2021年5月份，USB PD3.1最新規範發布；10月1日，USB Type-C電纜和連接器規範修訂版2.1公布。這兩個新規範將快充功率直接從現在的100W提升到了240W，覆蓋到了生活方方面面，給快充市場提供了全新發展機遇。芯片廠商算是最先洞察到市場先機的，據充電頭網觀察，目前已經有多家廠商推出了USB PD3.1配套的快充芯片，詳細芯片規格見表格。
從充電頭網整理的表格數據可見，首批支持USB PD3.1快充的芯片類型有協議芯片、E-marker芯片、同步整流、DC-DC降壓芯片等。這些芯片可以應用於充電器、線纜、車充、戶外電源等領域。
值得一提的是，目前蘋果、閃極、雅晶源、新斯寶等廠商均已經率先推出了140W USB PD3.1快充充電器，USB PD3.1快充生態逐漸完善。
基於最新的USB PD3.1標準，蘋果推出了旗下首款140W氮化鎵快充充電器，推動USB PD3.1標準的落地。與此同時充電頭網也注意到，自新標準發布以來，業內陸續已有多家半導體企業推出了多款符合USB PD3.1標準的芯片產品，成為行業中首批吃螃蟹的人。
快充規範重大升級
2021年5月份，USB-IF協會正式發布了USB PD3.1快充標準，將最大充電功率提升至240W，同時新增28V、36V、48V三組固定輸出電壓檔位，以及15V-28V、15V-36V、15V-48V三組可調電壓檔位（簡稱AVS）。
最新USB PD3.1快充標準是USB PD3.0標準的進階版本，PD3.1涵蓋了PD3.0的內容，可以完全向下兼容；同時在標準的稱呼方面，USB PD3.0也逐漸被USB PD3.1 SPR取代，SPR指的是標準功率範圍，當PD快充產品的功率在100W以內時，都可以稱之為USB PD3.1 SPR。當產品功率大於100W時，就屬於USB PD3.1 EPR（擴展功率範圍）設備。
對於電源產品而言，為了滿足USB PD3.1 EPR的應用需求，快充充電器中幾乎所有的元器件都迎來了全新的挑戰，尤其是電源芯片、協議芯片、MOS、電容、變壓器、連接器等。
線纜方面，在USB PD3.1標準下可以分為20V等級的普通線纜和50V等級的EPR線纜兩種規格。不過需要注意的是，USB-IF協會已經於12月底終止了普通100W線纜認證申請，後續的USB-C to USB-C線纜都需要進行240W認證。這不僅對線纜材質提出了更高要求，而且也需要搭配最新標準的E-Marker芯片。
通過ChargerLAB POWER-Z KM002C測試可見，最新的EPR線纜可以既可以支持50V 5A 250W功率傳輸，同時也能保持40Gbps的數據傳輸標準。
快充協議芯片
協議芯片對於USB PD3.1快充充電器而言至關重要，目前市面上支持USB PD3.1 SPR（USB PD3.0）快充標準的協議芯片已經多達百餘款，不過能夠支持USB PD3.1 EPR快充協議的鳳毛麟角。據充電頭網不完全統計，目前僅有英集芯、英飛凌、天德鈺、慧能泰等幾家廠商推出了USB PD3.1 EPR協議芯片。
INJOINIC英集芯IP2736
英集芯IP2736協議芯片支持USB PD3.0/3.1協議，支持28V EPR檔位輸出，支持E-Marker線纜。同時這顆協議芯片還支持QC5/QC4+QC3+/QC3.0/QC2.0快充協議，支持中國融合快充標準UFCS，支持FCP/SCP快充協議，支持AFC快充協議，支持SFCP快充協議和MTK PE快充。手機電腦快充全部通吃，協議支持非常全面。
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Infineon英飛凌CYPD3135
英飛凌CYPD3135是USB PD3.0快充協議芯片，屬於EZ-PD CCG3系列，是一款高度集成的USB-C型控制器，符合最新的USB-C和PD標準。CCG3是一個完整的USB-C和USB電源端口控制解決方案，可用於筆記本電腦、顯視器、拓展塢以及電源適配器等設備。
英飛凌CCG3使用專有的M0S8技術，具有32位、48-MHz ARM Cortex-M0處理器，具有128 KB閃存、8KB SRAM、20GPIOS、全速USB設備控制器。可用於認證的密碼引擎、20V容錯調節器，以及一對FET開關5V（VCON）電源，為電纜供電。CCG3還集成了兩對柵極驅動器來控制外部VBUS FET和系統級ESD保護，電源領域應用中，CGG3常用封裝有40-QFN、32-QFN兩種封裝形式。
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Infineon英飛凌PMG1-S3
英飛凌EZ-PD PMG1-S3新一代USB PD3.1協議芯片，支持28V 5A（140W）輸出和取電。PMG1協議芯片均內置MCU微處理器，可提供額外的控制功能，適合智能揚聲器、筆記本電腦、電動工具和存儲設備等。
該芯片有QFN-48和BGA-97兩個封裝，內部集成了USB PD3.1協議，內置ARM M0及M0+處理器，片內集成256K Flash和32K SRAM，支持GPIO引腳，內置通路管驅動電路，用於片內供電的穩壓器和引腳高壓保護電路。同時PMG1還提供過壓過流保護、短路保護和反向電流保護。最新引入的固件保護功能支持安全固件啟動和簽名固件更新等安全功能。
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JADARD天德鈺JD6622
天德鈺JD6622是最新發布的USB PD3.1快充協議芯片，採用QFN5*5-32L封裝，內置ARM M0+ 64K Flash+8KB SRAM，支持PD3.1 EPR 28V、UFCS，併兼容多款協議，而且還支持雙C口獨立快充輸出以及功率智能調配。
在保護方面也集成了過溫度保護、輸出過流保護、輸入過壓保護、I/O引腳過壓保護；支持I2C/UART功能，支持光耦和FB反饋，應用於適配器和DC-DC等產品領域。
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Hynetek慧能泰HUSB311
慧能泰HUSB311符合最新的USB Type-C和USB PD3.1標準，內部集成了一個完整的BMC編碼，包括一個接收器和發射器。有了這個 USB BMC電源傳輸協議的物理層，它能夠處理USB PD3.1協議，支持140W（28V/5A）供電和取電。HUSB311可以分別配置為USB PD3.1 Source only、USB PD3.1 Sink only和USBPD3.1 DRP三種不同的工作模式。
E-Marker芯片
在USB PD3.1快充標準發布后，2021年10月，USB Type-C電纜和連接器規範修訂版2.1公布，更新了USB-C線纜的最新規範，使其能夠支持最高支持240W快充，進一步完善了整個USB PD3.1標準的生態。線纜規範的更新也帶來了E-Marker芯片的升級，據充電頭網了解，目前已有易沖、英集芯、威鋒電子、慧能泰等廠商推出了符合USB PD3.1 EPR快充標準的E-Marker芯片。
CPS易沖CPS8821
絲印B1aB的是來自易沖半導體的USB PD3.1規格 E-Marker芯片CPS8821，該芯片可支持USB PD3.1快充，最高240W功率，還兼容USB4&雷電4&雷電3&USB3.2數據傳輸，目前已經量產出貨。
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INJOINIC英集芯IP2133
英集芯IP2133一顆高集成的USB Type-C數據線E-Marker芯片，支持USB Type-C2.1和PD3.1協議標準，支持USB PD3.1 EPR擴展功率應用，支持SOP’通訊。同時內部集成硬件的BMC協議以及物理層協議，支持獲取製造商信息指令，支持EPR模式。
VIA威鋒電子VL153
針對USB-C to USB-C線纜標準的更新，威鋒電子推出了一款全新的E-Marker芯片VL153，這顆芯片不僅支持USB PD3.1，同時也支持USB4數據和thunderbolt等協議，此前已經在同軸科技USB4數據線有所應用。該芯片與上一代VL152採用Pin to Pin設計，方便客戶以最小的成本實現產品升級。
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Hynetek慧能泰HUSB332B
Hynetek慧能泰半導體的USB E-Marker芯片HUSB332B已經獲得USB PD3.1認證， TID 6773。該芯片支持PD3.1 EPR 240W功率傳輸和USB4 Gen3 40Gbps數據傳輸，也支持Thunderbolt 3功能，適用於搭載240W USB-C to USB-C線纜上。據悉，HUSB332B也是業內率先通過USB PD3.1認證的芯片。其封裝向下兼容HUSB332和HUSB332A，近期將推向市場。
同步整流芯片
USB PD3.1快充標準帶來的更大的功率以及更高的輸出電壓，這對電源芯片提出了新的要求，大功率電源一般需要用上PFC+LLC的電源架構，不僅如此，USB PD3.1快充電源還需要用到更高耐壓值的同步整流芯片，以滿足EPR功率範圍最低28V輸出電壓的要求。據了解，目前MPS推出的MP6924A以及恩智浦TEA2095兩款同步整流芯片都能滿足上述需求，並且已經在部分電源產品中有所應用。
MPS芯源MP6924A
MPS MP6924A是一顆雙路同步整流控制器，內部集成了兩個同步整流控制器，分別用於LLC兩個次級線圈輸出的整流應用，適用於LLC轉換器同步整流應用。可以節省一顆控制器，精簡次級電路設計，同時支持4.2-35V寬範圍工作電壓，可以適用於USB PD3.1快充140W電源設計，目前該芯片已經獲得戴爾130W電源採用。
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NXP恩智浦TEA2095
恩智浦 TEA2095是一顆雙路同步整流控制器，內置兩個驅動器，可以同時驅動兩個同步整流管，並支持獨立工作。值得一提的是，該芯片支持4.5V-38V寬電壓輸出，滿足當前USB PD3.1快充的應用。
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降壓芯片
USB PD3.1快充芯片中之所以會出現降壓芯片，主要是因為用於USB PD3.1快充的AC-DC生態還不夠成熟。目前主流的方案是基於PFC+LLC的架構開發AC-DC電源輸出固定電壓值，然後通過降壓芯片進行二次調壓實現5-28V輸出，最後由協議芯片控制輸出。目前英集芯IP6550以及茂睿芯MK9218都可用於USB PD3.1快充充電器的設計。
INJOINIC英集芯IP6550
英集芯IP6550是一款支持USB PD3.1快充標準的同步降壓控制器，支持最高36V輸入電壓，輸出電壓支持最高30V，可滿足目前28V5A的140W大功率輸出需求。該芯片支持5A輸出電流，內置的同步降壓控制器開關頻率固定135kHz。可用於兩路USB-A口，降壓5V2.4A輸出，也可作為單路降壓使用，輸出電壓可調滿足更多場合。IP6550內置輸入過壓、欠壓保護，內置輸出過流、過壓、欠壓及短路保護，芯片內部集成過熱保護，並支持EN控制開關。
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MERAKI-IC茂睿芯MK9218
茂睿芯MK9218是一款支持110V輸入的同步整流降壓控制器，這款降壓轉換器最高支持100V輸入電壓，輸出電壓範圍為0.8-60V，完全滿足USB PD3.1的28-48V應用，既可用於充電器內部降壓，也可用於用電設備內部降壓。同時還支持兩顆芯片組成兩相同步降壓，效率提高並降低輸出紋波。
總結
雖然USB PD3.1快充標準的發布已有半年之久，但目前整個市場的出貨主要還是以USB PD3.1 SPR部分的產品為主。USB PD3.1 EPR部分的生態尚未成熟，目前僅有蘋果一家品牌量產了符合最新標準的140W快充電源，在受電端幾乎沒有對應的產品，這也導致很多廠商一直處於觀望狀態。
不過充電頭網通過整理髮現，在USB PD3.1快充技術發布后，MPS、NXP、英集芯、茂睿芯、慧能泰、英飛凌、天德鈺、易沖、威鋒電子等多家廠商或早或晚都布局了USB PD3.1快充的芯片，產品各具特色，涵蓋了LLC同步整流、同步降壓、協議、E-Marker等不同的應用，成為了業內率先進入USB PD3.1快充市場的企業。
相信在隨着越來越多芯片廠商入局USB PD3.1快充市場，整個快充生態也將逐漸走向成熟。