中國手機引領快充競爭,比iPhone快5倍
中國的智能手機企業正在競相開發快速充電技術。全球份額排在第3位的小米在今年秋季上市的旗艦機型上配備自主技術,與美國蘋果的iPhone等相比,將充電速度提高至5倍。在攝像頭和顯示屏等此前重視的功能邁向成熟的背景下,中國企業正在屬于新競爭核心的充電速度上提高存在感,以對抗蘋果。
小米11T Pro僅17分鐘可充滿電
“充電速度將步入新時代”,9月小米在線上舉行新產品發布會,產品營銷負責人Abi Go如此強調。11月初在日本上市的旗艦機型“Xiaomi 11T Pro”配備了成為市售智能手機中最大容量的5000 mAh(毫安時)的電池,僅17分鐘即可充滿電。
配合附帶的充電器使用的話,支持最大輸出功率120瓦的充電。蘋果近年來并未給iPhone附帶充電器,但截至提供充電器的2019年的最大輸出功率為5~18瓦。據稱最新的iPhone13系列支持采用“20瓦以上”充電器的高速充電。據調查公司的數據,實際的充電時間高端機型約為90~100分鐘。
小米的此前充電器的最大輸出功率為67瓦,最新機型進一步將充滿電所需的時間縮短至不到一半。充電速度受到測量時的環境等多種因素影響,難以單純比較,但如果根據性能參數進行比較,與iPhone13系列相比,能以5倍以上的速度充電。
小米結合最新技術,實現了17分鐘的快速充電。所用電池有2塊鋰離子電池構成,通過分別同時充電提升了速度。由于同時充電,電池容易發熱,但借助液體材料提高了散熱性。
小米11月初在日本推出了最新的旗艦機型(Bic Camera有樂町店)
小米還在應對電池劣化方面取得進展。根據iPhone等采用的性能參數,為了防止電池因充電時產生負擔而劣化,如果充電容量超過約80%,充電速度就會下降。小米借助自主的管理系統延長產生高電流的時間,實現了充電時間的縮短。據稱充放電重復800次,也能保持8成以上的電池容量。
另外,一直加強攝像頭功能的中國歐珀(OPPO)近年來也在加快充電相關研究。OPPO的一部分智能手機附帶的最新款充電器通過自主零部件的采用等,將充電時的電力損耗降至1%左右。最大輸出功率為65瓦。計劃今后開發125瓦的充電器。據稱充滿電所需的時間將從目前的40分鐘縮短至約20分鐘。
125瓦的充電器已發布試制品,但該公司負責人表示,在支持的電池的設計等方面存在課題。如果為了能承受快速充電而確保安全和結實,電池將變厚,重量也將增加。為了不損害易用性,將為邁向實用化而加快保持平衡的設計開發。
通信量的增加刺激大功率電池需求
世界智能手機供貨量全年達到約13億部,但普及告一段落,近年來市場明顯觸及天花板。超高清OLED顯示屏、配備多個鏡頭的攝像頭、高速通信標準“5G”等高功能在中等價位機型上也開始配備,需要形成新的差異化的功能。其一就是快速充電技術。
世界的數據通信量持續增加。據瑞典大型通信設備商愛立信預測,經由移動產品的數據通信量2021年與10年前的2011年相比將增至280倍以上的每月65.8EB(Exabyte,艾字節)。處理的數據量和利用時間也增加,為了應對這種趨勢,電池也邁向大容量化。正在提高快速充電的需求。
通用充電器的企業也在應對快速充電。在亞馬遜等的電商網站上具有較高份額的中國安克創新科技引進根據智能手機和個人電腦等連接的終端而將功率調整為最佳的技術,支持市售終端的大部分。
各企業在競相開發自主技術的同時,還將應對標準規格。由終端企業等構成的USB的推進團體5月發布了新的充電標準“PD3.1”。這將最大供電能力從100瓦提高至240瓦,將容易應對更高速的充電和高性能個人電腦等耗電量大的終端。
在技術層面支撐快速充電的是半導體的技術進步。在最新的充電器上,電力轉換效率較高的使用氮化鎵(GaN)材料的功率半導體相繼得到采用。調查公司集邦咨詢(Trend Force)預測稱,快速充電器的世界市場規模到2022年將增至2020年2.6倍的773億美元,將快速增長,氮化鎵采用率預計達到整體的約3成。
在氮化鎵半導體市場掌握近3成份額的大型企業美國納微半導體(Navitas Semiconductor)10月在美國納斯達克市場上市。向包括小米、歐珀和聯想集團等中國廠商在內的各終端企業供應半導體。
在中國,氮化鎵半導體的國產化也在推進。新興廠商英諾賽科6月在江蘇省蘇州市起用了采用8英寸晶圓基板的大規模工廠。集邦咨詢的預測顯示,到2021年有望躍居行業第3位。在日本國內,半導體商社菱洋電子正在擴大面向家電企業等的銷售。
蘋果堅持自主標準,速度提高受到制約
在中國企業提高快速充電技術的背景下,蘋果仍堅持自主路線。其他企業將在充電線和連接器上采用“USB Type-C”標準規格,另一方面,蘋果智能手機將繼續采用自主標準“Lightning”。該標準也支持快速充電標準,但速度低于采用USB Type-C標準的中國企業的最新終端。
蘋果也在需要更大容量充電的個人電腦和平板電腦上采用USB Type-C標準。10月上市的筆記本電腦“MacBook Pro”的高端機型支持140瓦的高輸出功率充電器。此外,平板電腦“iPad”也在高端機型等之上支持USB Type-C。
Lightning還存在與其他企業產品缺乏兼容性的問題。歐盟(EU)的執行機構歐盟委員會9月公布法案,要求區域內銷售的智能手機等的充電器接口統一為USB Type-C。蘋果反對稱這將阻礙技術創新,但如果法案通過,其自主標準的維持將亮起黃色信號。
有觀點認為如果難以維持Lightning,蘋果“將轉向無線充電”(行業相關人士)。蘋果在無線充電領域也引進了自主標準,與使用通用充電器之際相比,能快速充電。目前技術的速度低于有線充電,但如果技術開發取得進展,包括無線領域在內的新競爭有可能變得激化。
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