49年前，位于紐約曼哈頓的摩托羅拉實驗室里爆發(fā)出一陣陣熱烈的掌聲，摩托羅拉的工程師馬丁庫柏拿著一塊磚頭大的手機向競爭對手貝爾實驗室的科學家尤爾·恩格爾打了一個電話，正是這通電話開啟了移動手機通信史，而庫帕手上的Dyna TAC則成為全球第一部移動手機產(chǎn)品。
在當時，這部磚頭大小的手機內(nèi)部電路板數(shù)量約30個，通話時間35分鐘，充電時間卻要10小時以上。時至今日，隨著手機廠商在充電技術(shù)領(lǐng)域的不斷探索，手機的充電時間已被大大縮減，國產(chǎn)手機的最新技術(shù)已經(jīng)將手機充電行業(yè)拉進入“個位數(shù)時代”。
在10月27日小米Redmi Note12系列發(fā)布會上，小米集團合伙人，中國區(qū)、國際部總裁，Redmi品牌總經(jīng)理盧偉冰表示，該系列機型最高支持210W快充，這也意味著Redmi新機將刷新目前商用快充的記錄，9分鐘即可將手機電量充至100%。這也是Redmi將旗艦快充技術(shù)矩陣延伸的關(guān)鍵一步。
“9分鐘”的突破
電池技術(shù)以及快速充電已經(jīng)成為手機市場重要的競爭重點之一。
“在現(xiàn)階段，硬件與技術(shù)透明得不能再透明了，曾經(jīng)充電時間由一個多小時變成半小時的時候，是用戶感知很強烈的節(jié)點，再到如今縮短到9分鐘這個生活常用時間單位，消費者的感知也會越來越強。”IDC分析師表示，在現(xiàn)階段的市場環(huán)境下，大家都知道硬件瓶頸，沖擊中高端市場，能看到各個品牌各自的思考。
在過去幾年中，小米一直處于快充技術(shù)的領(lǐng)軍隊伍中，并維持著對技術(shù)研發(fā)的快速迭代。
以小米旗下品牌Redmi 為例，從2019 年的 Redmi Note 8 Pro 的 18W 快充，到2020年的 Note 9 Pro的33W，到2021年的Note 10 Pro的 67W，再在到同年 Note 11T Pro+ 達到了旗艦的 120W 神仙秒充?？梢钥吹?，Redmi 在不斷將同時代的旗艦級快充體驗帶給了更多用戶。
但在Redmi Note12系列發(fā)布會上，盧偉冰依然毫不吝嗇地將Note 12上搭載的快充技術(shù)稱之為“210W神仙秒充”，9分鐘即可將手機電量充至100%。從技術(shù)路徑看，這是一次手機端、電池端、充電設(shè)備端的系統(tǒng)級的全鏈路升級。
此次在手機端上，Redmi Note 12 系列采用了 3 充電 IC 架構(gòu)。設(shè)計上，充電器 210W（20V 10.5A）的輸入會分流成 3 路，每路電壓電流分別為 20V 3.5A，之后分別經(jīng)過 3 顆充電 IC 降壓升流至每路 10V 7A，再 3 路合流為 10V 21A，最后經(jīng)過雙電芯分壓，兩塊電芯分別承受 5V 21A 的充電 電壓電流。三顆充電 IC分散布置，避免了發(fā)熱集中，可以最大程度延長高功率充電的時長，同時，轉(zhuǎn)化效率高達 98.6%，單顆峰值功率 100W，總功率上限高達 300W。
而電池端，Redmi Note 12 系列配備 10C 高倍率雙電芯電池，2*2150mAh 容量，每塊電芯的輸入電流 高達 21000mA。 雙電芯間還引入了 Cell Balace 技術(shù)。當檢測到兩顆電芯間電壓/容量出現(xiàn)差異時，會開啟內(nèi)部平衡電路，使其均衡。
充電器端與充電線上，憑借雙 GaN（電源開關(guān)及 PFC）方案加持，210W 超級快充充電器的尺寸做到了 67.3*64.3*30mm，相比標準 120W 快充頭，功率接近翻倍，體積卻近乎相同。充電器內(nèi)部還采用了先進的灌膠均熱技術(shù)，使充電器能更長時間穩(wěn)定高功率工作。充電線上則內(nèi)置了小米定制 E-mark 芯片，既支持小米自有 210W 快充協(xié)議識別，還兼容 PD、QC 協(xié)議。 線材本身也進行了全面升級，新的連接器端子材質(zhì)導電率更高，采用的雙層纏繞屏蔽層設(shè)計干擾更小，阻 抗更低。新的 10.5A C-C 充電線實現(xiàn)了 70mΩ超低阻抗。
在分析機構(gòu)看來，國產(chǎn)廠商正在引導更多的技術(shù)進入快充賽道，并推廣至主流消費市場。
Counterpoint分析師齊英楠對記者表示，由于各廠商采用的快速充電技術(shù)和技術(shù)不同，各機型的充電速度也不同，但從國產(chǎn)手機品牌充電技術(shù)的整體發(fā)展水平來看，已經(jīng)處于全球領(lǐng)先階段。技術(shù)的領(lǐng)先也將大容量電池市場機型銷售量推高。
上述機構(gòu)提供的數(shù)據(jù)顯示，目前電池容量為3000 mAh-4000 mAh的智能手機銷售比例從2020年的44%下降到2021年的35%，而電池容量為4000 mAh-5000 mAh的大容量智能手機銷售比例從2020年的25%上升到2021年的40%，這一趨勢仍在增加。
國產(chǎn)手機廠商引領(lǐng)快充市場
智能手機快充，國產(chǎn)手機廠商實際上已經(jīng)進入到成熟階段。
快充本質(zhì)上是一個復雜的系統(tǒng)工程，這個系統(tǒng)包含充電適配器、線纜、PMIC 集成電源管理電路、電池等多個方面。此前，由于技術(shù)發(fā)展的局限性，各家廠商對于充電速率的提升多在電源適配器上下功夫，但隨著快充速率以及新材料的運用，這一局限性已經(jīng)被打破。
以氮化鎵的運用為例，與第一代和第二代半導體材料相比，第三代半導體材料具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、更高的熱導率、更大的電子飽和速度以及更高的抗輻射能力，更適合制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件。其中，SiC和GaN的研究和發(fā)展更為成熟，在小米等國產(chǎn)手機的加持下，國產(chǎn)供應鏈正在引領(lǐng)第三代半導體材料氮化鎵進入主流消費市場。
“不僅僅是材料，還有芯片，從前期的研發(fā)投入、設(shè)計開發(fā)，再到流片、封測以及單體驗證和可靠性驗證，再到整機的驗證，國產(chǎn)手機廠商在研發(fā)上的投入并不小。”小米手機部充電技術(shù)委員會主任王彥騰在接受記者采訪時表示，4年前充電技術(shù)可能只有18瓦，但現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了210萬，翻了10倍之多，技術(shù)迭代迅速。
“一直以來，國產(chǎn)手機廠商對于快充地位看得非常高，基本上都是各家Top3或者是Top4的一個技術(shù)點。”王彥騰表示，快充某種程度上也增加了國產(chǎn)手機廠商的競爭力，比如小米在中高端手機基本上都搭載了一個67瓦甚至百瓦以上的一個快充技術(shù)。對于用戶而言，除了便捷性外，還可以緩解用電焦慮感。
而在推動統(tǒng)一快充標準的進程上，我國手機產(chǎn)業(yè)也已邁開了里程碑式的一步。今年9月29日，中國通信標準化協(xié)會與電信終端產(chǎn)業(yè)協(xié)會聯(lián)合在北京召開移動終端融合快充成果發(fā)布會，發(fā)布首批11張快充認證證書，涉及6家企業(yè)的4款終端、5款適配器和2款芯片產(chǎn)品。據(jù)悉，此次獲得認證的華為、小米、OPPO、vivo目前的通用快充功率是40W，第二階段有望提高至65W。雖然40W的通用功率和國產(chǎn)手機動輒上百瓦的快充功率還有一定距離，但已經(jīng)明顯領(lǐng)先于品牌手機30W左右的充電功率。
王彥騰表示，統(tǒng)一的協(xié)議在戰(zhàn)略上可以幫助中國廠商換取更高的話語權(quán)。“如果各家都有一個私有協(xié)議的話，戰(zhàn)略地位是遠遠不夠的，協(xié)會的推動讓整個國內(nèi)的快充生態(tài)有了快速發(fā)展的基礎(chǔ)。”
“過去因為各個廠家之間的兼容功率可能只能做到非常低的水平，但有了融合統(tǒng)一快充協(xié)議以后，各家相互兼容的功率可以做到30瓦或者甚至更高，所以這是一個很重要的提升。”王彥騰認為，融合快充標準的統(tǒng)一和落地，解決了各家不兼容或者是充電特別慢的痛點。未來隨著統(tǒng)一快充協(xié)議后續(xù)的推進，大功率的統(tǒng)一快充也將推上日程，無論是環(huán)保還是用戶體驗，都會上一個臺階。
標準統(tǒng)一下的“正義”
在技術(shù)的加持下，中國手機廠商未來在快充生態(tài)領(lǐng)域仍然大有可為。而對于這一賽道的堅持投入相信也會在未來某個節(jié)點帶來更多回報。
相較之下，國際廠商投入也逐漸加大，但卻也有自身的“包袱”。
在業(yè)內(nèi)看來，國際廠商充電技術(shù)更新較慢除了技術(shù)成本原因外，更多的還是收益的考量。
例如某些充電接口擁有認證晶片，會與充電的裝置進行驗證。第三方廠商要是想制造該充電數(shù)據(jù)線，需取得官方的認證 ，并且植入專用芯片，換言之，第三方廠商每賣出一根認證的數(shù)據(jù)線，品牌廠商都會有一筆收入，產(chǎn)業(yè)鏈形成的利益鏈條也是品牌廠商在快充市場更新落后的原因之一。
根據(jù)官網(wǎng)獲取的價目表顯示，一根1米長的該品牌充電接口原裝數(shù)據(jù)線的費用為145元，2米的費用為245元。在充電頭方面官網(wǎng)上20W充電頭為149元，30W的249元。業(yè)內(nèi)人士表示，這類配件的實際生產(chǎn)成本只需要幾十元。若第三方廠商想要制造該品牌充電數(shù)據(jù)線，就需要經(jīng)過認證，有消息稱，每臺手機相關(guān)芯片的授權(quán)費用在2-4美元之間。
但從各國對充電技術(shù)的規(guī)范化推進速度來看，統(tǒng)一的標準將逐步落地，這也會讓國際廠商對接口的“倔強”最后變成“妥協(xié)”。
此前，歐洲議會和27個歐盟成員國的談判代表同意，歐盟區(qū)域內(nèi)手機和其他電子設(shè)備將從2024年開始采用標準化的充電設(shè)備?？斐湫袠I(yè)需要更多這樣的聲音。
目前小米作為中國移動終端融合快充的重要標準制定者與參與者，依然在不斷推動快充技術(shù)在本土的落地和進步。可以說，小米無論是從產(chǎn)品還是技術(shù)抑或是生態(tài)上，均已走在了前面。
“在生態(tài)的層面，我們會持續(xù)推動小米快充生態(tài)的建設(shè)，打造一些立體的充電生態(tài)場景，比如車載充電等，目的也是營造這種互聯(lián)互通的一些快充生態(tài)圈。在技術(shù)上，我們依然會繼續(xù)圍繞著大功率融合快充架構(gòu)進行一些演化，也就是在充電架構(gòu)和充電方案上繼續(xù)創(chuàng)新，包括一些更高效率的充電電荷泵的一些芯片，還有我們自研的一些芯片，包括我們更精簡的一些快充融合架構(gòu)等，我們會持續(xù)做迭代。”王彥騰說。
本文轉(zhuǎn)自于 第一財經(jīng)
