報道（文/黃山明）或許誰也沒想到 繼蘋果、三星不再附贈手機電源適配器的操作之后 國內廠商的跟進速度會這么快。但更沒想到的是 在小米的一陣運營之下 GaN充電器或許將徹底進入到消費者的手中 一個新的時代 即將拉開序幕。雖然終端廠商給出了種種理由讓自己不再附贈充電頭的操作合理化 但最終還是回到一點 這樣的動作能夠幫助企業盈利。不附贈充電頭能夠極大減少手機盒體積 提高運輸效率 減少運輸、倉庫成本。更何況小米也在價格不變的情況下將選擇權交給了用戶 避免了輿論的危機。毫無疑問 不再附贈充電器將變相提升企業的利潤。據Comprar Acciones數據顯示 蘋果預計在2021年生產2.3億部iPhone 假設其中有超過一半的用戶購買了價值149元的20W“快速充電器” 那么將帶來171.35億元的增量市場空間。取消電源適配器 讓USB PD成為最大贏家對于第三方電源適配器企業而言 終端廠商所釋放的空間無疑將帶來一場狂歡。南京沁恒微電子股份有限公司產品總監王曉峰表示 終端廠商取消附帶充電器 對于上下游各個快充行業相關的廠商來說都是一次絕好的機遇 必定會助推國內的快充市場百花齊放。同時 對于快充協議的統一和兼容也是一件非常有利的事。深圳慧能泰半導體科技有限公司CTO謝仁踐認為 蘋果新機不再標配充電器 除了本身帶了第三方快充巨大的商機 更是標志著大一統的USB PD時代到來 為充電器互相兼容和減少地球的電子垃圾樹立了一個標桿 同時加速了手機和筆記本電腦之外的設備采用USB-C和USB PD標準。蘋果之所以干預取消附贈充電器 除了能夠促進環保以及增加企業利潤外 還在于充電技術并非蘋果的賣點 其多年以來的推出的5V1A充電器 被許多消費者吐槽為工業時代的電子垃圾。但安卓側則不同 不論是vivo、OPPO、小米還是華為 都有自己獨特的快充技術 協議互不相容。而高速閃充在如今電池技術發展受限的今天 能夠極大提升用戶的使用體驗。廠商也為此投入了大量的研發及宣傳成本 因此放棄附贈充電器所付出的成本要比蘋果更高 不過這樣操作反而能夠促進快充協議走向統一。王曉峰表示 目前的快充市場 從協會 到CPU廠商 再到手機品牌 各個廠商都在努力打造自己的充電“黑科技” 試圖讓充電達到更高的功率 形成品牌自己的獨有競爭力 這種對技術的探索和努力是值得鼓勵的。但另一方面 USB PD借助著其強大的通用性 大小通吃的功率范圍 還有背后USB-IF強大的影響力 成為了所有充電協議中的黑馬 被幾乎所有終端廠商的設備所兼容。王曉峰認為 目前的手機雖然協議各不相同 但無一例外的支持了PD協議 這樣就在保持著通用性的同時 又具有自家的特色技術 若消費者購買了一個PD快充電源 可以獲得還不錯的充電速度 若消費者購買了一個終端廠商定制的電源 則可以獲得極致的快充體驗。這樣“進退自如”的策略無疑給消費者帶來了福音。對于目前百花齊放的快充協議 沁恒的方案是由PD協議來支撐起絕大部分手機的充電需求 其他協議則盡可能多的兼容支持 以保證一些較舊的設備的使用體驗。相信隨著越來越多的設備支持越來越大的PD充電功率 消費者的充電體驗將會越來越好。慧能泰方面則更希望協議能夠統一 謝仁踐指出 統一的方式就是基于USB PD的VDM（客戶自定義信息） 通過VDM命令 系統廠商可以建立原裝設備的握手 甚至采用加密信息（如SHA256加密方式）識別原裝設備 這充分解決了系統廠商的設備安全并保護系統廠商的利益鏈。充電協議統一是個逐步實現的過程 現在一直在進行 最終達到終極的統一。針對這么多充電協議 慧能泰的應對方式是支持所有的主流快充協議 根據客戶的需求開放不同的私有協議。盡管安卓廠商們在快充技術中投入了大量成本 并且出于考慮自身的設備安全并保護自身的利益鏈的目的 并不開放各自的充電協議。但隨著安卓陣營的三星、小米等廠商開始從不附贈充電器中獲益時 其他廠商很難不跟進 不附贈充電器也將成為未來的常態。而這 對于USB PD協議而言 將是一個爆發的絕佳機遇。GaN的出現是一場雙贏在小米宣布將電源適配器與手機分離后 一個細節值得注意 即套裝版所配備的充電器皆為GaN產品。許多廠商已經推出而來自己GaN產品 而OPPO在2019年下半年更是在OPPO Reno Ace中標配了65W的GaN快充充電器。而小米此舉 也將加速普及GaN。不僅是國內的企業 有消息稱 Navitas半導體將在今年獲得來自蘋果的GaN充電器訂單 同時臺積電將為Navitas供應GaN芯片。作為第三代半導體材料的GaN 應用在充電領域 相比普通充電器 GaN充電器可以通過升高開關頻率減小變壓器體積 能減小或者省略散熱片 解決了傳統PD充電器的發熱量大、散熱效果不佳的痛點。

圖源：Yole

據知名調研機構Yole數據來看 GaN快充有望成為消費電子領域的下一個熱門應用 CADR高達85% 預計全球的GaN功率半導體市場規模從2018年的873萬美元增長到2024年的3.5億美元。如今廠商在充電領域技術突飛猛進 高功率快充已經較為常見 甚至市場已經有多款100W以上的充電器面市 而GaN材料的特性也為廠商帶來一個更好的選擇。謝仁踐提到 大功率充電要求功率器件性能更好（如GaN等高性能功率器件） 要求AC-DC和同步整流驅動芯片支持先進拓撲、高頻化、高效化 也要求快充協議芯片支持更高功率、更靈活的功率分配方式、更高的芯片集成度等。真茂佳副總經理任煒強認為 GaN器件的應用目的為了提升效率和功率密度 對于次級端的同步整流MOS也需達到同樣的效果 針對此應用真茂佳半導體推出了100V G3 SpeedFETTM產品系列 此產品系列不但擁有業內領先的Rdson*Qg、Rdson*Qoss水平 同時優化了內部緩沖網絡使瞬態VDS尖峰更低 EAS能力相對上代提升50%以上已經超過普通Trench MOS水平。這樣GaN充電器的性能得以更好的發揮和更加的可靠性。針對高功率 如100W以上的充電器 任煒強提到 這將會用到PFC和LLC電路真茂佳無論是原邊SJMOS、Diode還是次級的SR MOS都會有相應的產品配合 同時專門針對上述應用進行了相關優化。不過高速快充讓充電電流更大、充電電壓更高、器件的工作溫度更高 所以對充電器和電池的安全也提出了更高的要求。各種保護功能 如過流保護、過壓保護、過溫保護等的要求也更高。對此 真茂佳給出了兩個降溫的解決方案 一、降低器件的損耗 如上所述要提升器件的性能。二、熱設計 分為系統熱設計和器件的熱設計。針對器件熱設計目前真茂佳半導體通過新的封裝形式優化散熱。

部分品牌GaN充電器情況匯總|方正證券

在如今快充大行其道之下 供電功率一再上漲 這也導致不少充電器體積不斷增大 也降低了攜帶的方便性。GaN的出現 不僅解決了體積問題 還能夠支持更高功率 降低發熱量 提升了消費者的使用體驗。而對于企業而言 相比普通充電器 GaN產品價格普遍較高 擁有更高的利潤率 也讓企業擁有更強的推廣意愿。有線充電仍是主流 未來向小型化、輕量化方向發展就如同當年蘋果率先取消耳機孔 然后迎來了TWS的盛世 而今蘋果也率先取消了附帶充電器 又會否再次取消充電接口讓無線充電迎來曙光。從蘋果如今推出的MageSafe來看 蘋果正在朝著這個方向努力。真茂佳方面認為 無線充電在某些應用場景存在便利美觀的優勢 尤其是無線充電和汽車、家具等的融合 相信這些領域會有明確的趨勢 但完全取消充電口還要取決于無線充電的效率和功率。這對芯片廠將會是一個機遇 真茂佳半導體已經有多款產品用于國際一流廠家相關產品。而慧能泰認為 無線充的功率轉換效率還是比有線充的功率轉換效率低 因此即使有手機取消有線充改為純無線充 有線充仍會占據主流的充電市場。假如未來有手機完全取消充電口 肯定對相關元器件及芯片廠商造成沖擊。首先無線充方案會得到飛快的發展 無線充發射端（TX設備）會得到高速發展 而無線充的接收端（RX設備）也會快速普及起來。類似電動牙刷、電動剃須刀會快速使用無線充充電。對于有線充的電源適配器的市場基本不受影響 因為在無線充應用場合下 有線充的受電設備只是由手機變為無線充的TX端 總體需求不變。至于未來電源適配器的發展路線 謝仁踐表示 未來幾年 市場將向著小型化、輕量化、支持多口輸出、多口智能動態功率分配等方向發展。電源管理芯片的發展方向是高頻化、高度集成化、大功率化 支持QR、ACF、ZVS等先進控制方式越來越多。協議芯片走向高集成化、外圍電路數量最小化方向發展。而充電器則向著更高的輸出功率 支持比20V更高的輸出電壓（如28V） 100W-200W甚至更高的輸出功率；多口輸出 支持智能動態功率分配等；創新型拓撲 支持多口功率輸出 同時滿足較高的能效要求等方向進發 在這其中存在大量機遇。無外接口的手機必然是未來手機的下一個形態 但這需要無線充電技術發生飛躍 比如出現遠距離充電才可能實現 不然消費者只不過是將充電線從手機下端放到了手機背部 沒有本質性的區別。而這種技術短期內很難實現 因此有線充電在未來一段時間仍然占據主流。小結蘋果、三星、小米不再附帶充電器的方式 未來也必然會引領更多的跟風者 除了使第三方企業獲得收益以外 也在一定程度上將打破各家的充電協議壁壘 讓USB PD成為最后贏家。GaN的出現 不僅讓消費者獲得更好的體驗 也讓企業擁有更高的利潤率 而在未來 更高輸出功率成為必然方向 也將推動者GaN充電器的進一步發展。本文由 網原創 未經授權禁止轉載。如需轉載 請添加微信號elecfans999。