電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）隨著蘋(píng)果iPhone 12新機(jī)的發(fā)布，雖然以“環(huán)保”的名義不再附贈(zèng)充電頭和耳機(jī)的操作引起了廣泛消費(fèi)者的詬病，但盡管如此，其新機(jī)的銷(xiāo)量情況卻出乎所有人的預(yù)料。iPhone預(yù)定量火爆，讓蘋(píng)果向鴻海、和碩等多家組裝廠緊急追加了新機(jī)訂單。

在過(guò)去，廠商很難進(jìn)入蘋(píng)果的前裝市場(chǎng)，而這次，隨著iPhone的大賣(mài)以及不再附贈(zèng)充電器，也讓諸多企業(yè)看到了蘋(píng)果龐大的后裝市場(chǎng)機(jī)遇。

USB-C充電器將加速普及

近期有相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)市場(chǎng)中快速充電頭進(jìn)行了測(cè)試，只要支持USB PD協(xié)議，基本可以為iPhone進(jìn)行滿功率充電。而在價(jià)格上，這些20W功率的充電頭基本不到100元，但蘋(píng)果原裝充電頭價(jià)格高達(dá)149元，已經(jīng)與許多廠商的GaN充電器售價(jià)相當(dāng)，這也勢(shì)必讓諸多消費(fèi)者分流到國(guó)產(chǎn)充電器。

而在充電器中，電源管理IC是重要的組成部分，南芯半導(dǎo)體系統(tǒng)應(yīng)用副總裁鄧?yán)蛟诮邮茈娮影l(fā)燒友記者采訪時(shí)表示，“這為國(guó)內(nèi)充電企業(yè)帶來(lái)了非常大的機(jī)遇。各個(gè)充電器廠家各顯神通，拿出各自最具競(jìng)爭(zhēng)力的方案，在這個(gè)市場(chǎng)公平競(jìng)爭(zhēng)。南芯目前也推出了AC-DC全套方案，會(huì)配合各個(gè)電源廠商，推出最具競(jìng)爭(zhēng)力的整體方案。”

昱盛電子市場(chǎng)經(jīng)理CamayLeung認(rèn)為，這種情況可為快充和無(wú)線充電帶來(lái)成長(zhǎng)性需求，公司會(huì)針對(duì)不同應(yīng)用推出一系列不同電壓應(yīng)用電源，從25V到80V的DC/DC升降壓芯片。

芯茂微副總經(jīng)理龍波對(duì)此表示：“我們認(rèn)為這對(duì)國(guó)內(nèi)電源芯片的發(fā)展是非常有利的。芯茂微為此專(zhuān)門(mén)布局了18-45W整套方案，經(jīng)過(guò)半年多的考核驗(yàn)證，近期就會(huì)批量銷(xiāo)售。”

值得注意的是，此次蘋(píng)果所附贈(zèng)的充電線為Type-C到Lightning的接口，而這種改變從iPhone 11開(kāi)始便已經(jīng)開(kāi)始顯露，顯然蘋(píng)果推進(jìn)Type-C的信念非常堅(jiān)定，而這次隨著iPhone 12不附贈(zèng)充電器的操作，也將加速USB-C充電器的普及。

更高、更快、更賺

各充電接口傳輸速率對(duì)比

選擇使用Type-C，除了支持更高的充電功率之外，還大幅提升了數(shù)據(jù)的傳輸速率。與此同時(shí)，Type-C技術(shù)也為電源控制芯片廠商帶來(lái)的新的挑戰(zhàn)。鄧?yán)蛘J(rèn)為，這主要集中在協(xié)議方面，“Type-C除了本身的Type-C協(xié)議、PD協(xié)議，有些產(chǎn)品上還兼具VDM私有協(xié)議或者DPDM私有協(xié)議通訊的功能。協(xié)議復(fù)雜度相對(duì)傳統(tǒng)USB-A大幅上升，如果依賴(lài)早先處理USB-A協(xié)議的狀態(tài)機(jī)思路來(lái)做協(xié)議芯片，一定會(huì)遇到很多兼容性問(wèn)題。所以這對(duì)IC廠商而言，提出了更高的要求，需要能夠靈活編程，加強(qiáng)兼容性能。”

此外，龍波表示USB-C充電器一般體積均較小，支持的輸出電壓范圍寬、輸出電流也較大，功率密度一般較高，對(duì)其中的電源芯片也提出了一些新的要求：CCM/DCM-SSR拓?fù)洹⑿酒琕CC工作電壓范圍更寬、工作頻率更高、保護(hù)功能更全、效率要求更高、標(biāo)配支持CCM/DCM工作模式同步整流。

CamayLeung提到，從USB-A轉(zhuǎn)向USB-C，對(duì)電源芯片需求變成寬電壓從5V、9V、12V、15V、20V的相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用，甚至進(jìn)一步需求電源需要帶I2C接口。電源從單口輸出，雙向輸入輸出到多口輸出。

更高的要求也帶來(lái)了更大的市場(chǎng)，據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)，蘋(píng)果手機(jī)的存量用戶約占全部智能手機(jī)用戶的三分之一，約為17億部。假定手機(jī)配售比為3:1，充電器假設(shè)2年一換，則快充充電器的市場(chǎng)容量在50億個(gè)。假設(shè)其中有一半用戶選擇來(lái)蘋(píng)果的第三方授權(quán)品牌，遠(yuǎn)期來(lái)看，蘋(píng)果零售端ODM的價(jià)格下降至60元左右，那么對(duì)應(yīng)的蘋(píng)果充電器后裝市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1500億元。

值得注意的是，相比過(guò)去的USB-A充電器，USB-C充電器普遍較貴。鄧?yán)蚪忉尩剑@是由于USB-C本身USB接口和線材的成本差異；協(xié)議IC復(fù)雜度提升，協(xié)議IC的成本差異；對(duì)應(yīng)功率等級(jí)提升，隨著功率器件升級(jí)，PWM控制IC的升級(jí)，被動(dòng)元器件的小型化，導(dǎo)致功率部分的成本也會(huì)上升；還有各種保護(hù)機(jī)制的完善，包括電壓電流的精確監(jiān)控和對(duì)異常時(shí)間的及時(shí)處理，確實(shí)導(dǎo)致USB-C充電器成本高于USB-A。

從功率上看，CamayLeung認(rèn)為USB-A目前充電標(biāo)準(zhǔn)以5V和9V的手持式裝置產(chǎn)品為主，功率范圍主要在18W左右，USB-C 3.0產(chǎn)品包括范圍就非常廣范從手機(jī)到NB延伸到家電和工控類(lèi)，功率范圍從5W最高可達(dá)到100W，目前兩款充電器成本差距隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大價(jià)格可愈加趨近，對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)統(tǒng)一C口產(chǎn)品接口，可以少掉多種充電器設(shè)備購(gòu)買(mǎi)，GaN 各廠商投入量產(chǎn)未來(lái)芯片價(jià)格就會(huì)性價(jià)比更高，隨著GaN芯片多家廠商產(chǎn)品量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模降價(jià)空間可期待。

龍波對(duì)兩者的成本進(jìn)行了更加詳細(xì)的闡述，在同樣體積、同樣輸出功率下，USB-C與USB-A成本差距主要體現(xiàn)在三點(diǎn)：第一是協(xié)議ICUSB-A快充一般采用高通QC協(xié)議，協(xié)議規(guī)模小，不需要MCU就能實(shí)現(xiàn)，成本低；USB-C采用PD協(xié)議，協(xié)議規(guī)模大，需要用到MCU及相應(yīng)的軟件編程才能實(shí)現(xiàn)，成本一般較高；第二是外圍對(duì)比，USB-C外圍電路較USB-A復(fù)雜，USB-A快充沒(méi)有電流環(huán)路控制及VBUS開(kāi)關(guān)控制，生產(chǎn)和物料成本會(huì)節(jié)省很多；第三是接口成本，USB-C相較USB-A成本也高不少。

此外，不少USB-C充電器會(huì)采用GaN來(lái)進(jìn)行制作，一方面可以帶來(lái)更小的體積、增強(qiáng)充電器的便攜性，另一方面，在成本上，GaNFET比Si-MOS要高不少，USB-C體積越小生產(chǎn)工藝成本會(huì)越高，同時(shí)為了減少發(fā)熱PCB會(huì)采用四層板，而同步整流MOS會(huì)采用特殊封裝（DFN）及選用內(nèi)阻更小，成本也會(huì)增加。

不過(guò)鄧?yán)虮硎荆S著市場(chǎng)容量擴(kuò)大，規(guī)模效應(yīng)產(chǎn)生，包括GaN器件的規(guī)模化生產(chǎn)，USB-C的成本還是會(huì)有降價(jià)空間。

成熟方案解決快充安全問(wèn)題

USB-C的一大特點(diǎn)，便是支持更高的充電功率，而高功率的快速充電也對(duì)電源安全提出了更高的要求，畢竟誰(shuí)也不希望自己成為下一個(gè)三星。針對(duì)大功率快充，鄧?yán)虮硎緟f(xié)議IC會(huì)參與其中，實(shí)時(shí)監(jiān)控端口充電狀態(tài)，及時(shí)檢測(cè)并對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行響應(yīng)。

芯茂微分享了幾個(gè)保障充電安全的方案，龍波表示可以通過(guò)四個(gè)方面來(lái)保障充電安全，第一是選用具有完善保護(hù)功能的前端PWM芯片，如：過(guò)溫（OTP）、次級(jí)整流開(kāi)短路、CS電阻短路、輸出短路、輸出過(guò)壓、輸入欠壓等保護(hù)功能；第二，可以選用高可靠性同步整流芯片，需要保證系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)及各種瞬態(tài)條件下，同步整流反向VDS尖峰都在安全范圍內(nèi)；選用通過(guò)USB-IF認(rèn)證的協(xié)議芯片，保證輸出電壓/電流的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性；第四選用符合設(shè)計(jì)安全余量要求的其他物料器件。

面對(duì)快充技術(shù)向高功率充電的快速發(fā)展，以及蘋(píng)果龐大的后裝充電器市場(chǎng)，眾多國(guó)內(nèi)廠商已經(jīng)蓄勢(shì)待發(fā)。鑒于國(guó)內(nèi)已經(jīng)相對(duì)更為成熟的快充技術(shù)，也為未來(lái)爭(zhēng)奪后裝充電器市場(chǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

龐大的蘋(píng)果后裝市場(chǎng) 讓國(guó)內(nèi)電源IC企業(yè)向高端發(fā)起沖擊

值得注意的是，盡管?chē)?guó)內(nèi)的快充技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到全球前列，但據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，從三星電池門(mén)事件以后，國(guó)內(nèi)的電源管理IC便很難再進(jìn)入到相關(guān)企業(yè)的供應(yīng)鏈中，這也導(dǎo)致國(guó)內(nèi)的電源管理芯片廠商技術(shù)發(fā)展受到了一定的限制。

2018年全球模擬IC企業(yè)市場(chǎng)份額|Databeans

從市場(chǎng)角度來(lái)看，據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全球排名前列的模擬IC企業(yè)基本被歐美廠商所壟斷。具體到電源管理IC市場(chǎng)，2018年市場(chǎng)排名前五的廠商依次為TI（21%）、高通（15%）、ADI（13%）、美信（12%）、英飛凌（10%）。

2018年全球電源管理IC企業(yè)市占率|Databeans

從制造角度來(lái)看，電源管理芯片對(duì)于制程的要求并不苛刻，中芯國(guó)際的工藝便能夠滿足國(guó)內(nèi)行業(yè)龍頭的需要。但國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)起步較晚，在技術(shù)積累上與國(guó)外大廠仍有一定差距。

另一方面，電源管理芯片更強(qiáng)調(diào)對(duì)產(chǎn)品的打磨與調(diào)校，因此一旦進(jìn)入下游廠商的供應(yīng)鏈，就不會(huì)輕易更換。同時(shí)通過(guò)與下游廠商的綁定關(guān)系，導(dǎo)致行業(yè)大致呈現(xiàn)出一種壟斷競(jìng)爭(zhēng)的格局，已經(jīng)被市場(chǎng)認(rèn)可的公司都有自己的護(hù)城河。但需要注意的是，盡管高端電源管理芯片被國(guó)際龍頭把控，但國(guó)內(nèi)龍頭在中低端產(chǎn)品站穩(wěn)腳跟后，國(guó)產(chǎn)替代已經(jīng)開(kāi)始發(fā)力。

針對(duì)國(guó)內(nèi)的電源IC企業(yè)，龍波表示：“原裝機(jī)快充電源芯片基本是美國(guó)PI、ON、MPS這三家壟斷。眾多的國(guó)產(chǎn)品牌都在努力追趕，現(xiàn)在是各家品牌比拼性能的階段，性能優(yōu)異者會(huì)在未來(lái)勝出。而性能是所有產(chǎn)品的基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)廠商的突破口就在性能提升上，這個(gè)性能包括產(chǎn)品性能和系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠性。”

同時(shí)，據(jù)芯茂微透露，已經(jīng)有許多企業(yè)上門(mén)詢問(wèn)是否有相關(guān)產(chǎn)品可以完全替代國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)替代需求正在快速上升。

面對(duì)如今蘋(píng)果所釋放的龐大后裝市場(chǎng)，也將成為眾多國(guó)內(nèi)廠商的機(jī)遇，不過(guò)鄧?yán)蛘J(rèn)為：“目前國(guó)產(chǎn)替代的產(chǎn)品越來(lái)越多，相信國(guó)產(chǎn)替代一定是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。但國(guó)內(nèi)廠商不能過(guò)于短視，不要看到一個(gè)機(jī)會(huì)就蜂擁而至，同質(zhì)化低質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)。要加強(qiáng)內(nèi)功修煉，把產(chǎn)品做穩(wěn)做扎實(shí)。”

針對(duì)未來(lái)國(guó)內(nèi)的快充市場(chǎng)，鄧?yán)虮硎荆骸澳闲痉浅？春脟?guó)內(nèi)充電器的市場(chǎng)發(fā)展，也對(duì)國(guó)產(chǎn)化替代充滿信心，這是大勢(shì)所趨。南芯已經(jīng)推出了AC-DC全套方案，包括用于GaN快充解決方案的高頻QR系列SSR控制器SC302x，通用CCM/QR/DCM系列SSR控制器SC300x，超快速關(guān)斷次級(jí)SR控制器 SC350x，和支持USB PD協(xié)議IC和DPDM快充協(xié)議IC SC200x系列/SC201x系列，能夠支持18W~65W各種快充方案。南芯還會(huì)持續(xù)投入，推出更多更好的產(chǎn)品。”

CamayLeung表示，隨著各類(lèi)應(yīng)用產(chǎn)品往C口快充，未來(lái)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)會(huì)呈現(xiàn)倍數(shù)成長(zhǎng)，昱盛電子將迎接未來(lái)高度發(fā)展應(yīng)用推出隔離式和全橋式兩大類(lèi)DC/DC控制芯片，電壓范圍從25V到80V滿足客戶各種應(yīng)用需求。

而接下來(lái)的時(shí)間，也將成為快充市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)期，龍波表示：“最近這3~5年，是快充替換普通充電器的產(chǎn)品升級(jí)階段（類(lèi)似汽油車(chē)向電動(dòng)車(chē)升級(jí)），增長(zhǎng)速度會(huì)非常的快。芯茂微重點(diǎn)布局快充的兩個(gè)功率段：18~25W的高性能方案和65W的高頻率GaN方案。很快，市場(chǎng)上就可以看到芯茂方案的眾多快充產(chǎn)品了。”

一直以來(lái)被國(guó)外電源IC企業(yè)把控的快充市場(chǎng)，隨著蘋(píng)果所釋放的龐大后裝市場(chǎng)，疊加國(guó)產(chǎn)替代的需求，也讓國(guó)內(nèi)電源IC廠商重新獲得與國(guó)際大廠同賽道競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)會(huì)。誰(shuí)曾想到，這次iPhone 12不再附贈(zèng)充電器的操作，或?qū)⒆寚?guó)內(nèi)電源IC市場(chǎng)重新洗牌。

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