電子發(fā)燒友報道（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(nèi)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(yè)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(quán)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(yè)的利潤。據(jù)Comprar Acciones數(shù)據(jù)顯示，蘋果預計在2021年生產(chǎn)2.3億部iPhone，假設(shè)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(yè)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(chǎn)品總監(jiān)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(yè)相關(guān)的廠商來說都是一次絕好的機遇，必定會助推國內(nèi)的快充市場百花齊放。同時，對于快充協(xié)議的統(tǒng)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(tǒng)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(shè)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(huán)保以及增加企業(yè)利潤外，還在于充電技術(shù)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(yè)時代的電子垃圾。

但安卓側(cè)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(shù)，協(xié)議互不相容。而高速閃充在如今電池技術(shù)發(fā)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(fā)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(xié)議走向統(tǒng)一。

王曉峰表示，目前的快充市場，從協(xié)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(shù)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(xié)議中的黑馬，被幾乎所有終端廠商的設(shè)備所兼容。

王曉峰認為，目前的手機雖然協(xié)議各不相同，但無一例外的支持了PD協(xié)議，這樣就在保持著通用性的同時，又具有自家的特色技術(shù)，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(xié)議，沁恒的方案是由PD協(xié)議來支撐起絕大部分手機的充電需求，其他協(xié)議則盡可能多的兼容支持，以保證一些較舊的設(shè)備的使用體驗。相信隨著越來越多的設(shè)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(xié)議能夠統(tǒng)一，謝仁踐指出，統(tǒng)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(tǒng)廠商可以建立原裝設(shè)備的握手，甚至采用加密信息（如SHA256加密方式）識別原裝設(shè)備，這充分解決了系統(tǒng)廠商的設(shè)備安全并保護系統(tǒng)廠商的利益鏈。充電協(xié)議統(tǒng)一是個逐步實現(xiàn)的過程，現(xiàn)在一直在進行，最終達到終極的統(tǒng)一。針對這么多充電協(xié)議，慧能泰的應(yīng)對方式是支持所有的主流快充協(xié)議，根據(jù)客戶的需求開放不同的私有協(xié)議。

盡管安卓廠商們在快充技術(shù)中投入了大量成本，并且出于考慮自身的設(shè)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(xié)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(tài)。而這，對于USB PD協(xié)議而言，將是一個爆發(fā)的絕佳機遇。

GaN的出現(xiàn)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(jié)值得注意，即套裝版所配備的充電器皆為GaN產(chǎn)品。許多廠商已經(jīng)推出而來自己GaN產(chǎn)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(nèi)的企業(yè)，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(yīng)GaN芯片。

作為第三代半導體材料的GaN，應(yīng)用在充電領(lǐng)域，相比普通充電器，GaN充電器可以通過升高開關(guān)頻率減小變壓器體積，能減小或者省略散熱片，解決了傳統(tǒng)PD充電器的發(fā)熱量大、散熱效果不佳的痛點。

圖源：Yole

據(jù)知名調(diào)研機構(gòu)Yole數(shù)據(jù)來看，GaN快充有望成為消費電子領(lǐng)域的下一個熱門應(yīng)用，CADR高達85%，預計全球的GaN功率半導體市場規(guī)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(lǐng)域技術(shù)突飛猛進，高功率快充已經(jīng)較為常見，甚至市場已經(jīng)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(qū)動芯片支持先進拓撲、高頻化、高效化，也要求快充協(xié)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(jīng)理任煒強認為，GaN器件的應(yīng)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(yīng)用真茂佳半導體推出了100V G3 SpeedFETTM產(chǎn)品系列，此產(chǎn)品系列不但擁有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的Rdson*Qg、Rdson*Qoss水平，同時優(yōu)化了內(nèi)部緩沖網(wǎng)絡(luò)使瞬態(tài)VDS尖峰更低，EAS能力相對上代提升50%以上已經(jīng)超過普通Trench MOS水平。這樣GaN充電器的性能得以更好的發(fā)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(yīng)的產(chǎn)品配合，同時專門針對上述應(yīng)用進行了相關(guān)優(yōu)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(shè)計，分為系統(tǒng)熱設(shè)計和器件的熱設(shè)計。針對器件熱設(shè)計目前真茂佳半導體通過新的封裝形式優(yōu)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(xiàn)，不僅解決了體積問題，還能夠支持更高功率，降低發(fā)熱量，提升了消費者的使用體驗。而對于企業(yè)而言，相比普通充電器，GaN產(chǎn)品價格普遍較高，擁有更高的利潤率，也讓企業(yè)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(fā)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(yīng)用場景存在便利美觀的優(yōu)勢，尤其是無線充電和汽車、家具等的融合，相信這些領(lǐng)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(jīng)有多款產(chǎn)品用于國際一流廠家相關(guān)產(chǎn)品。

而慧能泰認為，無線充的功率轉(zhuǎn)換效率還是比有線充的功率轉(zhuǎn)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(jù)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(guān)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(fā)展，無線充發(fā)射端（TX設(shè)備）會得到高速發(fā)展，而無線充的接收端（RX設(shè)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(yīng)用場合下，有線充的受電設(shè)備只是由手機變?yōu)闊o線充的TX端，總體需求不變。

至于未來電源適配器的發(fā)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(tài)功率分配等方向發(fā)展。電源管理芯片的發(fā)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(xié)議芯片走向高集成化、外圍電路數(shù)量最小化方向發(fā)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(tài)功率分配等；創(chuàng)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(fā)，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(tài)，但這需要無線充電技術(shù)發(fā)生飛躍，比如出現(xiàn)遠距離充電才可能實現(xiàn)，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(zhì)性的區(qū)別。而這種技術(shù)短期內(nèi)很難實現(xiàn)，因此有線充電在未來一段時間仍然占據(jù)主流。

小結(jié)

蘋果、三星、小米不再附帶充電器的方式，未來也必然會引領(lǐng)更多的跟風者，除了使第三方企業(yè)獲得收益以外，也在一定程度上將打破各家的充電協(xié)議壁壘，讓USB PD成為最后贏家。GaN的出現(xiàn)，不僅讓消費者獲得更好的體驗，也讓企業(yè)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(fā)展。

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