充电宝会消失吗？氮化镓缘何走红？碎片化快充和无线充电时代，手机厂商和配件厂商如何拥抱增长……一场活动，一篇回顾，读懂移动充电行业的那些事~
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开年小米第一件大事，就是给技术团队发奖，其中一个百万美金技术大奖颁发给了小米秒充团队。凭借在硬件架构、充电算法和安全策略三大核心领域所做出的创新，小米秒充团队实现了 120W 有线快充，50W 无线快充和 10W 反向快充。
随着智能手机技术的发展，CPU 和 GPU 需要处理的数据增大，以及大尺寸屏幕的普及，人们日均使用手机的时长不断增加，手机电池续航的压力也越来越大。但新电池材料和技术却发展较缓，增加充电电压和电流成为了主流。于是，大功率、氮化镓、快充、无线充、碎片充，等等，成为市场的新热点。
苹果的 5V1A 早已成为过去，iPhone 12 系列的减配带来配件市场新的增长，小米等激进的安卓手机厂商，以及众多配件厂商，正在迎来充电市场的又一个春天。
上个月的一个周六的早晨，在泰华梧桐岛的 BLLB 图书咖啡，深圳湾召开了第 13 场「梧桐 CEO 早茶会」。这一次我们的话题聚焦在充电。现场，紫米副总裁姚茂楠为我们系统梳理了移动充电的行业发展、产品进化和技术更迭的历程，蓝科尔等来自深圳充电产业链的多位嘉宾也分享了他们的行业经验，并对快充行业未来的发展趋势发表了各自的观点。本文用较长的篇幅，为大家总结了与会嘉宾的发言精华，带大家一起探索，充电配件市场的契机。
在展开充电这个话题之前，我们不妨先回顾一下手机电池的发展。移动网络从 1G 发展到 5G，手机电池从最初第一代手机的 800mAh，发展到如今普遍的 5000mAh 左右，然而待机时间却不能如你所愿——这么多年来一直维持在一到两天。△ 手机电池和待机时间变化 | 图源：紫米演讲 PPT
尽管网络制式的优化和半导体工艺的改进，手机功耗在降低，但与此同时，伴随着智能机的出现，人们使用手机的频次不断提升，高刷屏等高能耗的应用普及，又为手机的待机时间提出新的挑战。
续航不行，快充就成为了刚需。手机充电行业这些年又发生了什么变化呢？
手机的接口标准逐渐统一为 USB 标准接口后，由于接口标准对电压和电流的限制，业界采用了如下两种方案来提高充电速度：方案一：增大充电电流，使充电电压无限接近于电池电压，降低充电损耗，从而提高充电速度。这一方案的问题是，需要定制的连接器和定制的线缆，是非标的。方案二：以高通为代表，通过提高充电电压，来提高充电速度，手机连接线和线缆是标准的。但这一方案的问题是，电压转换为电池效率总是有一定的损失，同时，效率提升也带来了电池发热的新问题。△ 高通QC技术历代更迭 | 图源：蓝科尔演讲 PPT但这两种方案发展到一定阶段都出现了瓶颈。这时候手机行业迎来了两项新技术：一个是 Type-C 标准接口，它可以承载的电流远远超过上一代 Micro USB 接口；另一个则是电荷泵充电技术，解决了高压到低压转换的效率问题。这两项技术促成了快充技术的到来，快充也成为当前旗舰手机的标配技术。华为 Mate40 Pro 支持 66W 快充，小米 10 至尊版则支持 120W 快充。另一个重要的趋势则体现在笔记本充电器的变化，从最初的充电接口不统一到 Type-C 几乎一统天下。与此同时，笔记本的充电功率虽然变化不大，仍保持在 40W~65W 的范围，但与手机功率越来越接近。
△ 充电功率和接口变化 | 图源：紫米演讲 PPT
小米生态链企业紫米成立八年，于去年 5 月被小米集团收购部分股份。从 2013 年发布第一款移动电源，至 2018 年底，移动电源累计销量已突破 1 亿支。紫米的电源产品线一共有四块：移动电源、无线充电器、电源适配器、车载充电器。
2015 年，顺应移动充电的变化趋势，紫米就已经开始计划了一款「跨界」的移动电源产品，ZMI 10 号移动电源，它既支持笔记本充电，又支持手机快充。在产品设计上，采用了三口（一个 C 口两个 A 口）的对称式设计，全部输出口均支持手机快充，输出和输入功率都能达到 45W，这样就能同时支持笔记本和手机充电，充满仅需 2.8 小时。还有一处产品设计的细节，2015 年的笔记本电脑大多只有一个 C 口，笔记本充电过程中，接口被占用。紫米就在移动电源上增加了 USB Hub 拓展功能，通过 C 口拓展出两个 A 口，让笔记本在充电的同时，还可以外接其他设备。
△ 紫米 ZMI 10 号移动电源
产品定义完成后，紫米发现，当时的移动电源方案并不支持 45W 大功率，也不支持这么多复杂的协议。紫米首先找到笔记本的芯片供应商，他们也为苹果 MacBook 提供充电芯片。接下来，通过搭建自己的平台、打造了自己的协议栈，又解决协议问题。此外，紫米还首度引进输出阻抗跟踪技术。有了这些技术积累，2016 年，ZMI 10 号移动电源上市，一度成为爆品。紫米也趁热追击，随后又衍生设计了另外两个升级款的产品：一款是 10000mAh 的 ZMI 多功能电源，产品定位为笔记本数据扩展，产品设计则在 10 号移动电源的基础上增加了数据扩展——自带 HDMI 扩展端口，并支持 USB HUB 扩展坞。体积虽小，但仍然能输出 50W 功率。△ 紫米 ZMI 多功能移动电源
另一款则是 25000mAh 超大容量的 ZMI 20 号移动电源，在 10 号移动电源的基础上增加了功率输出，支持 200W 大功率。产品侧面配备了一块 LED 屏幕，可以实时显示自身电量，顶部配备了拥有两个 Type-C 接口和一个 USB A 接口。作为唯一一款支持小米 10 Pro 至尊纪念版 120W 快充的移动电源，25 分钟即可为小米 10 至尊纪念版充至满电。△ 紫米 ZMI 20 号移动电源
车充是另一个刚需市场。为适应 100W 大功率、快充、小体积、可为多设备充电等市场潮流，紫米需要解决一系列的技术问题。首先是大功率下的转换效率问题，通过更好的芯片，使效率接近 97%。其次是大功率下的保险丝精度问题，精度达到了 5%。这样一来，开车路上 25 分钟就可以充满手机。紫米于去年 8 月发布了小米车载充电器 100W 快充版，可同时为两款设备充电。除了手机、笔记本电脑，还可以为手电筒、移动电源等户外常用的电子设备充电。△ 小米 68W 车载充电器快充版
它具备 1A1C 双接口，其中 USB-C 接口单口输出可达 100W MAX 快充，25分钟即可充满小米 10 至尊纪念版。双口同时输出时，最高可达 68W。还有四色环形炫彩灯效，方便夜晚使用，不同功率显示不同颜色，充电状态、接口位置一目了然。
紫米在去年 10 月发布了首款 TWS 耳机 ZMI PurPods Pro，充电和续航能力都非常强悍，不仅支持无线充电，还支持快充、闪充。耳机和充电盒均采用了大容量电池，分别为 48mAh 和 490mAh。充电 5 分钟, 即可听歌 2 小时，充电 15 分钟，充满 50%。
紫米在 2019 年年初就推出了体积小巧、性能强大的 氮化镓（GaN）充电器，具备 Type-C 接口，充电功率达 65W，充满配备 4500 mAh 电池的小米 10 Pro 仅需 45 分钟。同时，使用了 GaNFast 技术的小米 65W GaN 充电器，体积只有 56.3 x 30.8 x 30.8mm（53 cc），是标准适配器尺寸的一半。
其核心器件采用的是纳微半导体的 NV6115 和 NV6117 GaNFast 充电芯片，它们针对高频、软开关拓扑进行了优化，通过 FET、驱动器和逻辑的单片集成，创建了非常小并且非常快的易于使用的高性能电源转化模块。两款芯片均采用了氮化镓（GaN）这一新型半导体材料，其运行速度比以前的硅（Si）电源芯片快 100 倍。目前市面上已有包括纳微（Navitas）半导体在内的多家厂商布局。
氮化镓的使用，使充电器的体积减半、功率翻倍，这是如何做到的呢？充电开关会带来能量损耗，而氮化镓可以减少开关的能量损耗，这样就可以通过提高开关电源的开关频率，减小变压器和输出电流。同时，针对因变压器涡流增加而导致的热损和辐射增加的问题，紫米还做了优化，采用了优化设计的平面变压器，抑制了高频无线干扰，使开关频率达到了 380k 接近 400k 的样子。
相比市面上开关频率只有 100k 的充电器，紫米氮化镓充电器能把体积做小，其关键就在于解决了因开关频率增加而带来的负面问题。
极速充电在各家旗舰手机中越来越普及，这就带来了用户充电方式的改变。充满基本上只用半小时，利用碎片时间充电成为新的趋势。无线充电非常适合这种碎片化的充电方式，它需要突破的瓶颈就是充电速率。随苹果 iPhone 12 系列发布的 MagSafe 无线充电板，将无线快充的功率从 7.5W 增加到 15W，这就为我们带来了新的无线快充的技术方向。为实现功率提升，苹果的做法是将开关频率增加到 300k 以上。但是与氮化镓技术类似，提高开关频率的同时，变压器涡流增加，会导致辐射增加。与其他无线充电板做法不同的是，MagSafe 具备的内圈磁铁包裹着充电线圈，加上金属屏蔽罩的作用，可以有效的减少辐射的干扰。△ 苹果 MagSafe 无线充电板拆解 | 图源：IFIXIT
华为、小米等其他手机厂商的做法，则是通过增加电压、减小电流、采用风扇主动散热等方式，解决无线充电板因功率提高而带来的热损问题。△ 小米立式无线充电板
但无线充电的缺点就是不便携，所有无线充电板都需要有线供电。根本的解决方案在于无线充电基础设施的完善，比如在机场、咖啡厅等公共场合，随处都可以无线充电，这时你就会发现，无线充电真是妙不可言。△ 支持无线充电的宜家家具
在实现这一愿景之前，紫米推出了 10000mAh 无线充移动电源，让人们同时享受到移动和无线充电的便利性。△ 紫米 ZMI 无线充移动电源
从 iPhone 12 开始，苹果减配，各家手机品牌大概率都会跟进，用户有了自己的选择权，这就为各家充电品牌通过氮化钾或其它高品质充电配件，一次塑造自己的品牌和产品的多样性的机会。
减配对于配件行业带来的利好，体现在天猫的销售数据上，我们可以看到，充电器的销售额在过去两个月翻了不止一倍。
△ iPhone 12 取消标配充电器，为天猫配件市场带来的影响
配件市场目前有两类品牌，一类是手机品牌，提供原装单独销售的配件，他们能与手机最新技术做适配，售价也会比较高。另一类是独立的第三方配件品牌，如 Anker、罗马仕、绿联、品胜，他们的配件种类非常齐全，价格也比较亲民。
以上两类品牌之间，因为市场定位比较清晰，因此不存在直接的竞争。唯有小米比较特殊，会横跨两大市场，因为其性价比，与第三方配件品牌会有直接的竞争。以小米 20W 充电器为例，这个产品完全是为苹果 iPhone 12 的用户准备的。产品定价 39 元，其他配件厂商则比对着这个价格，略低一点，在价格上完全体现出直接的竞争关系。△ 20W 充电器横比 | 图源：紫米演讲 PPT
小米 20W 充电器以更高的品质、更强的性能、更小的体积、更亲民的价格，赢得了市场。
对于「充电宝有没有可能消失」的问题，姚茂楠的回答是肯定的。随着电池技术的发展，充电宝迟早会消失，但是不是最近，因为手机待机仍让人焦虑。共享充点是一个快速增长的市场，但目前已经相对平稳。对于「紫米和 Anker 的竞争」问题，姚茂楠认为，因为全球区域市场的不同，目前紫米和 Anker 在国内还没有那么激烈，但两家相互之间，无疑是「最强大的竞争对手」。在全球市场，紫米随小米进入了印度和欧洲市场，虽然与 Anker 竞争激烈，但紫米主要走的是手机渠道。目前紫米也在规划美国市场。
在泰华梧桐岛 BLLB 办公社区创业的一个团队「予乐信息」正在充电行业淘金。出于对亚马逊细分市场的敏感度，以及多年跨境电商的经验，他们于近年开始设计车充产品，在美国和欧洲市场卖的很好。蓝科尔等来自深圳充电产业链的多位嘉宾也分享了他们的行业经验，并对快充行业未来的发展趋势发表了各自的观点。△ 从左至右：中惠创智 王奕夫、蓝科尔 柯玮、聚泉鑫 曾繁梯、沃鹏科技 颜欣敏、予乐信息 张乐、超聚电池 范常清、旺富达 刘艳
最近两年，快充变成手机为数不多的亮点之一，充电头从过去的配角变成了主角。市面上主流的是 PD 和高通 QC 快充协议，各家手机厂商也推出了自己私有充电协议，创造自己的配件生态圈。氮化钾目前还是属于刚起步的阶段，各家厂商开发自己的氮化镓充电器，氮化镓的应用包括以后的新能源汽车、智能制造、机器人，还有服务器基站都会用到氮化钾技术。
蓝科尔是一家 15 年的老厂，业务覆盖手机、快充、车充、安防和 LED 等领域。同时也联合设计公司，为品牌商做设计服务。无线供电技术方案商中惠创智具备从毫瓦级到千瓦级的算法技术，在活动中分享了无线供电技术的四代沿革：△ 无线供电技术沿革 | 图源：中惠创智演讲 PPT
小功率极近距离磁感应技术；中大功率有一定距离的磁共振技术，应用于机器人、人体工程学的桌椅、新能源汽车；二维无线充电技术，应用于无线充电鼠标、电动牙刷、洁面仪、无线充电收纳盒等小功率电器；三维空间无线供电技术。我们的技术方案从毫瓦级到千瓦级技术的算法，还在不断的进行优化。△ 无线充电技术在 IoT 领域的应用 | 图源：中惠创智演讲 PPT超聚是一家主做电池的厂商，就 TWS 耳机快充分享了一些观点。超聚认为，TWS 耳机快充必须有以下几个方面的考量：安全、电池容量以及相应的续航时间、更小的体积。更大续航需要更大容量的电池，更好的音质需要更大的喇叭单元，进一步占用了电池空间，攻克这个问题对于 TWS 耳机而言迫在眉睫。
△ 图源：超聚演讲 PPT
沃鹏科技石墨烯散热等专利技术，近日推出了一款磁吸无线充电宝，可实现双向 18W 有线充、双向 10W 磁吸无线充，是 MagSafe 推出后的一个创新产品。■
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