FCA會(huì)員大會(huì)南芯強(qiáng)標(biāo)移動(dòng)電源設(shè)計(jì)的演進(jìn)與實(shí)踐主題演講回顧

前言

2026年4月2日，F(xiàn)CA第二屆第二次會(huì)員大會(huì)圓滿落幕！在本次大會(huì)演講中，上海南芯半導(dǎo)體科技股份有限公司的南芯市場(chǎng)經(jīng)理Kerry Song先生帶來了主題演講，以《南芯強(qiáng)標(biāo)移動(dòng)電源設(shè)計(jì)的演進(jìn)與實(shí)踐》為主題，聚焦新國(guó)標(biāo)下移動(dòng)電源設(shè)計(jì)的演進(jìn)與實(shí)踐，全面呈現(xiàn)了南芯科技適配新規(guī)要求的全新方案。

接下來充電頭網(wǎng)帶您回顧南芯科技本次演講的全部?jī)?nèi)容。

南芯科技《南芯強(qiáng)標(biāo)移動(dòng)電源設(shè)計(jì)的演進(jìn)與實(shí)踐》主題演講回顧

演講第一大核心版塊，南芯科技在此處向聽眾闡明，在深入探討具體的技術(shù)方案與新國(guó)標(biāo)指標(biāo)之前，先向大家全面而系統(tǒng)地介紹南芯科技的發(fā)展現(xiàn)狀與市場(chǎng)地位。

南芯科技作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的模擬和嵌入式芯片設(shè)計(jì)公司，采取Fabless的運(yùn)營(yíng)模式，業(yè)務(wù)版圖深度聚焦于高端消費(fèi)電子、汽車電子以及工業(yè)計(jì)算這三大極具增長(zhǎng)潛力的核心領(lǐng)域。

截至2025年，公司整體營(yíng)收已達(dá)到32.61億元人民幣的龐大體量。此外，幻燈片還特別標(biāo)注了公司于2023年成功登陸科創(chuàng)板這一重要里程碑，以及目前在全球范圍內(nèi)擁有超過1100名員工的公司規(guī)模。

南芯科技于2016年公司正式啟動(dòng)運(yùn)營(yíng)，隨后在2020年迎來了重大技術(shù)突破，成為國(guó)內(nèi)首家能夠提供從充電端到設(shè)備端全鏈路電源解決方案的供應(yīng)商。進(jìn)入2021年，公司營(yíng)收規(guī)模成功突破10億大關(guān)，并開始規(guī)模化服務(wù)多家汽車客戶。

2023年公司順利登陸科創(chuàng)板，2024年則實(shí)現(xiàn)了汽車業(yè)務(wù)連續(xù)三年超100%的營(yíng)收增長(zhǎng)，并成功服務(wù)海外頭部客戶。著眼于2025年，南芯科技展現(xiàn)了更為宏大的戰(zhàn)略布局，包括整合行業(yè)供應(yīng)鏈、突破工業(yè)電源及通訊計(jì)算市場(chǎng)、自建芯片測(cè)試產(chǎn)業(yè)園以強(qiáng)化供應(yīng)鏈管控，并通過收購(gòu)昇生微，為客戶提供涵蓋處理器芯片、模擬芯片以及系統(tǒng)軟件的全方位一站式解決方案。

南芯科技在各個(gè)垂直行業(yè)中積累的龐大的客戶矩陣，在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品質(zhì)量把控以及供應(yīng)鏈交付能力上獲得的超過1000家客戶的廣泛共識(shí)與高度認(rèn)可。

演講進(jìn)程推進(jìn)至第二大版塊，Kerry Song先生借此引導(dǎo)聽眾聚焦于當(dāng)前移動(dòng)電源行業(yè)面臨的最為嚴(yán)峻的政策與技術(shù)雙重變革節(jié)點(diǎn)，并向業(yè)界展示如何從底層芯片架構(gòu)出發(fā)，正向設(shè)計(jì)出既滿足3C新國(guó)標(biāo)，又能效率與用戶體驗(yàn)的新一代移動(dòng)電源系統(tǒng)解決方案。

Kerry Song先生帶領(lǐng)觀眾對(duì)移動(dòng)電源技術(shù)的演進(jìn)歷程回顧。在2007至2013年的行業(yè)萌芽期，商用充電寶初具規(guī)模，市場(chǎng)處于野蠻生長(zhǎng)狀態(tài)，電芯主要依賴傳統(tǒng)的18650圓柱電池。隨后的2014至2018年，伴隨智能手機(jī)的高速普及，充電寶需求激增，鋰電池國(guó)標(biāo)GB 31241-2014正式實(shí)施，行業(yè)開始大量導(dǎo)入聚合物電芯并初步探索快充技術(shù)。

進(jìn)入2019至2025年階段，用戶體驗(yàn)成為核心演進(jìn)方向，產(chǎn)品形態(tài)向更小體積、自帶線纜及無線充電方向演化，同時(shí)大功率私有協(xié)議快充生態(tài)全面爆發(fā)。而放眼2026年及未來，行業(yè)迎來了被譽(yù)為“史上最嚴(yán)”的移動(dòng)電源新國(guó)標(biāo)全面落地，疊加AI技術(shù)的席卷，移動(dòng)電源的設(shè)計(jì)理念正在經(jīng)歷從單純追求容量與速度向極致安全與智能化管理的重塑。

新國(guó)標(biāo)對(duì)移動(dòng)電源充放電保護(hù)提出的嚴(yán)苛的充電電壓控制、充電電流控制、放電電壓控制、充放電溫度控制、端口短路保護(hù)、誤操作防護(hù)、電壓調(diào)節(jié)、異常禁用九大維度保護(hù)。

新國(guó)標(biāo)下移動(dòng)電源智能管理系統(tǒng)的還擁有正常狀態(tài)監(jiān)測(cè)、異常狀態(tài)存儲(chǔ)、用戶信息讀取三大核心機(jī)制。

Kerry Song先生在此處承上啟下，提到南芯科技憑借自身在電源架構(gòu)底層設(shè)計(jì)的深厚積淀，已經(jīng)針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景和訴求，提前規(guī)劃并量產(chǎn)了多套高度集成化與極具工程彈性的芯片級(jí)系統(tǒng)解決方案。

南芯科技推出針對(duì)2S至4S多串電池應(yīng)用方案，核心采用SoC搭配智能電量計(jì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該架構(gòu)以南芯SC2016 Buck-Boost SoC為控制中樞，協(xié)同創(chuàng)新的二合一電量計(jì)芯片SC58540運(yùn)行。

SC58540不僅高度集成了鋰電池保護(hù)與精準(zhǔn)電量計(jì)算法，還能直接控制前端熔斷器，更內(nèi)置了RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，使得單顆IC即可完美覆蓋新國(guó)標(biāo)中繁雜的BMS信息記錄需求。

這套方案極大節(jié)省了終端廠商的開發(fā)資源與周期，并賦予系統(tǒng)極高的工程靈活性。在異常信息的上報(bào)通道上，該方案支持通過外接藍(lán)牙BLE模塊、驅(qū)動(dòng)TFT屏幕的MCU、USB協(xié)議或是傳統(tǒng)UART串口等多種途徑實(shí)現(xiàn)與用戶的交互。此外，主控協(xié)議SoCSC2016還支持通過藍(lán)牙芯片執(zhí)行OTA在線升級(jí)，確保系統(tǒng)具備長(zhǎng)期的迭代演進(jìn)能力。

另一種面向2S至4S應(yīng)用的高集成度整體解決方案，采用了SoC、獨(dú)立Charger及BMS三者協(xié)同的經(jīng)典架構(gòu)。該方案在前端功率鏈路引入了專業(yè)的SC8815A Charger芯片負(fù)責(zé)大功率充放電的功率級(jí)轉(zhuǎn)換，而快充協(xié)議的握手與系統(tǒng)整體調(diào)度則交由SC2016或SC2019 SoC來完成。

在電池安全與狀態(tài)管理端，依然選用了具備RTC及FUSE控制能力的二合一超級(jí)電量計(jì)SC58540或高性能AFE前端SC5724，配合南芯自研的電量算法，單芯片完美兜底新國(guó)標(biāo)嚴(yán)苛的電池管理規(guī)范。

這種全套方案同樣為客戶保留了接口冗余，無論是通過藍(lán)牙、TFT屏幕顯示，還是利用USB數(shù)據(jù)鏈路及UART串口，均能靈活實(shí)現(xiàn)新國(guó)標(biāo)強(qiáng)制要求的信息上報(bào)動(dòng)作。同時(shí)，系統(tǒng)級(jí)支持OTA在線升級(jí)的特性被完整保留，進(jìn)一步延長(zhǎng)了終端產(chǎn)品的生命周期與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

針對(duì)市場(chǎng)對(duì)成本較為敏感的中端2S至4S串聯(lián)應(yīng)用場(chǎng)景，南芯科技在此頁推出了一套極具性價(jià)比的SoC結(jié)合模擬前端架構(gòu)方案。該拓?fù)渚?jiǎn)了獨(dú)立電量計(jì)芯片，轉(zhuǎn)而采用基礎(chǔ)的2-4S AFE芯片SC5740來承擔(dān)底層的電池電壓、電流以及環(huán)境溫度等基礎(chǔ)物理量的高精度實(shí)時(shí)采集工作。

作為核心控制的SC2016AD SoC在獲取這些底層模擬數(shù)據(jù)后，依靠其內(nèi)部強(qiáng)大的算力進(jìn)行加工，并將關(guān)鍵的異常記錄與時(shí)間戳直接存儲(chǔ)于SoC自身的Flash空間內(nèi)供后續(xù)讀取。為了彌補(bǔ)缺失獨(dú)立RTC時(shí)鐘模塊導(dǎo)致的計(jì)時(shí)偏差，該方案巧妙地設(shè)計(jì)了通過聯(lián)機(jī)手機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)鐘的邏輯，以極低的硬件代價(jià)維持了滿足新國(guó)標(biāo)要求的時(shí)間精度。

這套同樣支持多種靈活上報(bào)方式及OTA升級(jí)的全套精簡(jiǎn)架構(gòu)，在確保新規(guī)合規(guī)性的前提下，大幅縮短了客戶的開發(fā)周期并優(yōu)化了整體BOM成本。

面向出貨量最為龐大的1S單電芯普及型充電寶市場(chǎng)，南芯科技打造了極致精簡(jiǎn)與高性價(jià)比系統(tǒng)方案。該架構(gòu)的核心依托于單顆SC2017 Buck SoC芯片，配合外圍的SC5510或SC5613硬件保護(hù)器運(yùn)行。

在這套體系中，功能強(qiáng)大的SC2017 SoC不僅負(fù)責(zé)功率轉(zhuǎn)換與協(xié)議握手，更直接承擔(dān)了采集電池電壓、電流與溫度信息的重任，并將這些關(guān)鍵合規(guī)數(shù)據(jù)悉數(shù)記錄在自身的Flash存儲(chǔ)器上，從而徹底省去了外部AFE或Gauge芯片的采購(gòu)成本。在時(shí)鐘同步方面，延續(xù)了與手機(jī)端聯(lián)機(jī)校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)間的高效策略以保障精度。

上報(bào)機(jī)制則依然靈活，可通過外掛的RISC-V架構(gòu)USB HID MCU（如CH32X035）經(jīng)由USB協(xié)議或基礎(chǔ)的UART接口與外部設(shè)備進(jìn)行異常數(shù)據(jù)交互。這套Charger、協(xié)議、鋰保與MCU深度融合的方案，將單串充電寶的設(shè)計(jì)門檻與物料成本進(jìn)一步壓縮。

南芯科技展示了兩款主推SoC解決方案。左側(cè)展示的是面向2S至4S架構(gòu)的旗艦級(jí)SC2016Buck-Boost SoC系統(tǒng)，該芯片內(nèi)置ARM Cortex M0內(nèi)核，配備64kB Flash與8kB SRAM，能夠全面通吃PD3.2 AVS、UFCS、高低壓SCP以及SVOOC、MI TURBO等所有主流快充協(xié)議。

其硬件上集成了雙獨(dú)立CC與DPDM快充協(xié)議控制引腳，支持雙路11-bitDAC輸出實(shí)現(xiàn)10mV級(jí)別的精細(xì)調(diào)壓，且端口Pin腳具備高耐壓特性并內(nèi)置放電電路與電流采樣模塊，使得整體BOM極度精簡(jiǎn)。

右側(cè)呈現(xiàn)的則是針對(duì)1S20V單串市場(chǎng)、采用外置MOS設(shè)計(jì)的SC2017極簡(jiǎn)SoC拓?fù)洌洳季指鼮榫o湊，主要服務(wù)于成本極度敏感但又需嚴(yán)格遵循新國(guó)標(biāo)各種電量與異常記錄要求的普及型大功率移動(dòng)電源終端。

南芯科技針對(duì)28V EPR、無線充電及3C復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景量身定制的SC2006A解決方案。相較于前述SoC，這顆基于ARM Cortex M0內(nèi)核打造的純協(xié)議芯片擁有更為充裕的128kB Flash存儲(chǔ)空間，足以容納更為龐大和復(fù)雜的快充協(xié)議與新國(guó)標(biāo)日志記錄算法。

SC2006A不僅無縫兼容PD3.2EPR、UFCS等全系主流快充協(xié)議，其獨(dú)特的硬件架構(gòu)還支持輸出48MHz錯(cuò)相PWM信號(hào)以實(shí)現(xiàn)精確的無線充Q值檢測(cè)，進(jìn)階版本的SC2009A更是將該能力提升至144MHz并支持相位解調(diào)功能。

在系統(tǒng)層面，該芯片同樣支持基于SOC和SOE的高級(jí)電量計(jì)算法，引腳內(nèi)置高耐壓LDO與放電電路，同時(shí)具備優(yōu)化的選電邏輯，允許任意端口自由進(jìn)行USB通信與快充協(xié)議的無縫切換，極大簡(jiǎn)化了多口復(fù)雜能源分配系統(tǒng)的BOM設(shè)計(jì)。

南芯科技SC58540為滿足新國(guó)標(biāo)對(duì)電池狀態(tài)無死角監(jiān)測(cè)的需求而生，硬件端支持對(duì)每節(jié)串聯(lián)電池進(jìn)行獨(dú)立的電壓采樣以及極高精度的電流庫(kù)侖積分計(jì)算，同時(shí)外部預(yù)留了多達(dá)5路的NTC溫度采樣通道以實(shí)現(xiàn)全方位的熱管理。

在安全防護(hù)維度，SC58540內(nèi)置了完善的充放電過流、短路及高低溫硬件保護(hù)邏輯，并獨(dú)特地集成了控制二級(jí)燒FUSE熔斷器的永久失效保護(hù)電路。其令低功耗表現(xiàn)在睡眠模式下僅耗電50uA，而徹底切斷主板漏電的運(yùn)輸模式更是低至極限的0.9uA，極大助力了充電寶的長(zhǎng)期保電與運(yùn)輸安全。

此外，芯片內(nèi)部集成的RTC時(shí)鐘配合黑匣子功能，能夠追蹤并記錄電池全生命周期的各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)與分鐘級(jí)異常時(shí)間戳，直接切中新國(guó)標(biāo)的合規(guī)痛點(diǎn)。

針對(duì)兩串電芯場(chǎng)景，幻燈片展示了模擬前端解決方案SC5724的方案。SC5724能夠獨(dú)立完成對(duì)每一節(jié)電芯的精準(zhǔn)電壓抓取，并依靠?jī)?nèi)置的庫(kù)侖計(jì)模塊持續(xù)輸出高精度的電流積分信息，同時(shí)提供2路外部NTC溫度采樣接口供系統(tǒng)進(jìn)行熱感知。

在硬件層級(jí)，該AFE芯片自主具備充放電過流及短路等基礎(chǔ)且迅速的斷斷保護(hù)機(jī)制，而諸如單節(jié)電芯的過壓/欠壓、充放電的高低溫等復(fù)雜邏輯保護(hù)，則交由其通過I2C接口緊密協(xié)同的主控MCU來靈活實(shí)現(xiàn)。

SC5724內(nèi)部集成了實(shí)用的電池均衡電路以延長(zhǎng)電芯壽命，同樣也支持低功耗的充電與按鍵喚醒船運(yùn)模式，徹底物理切斷主板的微小漏電，全面保障兩串移動(dòng)電源在長(zhǎng)期倉(cāng)儲(chǔ)與運(yùn)輸環(huán)節(jié)的電量。

南芯科技在智能電量計(jì)、模擬前端以及硬件保護(hù)三大電池管理核心領(lǐng)域的深厚產(chǎn)品線布局。圖表橫軸按電芯串聯(lián)數(shù)量分為1S、2S至3~4S三大應(yīng)用層級(jí)。

可見南芯科技產(chǎn)品線被清晰地劃分為四大類型。

隨著國(guó)家針對(duì)消費(fèi)級(jí)電子設(shè)備安全紅線的不斷收緊，合規(guī)門檻被持續(xù)且不可逆地大幅抬升。

移動(dòng)電源行業(yè)的未來發(fā)展深度依賴于電芯技術(shù)突破與快充生態(tài)演進(jìn)，將從根本上解決用戶痛點(diǎn)。

未來的移動(dòng)電源產(chǎn)品將不再是單一形態(tài)的產(chǎn)品，而是基于精細(xì)化的場(chǎng)景細(xì)分邏輯進(jìn)行深度重構(gòu)。

移動(dòng)電源產(chǎn)品在應(yīng)用邊界上的無限拓展趨勢(shì)，將逐漸脫離傳統(tǒng)隨身數(shù)碼配件的定位，向全場(chǎng)景便攜儲(chǔ)能生態(tài)延伸。

以上便是南芯科技本次演講的全部?jī)?nèi)容，感謝您的閱讀。