反激式控制晶片RM6601SN等6款氮化镓直驅晶片，此外還推出了合封氮化镓晶片，并與多家知名協定晶片原廠合作，已實作為客戶提供高功率密度快充整體解決方案。
亞成微RM6601SN
亞成微 RM6601SN是一款高性能高可靠性電流控制PWM控制器，全電壓範圍内待機功耗小于65mW，滿足六級能效标準，并且支援CCM/QR混合模式。
亞成微RM6601SN內建多種工作模式，在重載情況下，系統工作在傳統的固頻 130KHz 的 PWM 模式下，在低壓輸入時會進入 CCM 模式；在重載情況下，系統工作在 QR 模式，以降低開關損耗，同時結合 PFM工作模式提高系統效率；RM6601SN 采用專有驅動技術，直驅E-MODE GaN功率器件，提高産品效率及功率密度，簡化EMI濾波電路設計，降低EMI器件成本，完美應用于大功率快速充電器。
在輕載或空載情況下，系統工作在 Burst Mode 模式，有效去除音頻噪音，同時在該模式下，RM6601SN 本身損耗極低，是以可以做到超低待機功耗。在任何模式下，都內建了特有抖頻工作模式，以改善 EMI。
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亞成微RM6801SN
亞成微RM6801SN是一款E-Mode GaN FET直驅控制ZVS反激晶片，這也是國内首個直驅氮化镓功率器件ZVS反激控制器，填補了國内空白。
亞成微RM6801SN是一款高性能高可靠性電流控制型PWM開關控制晶片，内置700V高壓啟動、X-cap放電、可調交流輸入Brown in/out等功能，工作頻率高達130KHz，全電壓範圍内待機功耗小于65mW，滿足六級能效标準；并且支援CCM/QR混合模式以及擁有完備的各種保護功能，專有ZVS技術降低GaNFET開關損耗，改善EMI特性。
亞成微RM6801SN采用專有驅動技術，直驅E-MODE GaN功率器件，提高産品效率及功率密度，簡化EMI濾波電路設計，降低EMI器件成本，可以應用于大功率快速充電器。
1、國内首批：亞成微釋出E-Mode GaN FET直驅ZVS反激控制晶片RM6801SN
亞成微RM6801ND/NDL
RM6801ND/NDL是 款 性能 可靠性電流控制型PWM開關控制芯 ，全電壓範圍内待機功耗 于65mW，滿 六級能效标準，并且 持CCM/QR混合模式,專有ZVS技術降低GaNFET開關損耗,提 産品效率及功率密度，改善産品EMI。
RM6801ND/NDL內建多種 作模式，在重載情況 下 ， 系 統 作 在 傳 統 的 固 頻 130Khz/85Khz的PWM模式下，在低壓輸 時會進 CCM模式；在重載情況下，系統 作在QR模式，并采 專有ZVS技術，以降低開關損耗，同時結合PFM 作模式提 系統效率；RM6801ND/NDL采 專有的驅動技術，易于搭配EmodeGaN功率器件改善EMI設計；在輕載 或空載情況下，系統 作在BurstMode模式，有效去 除 頻 噪 ， 同 時 在 該 模 式 下 ，RM6801ND/NDL本 損耗極低，是以可以做到超低待機功耗。在任何模式下，都內建了特有抖頻 作模式，以改善EMI。
RM6801ND/NDL同時內建了多種保護模式和補償電路，包括VCCOVP，内置OTP，外置OVP， 壓鎖 定（ uvlo)，逐 周 期 過 流 保 護 OCP， 過 載保 護 （OLP），CS短路保護，輸出肖特基短路保護等，并 内置斜坡補償和ZVS線電壓補償。
亞成微RM6601ND/NDL
亞成微RM6601ND是 款 性能 可靠性電流控制型PWM開關控制芯 ，全電壓範圍内待機功耗 于75mW，滿 六級能效标準，并且 持CCM/QR混合模式。
RM6601ND內建多種 作模式，在重載情況下，系統 作在傳統的固頻130Khz的PWM模式下，在低壓輸 時會進 CCM模式；在重載情況下，系統 作在QR模式，以降低開關損耗，同時結合PFM 作模式提 系統效率；RM6601ND采 專有驅動技術，直驅E-mode GaN FET；在輕載或空載情況下，系統 作在BurstMode模式，有效去除 頻噪 ，同時在該模式下，RM6601ND本 損耗極低，是以可以做到超低待機功耗。在任何模式下，都內建了特有抖頻 作模式，以改善EMI。
RM6601ND/SD同時內建了多種保護模式和補償電路，包括VCCOVP，内置OTP，外置OVP， 壓鎖定 （uvlo)，逐 周 期 過 流 保 護OCP， 過 載 保 護 （OLP），CS短路保護，輸出肖特基短路保護等，并内置斜坡補償功能。
亞成微RM6501SN
亞成微RM6501S/SN是 款 性能 可靠性電流控制型PWM開關控制芯 ，全電壓範圍内待機功耗 于75mW，滿 六級能效标準，并且 持CCM/QR混合模式。
亞成微RM6501S/SN內建多種 作模式，在重載情況下，系統 作在傳統的固頻130KHz的PWM模式下，在低壓輸 時會進 CCM模式；在重載情況下，系統 作在QR模式，以降低開關損耗，同時結合PFM 作模式提 系統效率； RM6501SN采 專有驅動技術，直驅E-mode GaN FET；在輕載或空載情況下，系統 作在BurstMode模式，有效去除 頻噪 ，同時在該模式下，RM6501SN本 損耗極低，是以可以做到超低待機功耗。在任何模式下，都內建了特有抖頻 作模式，以改善EMI。
RM6501S/SN同時內建了多種保護模式和補償電路，包括VCCOVP，内置OTP，外置OVP， 壓鎖定 （uvlo)，逐 周 期 過 流 保 護OCP， 過 載 保 護 （OLP），CS短路保護，輸出肖特基短路保護等，并内置斜坡補償功能。
B111展位： MIX-DESIGN美思半導體
美思半導體推出了一款氮化镓快充主要+栅極驅動器SOC晶片MX6535，成為了國内率先掌握氮化镓控制及驅動技術的公司，并在全球範圍内成為繼美國TI和安森美之後的第三家推出氮化镓驅動及控制器的公司。
美思半導體MX6535
美思迪賽MX6535是一款專為氮化镓或者超級矽等高速功率器件設計的控制器和驅動器，在驅動速度和驅動功耗上重點做了設計優化，以更加适用于要求高性能、小尺寸的快充電源設計及應用。
采用高性能電流模式的準諧振（QR）控制架構，并針對氮化镓器件的特性采用了抗幹擾能力更優的數字控制技術,同時優化了相關的保護功能，以便讓系統更加可靠的運作。
美思迪賽MX6535可以實作精準的多級恒壓和多級恒流調節，而無需傳統的二次電流回報電路；采用美思迪賽第二代Smart-Feedback技術，它不僅消除了傳統電源的電壓電流回報電路補償網絡的需要，并能在所有操作條件下寬範圍輸出時(3.3V~20V)保持系統穩定性。
MX6535與同樣出自美思迪賽半導體內建同步整流的二次側快充協定SOC控制器搭配設計，能非常友善的實作18W~100W的USB PD或者QC小體積的快充電源設計，内部先進的數字控制系統可根據手機的輸出能力請求實作快速平穩的電壓和功率轉換。此外MX6535還可以根據使用者需求實作相容聯發科（MTK）PE2.0 plus充電器協定。
1、打破外企壟斷，國産氮化镓核心器件獲突破，首顆控制器+驅動器SOC晶片釋出
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C10展位：HYASIC華源半導體
據了解，華源半導體目前已經推出了7款直驅氮化镓快充控制器。與此同時，華源半導體在合封氮化镓晶片領域也有布局，為高密度電源産品提供多樣化的晶片解決方案。
華源HY3602H
華源HY3602H是一款智能數字多模反激式控制器，采用 SOT23-6 封裝。 新開發的架構具有滿足世界各地監管要求的固有功能。
華源HY3602H內建了豐富的保護和特性，如線路補償、斜率補償、變壓器短路保護、輸出過壓保護、過溫保護、欠壓保護、檢測電阻短路保護。
華源HY1655E
華源HY1655E是一款支援高壓啟動的智能數字多模反激式控制器，采用 SOP7L 封裝，新開發的架構是滿足行業監管要求的固有特性。
華源HY1655E內建了豐富的保護和特性，如線路補償、斜率補償、變壓器短路保護、輸出過壓保護、VCC OVP、過載保護、過溫保護、欠壓保護。
華源HY3655
華源HY3655是一款智能數字多模反激式，具有高壓啟動并内置GaN驅動器，新開發的架構是滿足行業監管要求的固有特性。
華源HY3655內建了豐富的保護和特性，如線路補償、斜率補償、變壓器短路保護、輸出過壓保護、VCC OVP、過載保護、過溫保護、欠壓保護。
該晶片采用SOIC-7封裝，并有三種選擇，其中HY3655G支援89kHz開關頻率，HY3655H支援130kHz開關頻率，HY3655X支援200kHz 開關頻率。
華源HY3602E
華源HY3602E是一款智能數字多模反激式控制器，采用 SOT23-6 封裝。新開發的架構具有滿足世界各地監管要求的固有功能。
華源HY3602E內建了豐富的保護和功能，如線路補償、斜率補償、變壓器短路保護、輸出過壓保護、過溫保護、欠壓保護、檢測電阻短路保護。
充電頭網總結
氮化镓技術的成熟為快充電源市場更新疊代注入了能量，根據充電頭網不完全統計，目前市面上大部分氮化镓原廠推出的産品均為GaN功率器件單管，應用在快充産品上時，必須加上驅動器。而氮化镓直驅控制器則借助内置驅動功率的設計，讓GaN功率器件在應用時可以省去驅動電路，簡化外圍電路設計，并提高電源産品的功率密度，是以在氮化镓技術快速普及中發揮着重要作用。
截至目前，充電頭網已經拆解了100餘款氮化镓快充充電器，其中均基于GaN單管功率器件開發的快充電源占有很大比例，這意味着市場對氮化镓直驅控制器有着較強的需求。
根據統計，在即将舉辦的2022（春季）USB PD & Type-C亞洲大會上，将有8家氮化镓快充直驅控制器廠商參展，亮相的産品方案多達數十款。電源廠商在開發氮化镓快充産品時，不僅功率器件選擇越來越多，直驅控制器也有了更加豐富的選擇。