電子發燒友網報道(文/劉靜)10月27日晚間,小米發布RedmiNote 12系列新品,正式宣布新機搭載210W超級快充技術。當天,業內又曝出OPPO將商用240W閃充技術的爆炸信息。智能手機廠商在短短幾年的時間里,不斷打破快充的新紀錄,將最初不到65W的快充功率快速提升200W及以上,目前國產智能手機的三巨頭vivo、小米、OPPO都已成功進入200W快充賽道。
但是在手機廠商不斷宣傳自己創造手機充電速度神話時,卻在應用端始終走不出互不兼容的“魔咒”,這給消費者造成極大的困擾。消費者只能買廠商自家生產的充電頭才能達到所宣傳的充電速度,而使用其他廠商的充電頭充電速度就大打折扣,充電時間甚至翻長好幾倍。除此之外,使用不適配的充電器,有時甚至會引發發熱爆炸的安全問題。而且在應用領域方面,私有協議導致的不兼容問題,也在影響著快充向手機、電腦之外的其他領域滲透。
充電接口和充電協議“歸一化”,UFCS充電做得更專
為了解決快充私有協議泛濫、互不兼容造成的資源浪費問題,歐盟在2021年正式提交統一充電接口的議案,要求手機、平板電腦和耳機等電子產品在2024年前使用統一的USB-C充電接口。隨著統一使用USB-C禁令的發布,快充協議統一化也被再次提出。2021年5月,美國的USB-IF協會發布USB PD 3.1快充協議,我國也迅速跟進國際步伐,于同期發布自己的融合快充協議UFCS。
PD3.1協議和UFCS協議同為以統一快充協議作為出發點制定的快充標準,這兩者有什么區別?融合快充協議UFCS的發布,除了解決不同電子設備充電的兼容性問題外,還將給終端用戶帶來哪些好處?未來UFCS融合快充協議在國內要實現真正的統一及落地,還面臨哪些挑戰與難題?目前國內芯片設計企業跟進融合快充協議,并發布新品的具體情況如何?電子發燒友專訪了芯海科技產品經理楊樂、智融科技技術市場經理孫陽,他們發表了融合快充協議(UFCS)的前瞻觀點及未來落地實施的獨到見解。
PD3.1在PD3.0的基礎上,新增了28V、36V、48V三個電壓,將功率范圍從先前的最大100W拓展至140W、180W和240W。而融合快充協議UFCS采用連續調節的模式,有四個可編程的電壓檔位,分別為5V、10V、20V、30V,輸出功率最大可以達到200W。在支持的最大快充功率上,UFCS協議要低于PD3.1,這或許跟協議標準的更新迭代有關,UFCS是首發,而PD3.1已是更新好幾代的標準了。
即便PD3.1能做到更高的輸出功率,但在某些指標上仍是不如融合快充協議的。“PD3.1是一個綜合性的接口協議,它并不是專門針對充電去做的,而更多的是為解決終端接口的統一去做的,對于供電來說PD3.1其實是做的還不夠的,特別是在調節精度方面。”芯海科技產品經理楊樂說。
電子發燒友整理了融合快充協議(UFCS)和PD3.1快充協議在電壓、電流調節精度方面的比較情況如下所示:
?
由上圖可知,融合快充協議標準在電壓穩定精度方面的要求要高于PD3.1,而且在電壓調整過沖范圍、電壓調整最小步進、電流調整最小步進方面調節精度也更高。融合快充協議調節精度更高,意味著它具備更安全的優勢,在一定程度上能夠保護電池過壓、過流的傷害,而且也會加快充電速度。楊樂表示,“PD3.1相對而言是一個綜合能力更強的快充協議,而融合快充協議(UFCS)在充電這一塊會做得更專。”
未來要如何推動融合快充協議更好地落地實施?
如果這次發布的融合快充協議能夠真正在國內實現統一的話,不僅解決了不同終端應用設備充電最大的兼容性問題,獲得更好的快充體驗外,UFCS也將成為終端消費者篩選充電器的安全標準。
而在斬獲兼容性、體驗、安全這三大好處之前,需要產業鏈廠商切實思考如何推動融合快充協議的落地實施,不讓UFCS重演先前協議不了了之的悲劇。
目前融合快充協議落地的最高功率僅達40W也成為眾人詬病的地方。而且私有協議一直是廠商的賣點,楊樂認為目前在手機里面,是很難把融合快充協議推得比私有協議還好的。智融科技技術市場經理孫陽也表示,“未來融合快充協議在統一的過程中,可能會遭遇其它技術對其造成沖擊,比如無線充電技術。”融合快充協議要實現真正的統一,仍面臨諸多挑戰與難題,首先是如何實施落地的問題,其次是如何進行迭代更新,提升功率、提高可用度以及定制化等問題。
對于后續如何更好推動融合快充協議實施,楊樂也發表了自己的看法,他認為在未來發展中,當更多參與者,比如筆記本、平板廠商等生態里的其他廠商也加入進來推動,不斷提高融合快充協議的重要性,推動就會越快。還有就是需要國家層面以及認證測試機構的助力,嚴令禁止廠商出售沒有經過融合快充協議認證的產品。
而孫陽也重點提到生態廠商共同推進的觀點,他認為融合快充協議要統一,主要就是靠充電終端和供電設備的生態圈融合,華為、OPPO、vivo、小米等國內主要手機廠商都有參與協議的制定,是認可UFCS融合快充協議的,UFCS國內實現真正的統一及落地只是時間問題。
未來融合快充協議更新升級的過程,要更多地考慮到目前應用過程中欠缺的地方,比如指令、精度的優化,其次是在標準的情況下需要自定義,給客戶留出定制化的空間,再者是拓寬協議的應用場景,楊樂指出。
融合快充協議加速落地,電源芯片廠商接連發布兼容UFCS新品
電信終端產業協會官網顯示,首批共有11款產品通過UFCS融合快充協議認證,其中3款來自華為、3款來自小米、2款來自vivo、1款來自OPPO、剩下的兩款UFCS產品分別來自智融科技和英集芯。值得注意的是小米通過UFCS認證的MDY-14-ET電源適配器采用的是奧海科技的芯片。
據了解,智融科技通過UFCS認證的SW2325產品,集成了MO內核,最高工作頻率為40MHz,內置64KB eFlash、4KB SRAM,并支持I2C和UART通用外設接口。在本次采訪中,智融科技的技術市場經理孫陽向電子發燒友記者透露,未來公司會將所有快充產品都升級支持UFCS融合快充協議。
在首批通過融合快充協議認證產品中手機廠商占據最多,而芯片廠商僅有兩款。不過經過一年多的時間,兼容融合快充協議的芯片產品已經不再是個位數了,據電子發燒友不完全統計至少10家發布了支持融合快充協議的新品,包括芯海科技、南芯半導體、奧海科技、慧能泰半導體、易沖半導體等。
在快充行業深耕多年的芯海科技,也是融合快充協議(UFCS)制定的重要參與者之一,業界首款UFCS協議應用產品——iQOO 44W閃充移動電源便是采用的芯海科技CSU3AF10協議芯片實現的,而且CSU3AF10也支持最新的PD3.1快充協議。截至目前,芯海科技共發布了四款支持融合快充協議的新品,分別為面向充電器的CPW3301、面向手機平板電腦的CPW3101、面向電源配件的CSU3AF10以及面向PC生態的CS32G051。芯海科技在高精度ADC領域具有領先優勢,有望借助自身的技術優勢更進一步地提高電流、電壓的檢測精度,讓支持融合快充協議的產品更安全。
正在開展IPO上市的南芯半導體,也迅速跟進融合快充協議,于今年5月推出兼容UFCS的單芯片40W高壓電荷泵充電新品SC8546。據了解,南芯半導體的SC8546采用的是36pin的CSP封裝,峰值充電效率最高可以達到98.33%,具有16重安全保護。
慧能泰半導體在今年6月的時候,也推出了兼容UFCS協議和PD3.1協議的新品 HUSB362。同月,來自成都的易沖半導體也發布了一款兼容UFCS有線充電設備端的協議芯片CPS8853。
融合快充協議加速落地,上游芯片廠商接連發布新品,相較去年融合快充標準剛提出來的時候,兼容UFCS的芯片產品數量已經有了可觀的增加。
小結:
解決不同電子設備間的兼容性問題,也是在為快充從手機、電腦應用領域向新能源汽車、電動工具、IOT物聯網領域滲透打好基礎。如果基礎沒有打好,只是一昧地使用私有協議提高快充功率,未來我國的快充技術是沒有辦法真正走向成熟的。融合快充協議的誕生,給國內快充市場實現大一統帶來了希望,相信不久后消費者將真正擁有一個快速、安全、兼容的充電完美體驗。
但是在手機廠商不斷宣傳自己創造手機充電速度神話時,卻在應用端始終走不出互不兼容的“魔咒”,這給消費者造成極大的困擾。消費者只能買廠商自家生產的充電頭才能達到所宣傳的充電速度,而使用其他廠商的充電頭充電速度就大打折扣,充電時間甚至翻長好幾倍。除此之外,使用不適配的充電器,有時甚至會引發發熱爆炸的安全問題。而且在應用領域方面,私有協議導致的不兼容問題,也在影響著快充向手機、電腦之外的其他領域滲透。
充電接口和充電協議“歸一化”,UFCS充電做得更專
為了解決快充私有協議泛濫、互不兼容造成的資源浪費問題,歐盟在2021年正式提交統一充電接口的議案,要求手機、平板電腦和耳機等電子產品在2024年前使用統一的USB-C充電接口。隨著統一使用USB-C禁令的發布,快充協議統一化也被再次提出。2021年5月,美國的USB-IF協會發布USB PD 3.1快充協議,我國也迅速跟進國際步伐,于同期發布自己的融合快充協議UFCS。
PD3.1協議和UFCS協議同為以統一快充協議作為出發點制定的快充標準,這兩者有什么區別?融合快充協議UFCS的發布,除了解決不同電子設備充電的兼容性問題外,還將給終端用戶帶來哪些好處?未來UFCS融合快充協議在國內要實現真正的統一及落地,還面臨哪些挑戰與難題?目前國內芯片設計企業跟進融合快充協議,并發布新品的具體情況如何?電子發燒友專訪了芯海科技產品經理楊樂、智融科技技術市場經理孫陽,他們發表了融合快充協議(UFCS)的前瞻觀點及未來落地實施的獨到見解。
PD3.1在PD3.0的基礎上,新增了28V、36V、48V三個電壓,將功率范圍從先前的最大100W拓展至140W、180W和240W。而融合快充協議UFCS采用連續調節的模式,有四個可編程的電壓檔位,分別為5V、10V、20V、30V,輸出功率最大可以達到200W。在支持的最大快充功率上,UFCS協議要低于PD3.1,這或許跟協議標準的更新迭代有關,UFCS是首發,而PD3.1已是更新好幾代的標準了。
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圖 :融合快充協議UFCS供電設備輸出功率
圖 :融合快充協議UFCS供電設備輸出功率
即便PD3.1能做到更高的輸出功率,但在某些指標上仍是不如融合快充協議的。“PD3.1是一個綜合性的接口協議,它并不是專門針對充電去做的,而更多的是為解決終端接口的統一去做的,對于供電來說PD3.1其實是做的還不夠的,特別是在調節精度方面。”芯海科技產品經理楊樂說。
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圖:芯海科技產品經理楊樂
圖:芯海科技產品經理楊樂
電子發燒友整理了融合快充協議(UFCS)和PD3.1快充協議在電壓、電流調節精度方面的比較情況如下所示:
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由上圖可知,融合快充協議標準在電壓穩定精度方面的要求要高于PD3.1,而且在電壓調整過沖范圍、電壓調整最小步進、電流調整最小步進方面調節精度也更高。融合快充協議調節精度更高,意味著它具備更安全的優勢,在一定程度上能夠保護電池過壓、過流的傷害,而且也會加快充電速度。楊樂表示,“PD3.1相對而言是一個綜合能力更強的快充協議,而融合快充協議(UFCS)在充電這一塊會做得更專。”
未來要如何推動融合快充協議更好地落地實施?
如果這次發布的融合快充協議能夠真正在國內實現統一的話,不僅解決了不同終端應用設備充電最大的兼容性問題,獲得更好的快充體驗外,UFCS也將成為終端消費者篩選充電器的安全標準。
而在斬獲兼容性、體驗、安全這三大好處之前,需要產業鏈廠商切實思考如何推動融合快充協議的落地實施,不讓UFCS重演先前協議不了了之的悲劇。
目前融合快充協議落地的最高功率僅達40W也成為眾人詬病的地方。而且私有協議一直是廠商的賣點,楊樂認為目前在手機里面,是很難把融合快充協議推得比私有協議還好的。智融科技技術市場經理孫陽也表示,“未來融合快充協議在統一的過程中,可能會遭遇其它技術對其造成沖擊,比如無線充電技術。”融合快充協議要實現真正的統一,仍面臨諸多挑戰與難題,首先是如何實施落地的問題,其次是如何進行迭代更新,提升功率、提高可用度以及定制化等問題。
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圖:智融科技技術市場經理孫陽
圖:智融科技技術市場經理孫陽
對于后續如何更好推動融合快充協議實施,楊樂也發表了自己的看法,他認為在未來發展中,當更多參與者,比如筆記本、平板廠商等生態里的其他廠商也加入進來推動,不斷提高融合快充協議的重要性,推動就會越快。還有就是需要國家層面以及認證測試機構的助力,嚴令禁止廠商出售沒有經過融合快充協議認證的產品。
而孫陽也重點提到生態廠商共同推進的觀點,他認為融合快充協議要統一,主要就是靠充電終端和供電設備的生態圈融合,華為、OPPO、vivo、小米等國內主要手機廠商都有參與協議的制定,是認可UFCS融合快充協議的,UFCS國內實現真正的統一及落地只是時間問題。
未來融合快充協議更新升級的過程,要更多地考慮到目前應用過程中欠缺的地方,比如指令、精度的優化,其次是在標準的情況下需要自定義,給客戶留出定制化的空間,再者是拓寬協議的應用場景,楊樂指出。
融合快充協議加速落地,電源芯片廠商接連發布兼容UFCS新品
電信終端產業協會官網顯示,首批共有11款產品通過UFCS融合快充協議認證,其中3款來自華為、3款來自小米、2款來自vivo、1款來自OPPO、剩下的兩款UFCS產品分別來自智融科技和英集芯。值得注意的是小米通過UFCS認證的MDY-14-ET電源適配器采用的是奧海科技的芯片。
在首批通過融合快充協議認證產品中手機廠商占據最多,而芯片廠商僅有兩款。不過經過一年多的時間,兼容融合快充協議的芯片產品已經不再是個位數了,據電子發燒友不完全統計至少10家發布了支持融合快充協議的新品,包括芯海科技、南芯半導體、奧海科技、慧能泰半導體、易沖半導體等。
在快充行業深耕多年的芯海科技,也是融合快充協議(UFCS)制定的重要參與者之一,業界首款UFCS協議應用產品——iQOO 44W閃充移動電源便是采用的芯海科技CSU3AF10協議芯片實現的,而且CSU3AF10也支持最新的PD3.1快充協議。截至目前,芯海科技共發布了四款支持融合快充協議的新品,分別為面向充電器的CPW3301、面向手機平板電腦的CPW3101、面向電源配件的CSU3AF10以及面向PC生態的CS32G051。芯海科技在高精度ADC領域具有領先優勢,有望借助自身的技術優勢更進一步地提高電流、電壓的檢測精度,讓支持融合快充協議的產品更安全。
正在開展IPO上市的南芯半導體,也迅速跟進融合快充協議,于今年5月推出兼容UFCS的單芯片40W高壓電荷泵充電新品SC8546。據了解,南芯半導體的SC8546采用的是36pin的CSP封裝,峰值充電效率最高可以達到98.33%,具有16重安全保護。
慧能泰半導體在今年6月的時候,也推出了兼容UFCS協議和PD3.1協議的新品 HUSB362。同月,來自成都的易沖半導體也發布了一款兼容UFCS有線充電設備端的協議芯片CPS8853。
融合快充協議加速落地,上游芯片廠商接連發布新品,相較去年融合快充標準剛提出來的時候,兼容UFCS的芯片產品數量已經有了可觀的增加。
小結:
解決不同電子設備間的兼容性問題,也是在為快充從手機、電腦應用領域向新能源汽車、電動工具、IOT物聯網領域滲透打好基礎。如果基礎沒有打好,只是一昧地使用私有協議提高快充功率,未來我國的快充技術是沒有辦法真正走向成熟的。融合快充協議的誕生,給國內快充市場實現大一統帶來了希望,相信不久后消費者將真正擁有一個快速、安全、兼容的充電完美體驗。
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