隨著快充與無線充技術的提升,其消費產品在市場中不斷推新,得益于更優的材料應用和技術改進,且有更大功率的產品持續出現在消費者的視野中。可見,近幾年的快充與無線充市場熱度只增不減,那么進一步的市場狀況又是如何?
5G和物聯網時代,手機需要在單位時間內處理更多的數據,使得手機功耗增加,由此,手機續航能力問題面臨挑戰。另外,其他智能消費類電子產品對充電速度的需求也日益加劇。為應對5G和物聯網時代帶來的一系列消費類電子的電池續航問題,特別是智能手機,快充與無線充電技術隨之應運而生,并且在近幾年中得到了持續改進。
2020年疫情之后,快充與無線充市場需求加速
2020年,快充與無線充的相關產品有了飛速的發展。在快充領域,快充功率成倍提升,已經有幾款120W手機產品上市。充電時間有了大幅的提升,從原本的40分鐘左右提升到15分鐘左右,后續會有更多的120W及以上大功率產品出現。自去年蘋果、三星等手機廠商不標配充電器后,20W PD快充開始在市面上活躍起來,華為、小米和OPPO等手機品牌不斷更新迭代各自的快充產品,PD快充用量持續激增,特別是45W、65W,甚至100W等中大功率快充產品逐漸走進消費者的視野。
同時,受到疫情與市場需求的影響,無線充的產品也是層出不窮,TWS藍牙耳機、電動牙刷、電子智能手表等產品的充電設備中都可以看到無線充電的身影,而且充電功率越做越大,可實現快速充電。
努比亞技術有限公司硬件部硬件開發工程師夏傳芳表示,無線充電在2020年出現了兩個方向。一是國內手機廠商為主的充電功率提升,從40W到50W,乃至65W/80W都已經出現;第二是蘋果iPhone12系列出現的磁吸式無線充電,在使用便利性上有了很大的提升。這兩大方向后續都會形成一種趨勢。
不可否認,近兩年來快充與無線充電技術的沖擊,讓充電器的市場一下子火爆起來。特別是在2020年下半年之后,快充和無線充市場開始走向持續快速上漲的過程。
快充與無線充廠商積極做出產品布局
雖然過去市面上的快充與無線充主要以歐美產品為主,但由于去年市場的預熱,以及前瞻性的投入,很多廠商基本上陸續進入快充與無線充市場,并做出了相應的產品布局。
部分快充與無線充廠商產品布局統計表(不完全統計)
記者了解到,合泰半導體目前有研發移動電源快充、PD快充、三星蘋果快充以及中功率無線充電相關產品方案。移動電源產品方案支持兩路TYPE-C DC/DC輸入輸出,可自動識別充電設備快充、慢充以及充電接入,可拓展2路USB口5V/2A輸出,同時具有OVP、LVP和OCP等多重安全保證機制,可兼容市面上多數移動電源的產品需求。無線充電產品方案有BPP、EPP、三星蘋果快充協議充電座以及不同功率無線充電接收器,兼容Qi認證協議,方案可靈活拓展不同產品應用,實現產品功能升級和便攜性使用。
必易目前也在快速布局快充領域的產品,而且產品線非常齊全,包括產品的功率等級和產品的規格。必易在2020年2月份發布了60W的充電器解決方案后,布局了所有的功率方案,甚至研發100W以上的快充產品以及氮化鎵應用,并計劃今年推出。
值得一提的是,必易最近在研發KP223xx+KP41262系列產品,專門做18W到30W之間的快充產品,該系列采用了創新設計的ASOP6封裝,不同功率規格都是p2p引腳兼容,而且它因為獨特的封裝工藝使得散熱溫度控制比較好,不需要用氮化鎵,就能夠幫助客戶真正把充電器做得非常的小巧。必易在努比亞22.5W方糖快充充電器也是用了這種解決方案。另外一個系列是220×,加上PP4050,生產出30W、45W和65W中大功率產品。目前這兩個系列產品比較具有特點,而且在行業里已取得很多量產的客戶支持。
必易KP22308+KP41262產品Demo
作為快充行業的領導者,英集芯快充產品分布廣而且在同一個應用領域有多芯片覆蓋,實現了貼近的客戶設計需求。例如,在協議接口類,以高可靠性,高集成度,高兼容性著稱;在DC/DC快充類,(免路徑mos取得PD認證專利技術),優化系統提升效率;在移動電源類,高度系統集成,多協議兼容,內置無線充TX/RX,Easy design;在無線快充,實現15W/10W和便攜設備的兼容,SOC設計架構更精簡。
另外,努比亞在快充領域上深耕多年,已經發布有多款快充產品。去年的紅魔5實現單電芯55W充電,搭配風冷渦旋散熱技術,實現快速充電低發熱。即將發布的產品在充電功率上也會有成倍的提升,同時會搭配氮化鎵、納米風扇、大面積VC散熱板等一系列黑科技,實現更極速的充電。
夏傳芳告訴記者,努比亞目前手機重心在游戲手機上,已上市的產品暫未標配無線充電功能。不過公司已經在無線充電中投入研究多年,并且在無線快充和磁吸式無線充電中都有比較深入的研發。
快充領域的重要材料——氮化鎵
目前市場已推出多種快充技術方案。其中PD方案的出現,助力推動了快充產品的普及。在快速充電器中,變壓器為最重要元件,而氮化鎵則是不容忽視的重要材料。
氮化鎵作為第三代半導體材料,憑著生產出來的產品能耗低,充電效率高,體積小、輕便等優勢在快充電源市場的比重越來越高,尤其在大功率電源的應用上有著不錯的口碑。目前,快充領域的廠商也在積極布局響應相關市場。合泰半導體有限公司子公司芯電電子負責人郭玉森表示,從去年開始,合泰半導體對氮化鎵充電器產品的市場進行了調查和考量,目前正在進行相關產品布局。
展望氮化鎵在快充方案的的未來走勢,必易微電子股份有限公司電源事業部營銷總經理唐若愚認為,在功率較小的情況下,變壓器的大小區別并不明顯。如果40W以上的中大功率快充產品應用氮化鎵,能把變壓器做得很小,更能夠體現到明顯的優勢。未來兩年內,隨著氮化鎵把40W以上的充電器做小,大功率快充產品有可能走進千家萬戶。
從成本曲線來講,目前的整個氮化鎵產品方案相較于傳統方案成本較高。唐若愚表示:“理論上講,氮化鎵本身的量加上工藝迭代,其成本的邊際會越來越接近。當器件成本差距縮小,大家用它時,就不會有所顧慮。另外,如果配套的器件設計逐漸成熟和規模化,那么周邊的器件成本在未來2~3年內也會逐步降下來。當它和整個解決方案的差距到了一個固定值內,市場就會迎來一個爆發點。”
陜西亞成微電子股份有限公司總經理助理劉建宣表示,隨著行業大規模商用,氮化鎵生產成本有望迅速下降,進一步刺激氮化鎵器件滲透,有望成為消費電子領域下一個殺手級應用,氮化鎵充電器或成為手機標配。國內氮化鎵產業鏈加緊布局,迎來成長機遇。
另外,英集芯科技有限公司市場總監彭峰告訴記者:“氮化鎵帶來了小型化設計實現方案,極大地改善了用戶體驗。我們一直與行業頭部企業緊密配合,分享著新技術帶來的紅利,同時在2021年將帶來新的架構設計,會大幅簡化氮化鎵多口設計。”
蘋果全新推出的磁吸無線充電,另成焦點
無線充電是通過采用碎片化充電以提升充電的效率。2020年10月,蘋果在推出iPhone 12的同時,也帶來了全新的MagSafe磁吸無線充電。這也是自iPhone 8開始支持無線充電到現在首次更新無線充電的交互方式,并推出了第一款磁吸無線充電器。
蘋果MagSafe無線磁吸充電技術成為2020年討論的熱點話題,也是近期無線充電產品中的一個亮點。在無線充電業內,蘋果公司發布的無線充電產品都可以推動無線充市場的發展,自蘋果第一代AirPower宣告終結后,又一更新迭代的產品攻克了前一代產品遇到的一些問題,加大產品的可用性,這無疑又能掀起一場磁吸無線充電市場的風波。
據此前報道,蘋果這些年一直在探索真正的無線化、無端口化的設計,實現整體機身無打孔。另外,有消息稱在充電接口方面也會消失,有傳言稱明年(2022年)的新iPhone將全面普及無線充電。
從蘋果今年發布的MagSafe磁吸設備來看,蘋果取消充電口還是具有很大的可能性。如果未來手機廠商進行相繼跟進,無線充電設備將會有一個非常大的市場。
另外,無線充電對線圈的需求也將拉動繞線機需求。目前無線充電技術日趨完善,體驗不斷升級,預期未來的滲透率有望上升。對于無線充電的整體方案,其中包括重要的五大部分:電源芯片、方案設計、磁性材料、傳輸線圈和模組制造。
郭玉森分析表示,MagSafe磁吸無線充電器攻克了前代AirPower充電器幾個問題,第一是使用磁吸可以使發射和接收線圈位置對的更準,這樣使充電效率更高;第二,磁吸可以吸附在手機上,用戶可以拿在手上操作而可以繼續充電,比普通無線充電器的實用性要好;第三,MagSafe可以兼容市面上PD 20W適配器,同樣能夠實現15W快充。但不足的是,不能攻克充電發熱過大的問題。在15W充電時,若溫度過高,充電器會停止供電,等待降溫后再繼續供電,這樣在充電時間方面無疑是扣分選項。
郭玉森還告訴記者,目前各家手機無線充電私有協議逐漸增多,私有協議不對外開放,增大產品開發難度,只能做標準BPP&EPP產品。
取消充電器配送的背后市場
當下,蘋果、三星和小米等手機廠商相繼取消充電器配送,官方宣稱是為了環保。用戶不用買一部手機就有一個適配器,多余的充電器會造成資源的浪費和增加成本。如果后續有更多的廠商跟隨該策略,將進一步刺激快充充電器和無線充電設備的消費。
郭玉森對此表示,從業界來看,這蘊藏著蘋果未來會慢慢兼容PD快充的協議,實現快充一體化,更好的迎合市場。取消贈送適配器會在一定時間內引爆市場,隨著市場飽和,該市場也將降溫。
唐若愚則認為,雖然蘋果、三星等手機廠商取消了充電器配送,但真正從充電器本身來講,最大的市場還是原來配送的。從個數的指數來講,市場肯定是萎縮的,然而對于中國廠商則是機會。由于早期,蘋果、三星的原裝充電器大多是在海外、臺灣等一些非常小眾核心的廠商生產,大陸廠商基本擠不進去。現在蘋果、三星等手機廠商不配送充電器以后,變成真正的電商市場,這恰好是國產玩家群體的土壤。如果這些商家能夠承接這塊的用量,電商市場反而增加了,而且增加得不少,但從中長期來看,是個利空。
彭峰表示,蘋果、三星、小米取消充電器的配送,對市場是極大的利好, 開啟了消費者購買充電器的流量,進一步提升了市場需求。
2021年,快充和無線充市場將快速啟動
由于近期的芯片漲價缺貨潮,部分廠商可能有些超過需求的泡沫訂單,但快充是個海量的消費市場,而且尚未飽和。如果供應情況持續比較緊張,那么它還是一個快跑的市場,誰有產品,誰能取勝;如果供應趨緩,肯定會迎來一些價格廝殺。據業內人士預測,2021年基本上是個快速成長的啟動年,增速至少持續2~3年。這不管是對于客戶充電器的制造商,還是原廠友商,都是布局的關鍵時候。
相關數據顯示,2020年氮化鎵快充芯片全球出貨量已超1500萬顆,并預計2021年出貨量有望達1億顆。不難預測,隨著氮化鎵快充市場的爆發,相關廠商的大功率類快充業務將同步迎來高增長。
不可否認,快充和無線充市場的發展是未來的一種趨勢,也是充電技術更新過渡的一架橋梁。對此,合泰半導體就明確表示,在不斷地投入產品開發和技術儲備,保持原有的產品方案上,將更新下一代大功率快充和無線充電產品來迎合市場,從其他新出的產品中取長補短,逐步完善技術的欠缺,特別是在PD快充技術上要有所突破,有望介入下一波的快充和無線充技術浪潮。
隨著快充與無線充大幅改善用戶體驗,同時彌補5G帶來手機續航能力下降的痛點。2021年,快充與無線充技術將會進一步突破發展。相信這兩種充電技術在不久的將來可以快速并完全占據整個充電市場,迸發出巨大的市場潛力。
責任編輯:haq
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