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无线充电国际大厂PK本土豪强,谁将成为市场赢家?

时间:2018-04-23 作者:刘振 阅读:
2018年无线充电市场进一步爆发,据市场分析机构I.H.S预估,2018年无线充电接收器IC出货将达5亿片以上,据统计目前采用无线充电的手机出货量已达2亿部,印证了数据的可靠性。此外,预计今年大概有100多个车型会用前装无线充电器,市场前景广阔......

2018年4月,由电子工程专辑、电子技术设计、国际电子商情联合主办的第17届电源管理论坛——快充与无线充电圆桌论坛在深圳隆重举行。除了精彩的主题演讲之外,一场关于“国际厂商PK本土豪强,能将成为市场赢家”的圆桌论坛,引发热烈的讨论。这场论坛汇集IDT、ST、PI等国际大厂和易充无线、易能微、微源半导体、芯茂微电子等本土豪强的嘉宾,一起探讨快充与无线充电的最新市场动向和产业态势。

两年内,快充和无线充电能否有各自的标准协议?

目前手机快充有高通协议、MTK协议、PD协议、华为快充协议、VOOC闪充等快充协议,种类繁多,标准尚未统一,这让充电器、移动电源和车充厂家不知所措。那么在苹果带头支持PD协议后,两年内快充协议能否形成统一的标准?

对于这个问题,嘉宾的观点较为统一,认为在USB PD 3.0协议出来之后,看到了标准统一的趋势,但两年内无法形成统一的标准。

易能微销售总监李明辉的观点颇有代表性,他认为快充协议百花齐放主要体现在手机领域,在USB PD 3.0协议出来之后呈现出统一的趋势,因为PD 3.0的PPS规范已经包含了高通QC 3.0/4.0、联发科PE 2.0/3.0、OPPO VOOC、华为SuperCharge等标准。不久前,在工信部的牵头下,我国首个快充标准也正式出炉。可见各方都在致力于标准的统一,但手机厂商也有自己的考虑,包括产品的差异化等因素,因此快充协议在两年之内甚至在五年后也没办法统一。

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图:易能微销售总监李明辉

至于无线充电,随着苹果正式加入WPC联盟,Qi协议基本上赢得了与Airfuel协议的标准之争。

“去年苹果加入WPC联盟,并推出支持无线充电功能的iPhone 8/iPhone X以后,确实对Qi标准起到了推波助澜的作用,国内很多手机厂家对快充和无线充电都非常感兴趣。无线充电下一步就是要找到除手机之外的其他应用市场。” IDT无线充电产品系统应用高级总监 Rui Liu说道。

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图:IDT无线充电产品系统应用高级总监 Rui Liu

但这并不意味着无线充电协议标准能够在两年内得到统一,因为即使在Qi协议内部,各手机厂商对无线快充的定义不一样。比如 7.5W对苹果来说已经是快充了,但是对国内动辄拥有3000-4000mA电池的手机来说,7.5W确实比较尴尬。

而且,无线充电本身也存在充电速度慢、效率低、手机发热等问题,这是由哪些原因造成的?又该由哪些类型的厂商来解决呢?

Rui Liu认为主要有两个原因,第一是市场上手机端的线圈普遍较薄,最厚也只有0.3mm,这么小的线圈如何能抽取更大的电流?第二,由于线圈放置在电池上面,线圈发热以后电池会启动安全保护措施,一旦电池发热就会限制充电效率。IDT作为WPC联盟的一员,正在协助WPC联盟解决相应的问题,期待今年年底或者明年年初有一个结果,推动中高功率的无线充电技术的发展。

易充无线商业拓展总监贺大玮表示,对于无线充电来说,手机作为接收端是一个非常复杂的系统,涉及到材料的优化、线圈的位置、电池的设计等问题,光靠IC原厂是不行的,需要整个产业链协同解决无线充电的问题。

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图:易充无线商业拓展总监贺大玮

很多无线充电厂商在宣传时表示无线充电效率可以达到80-85%,但在实际运用中能够达到75-80%的效率已经很不错了。但无线充电一定要在充电效率上和有线充电对标吗?显然不是的,贺大伟认为现阶段手机厂商应该避免无线充电与有线充电的直接竞争。“无线充电对消费者太具有迷惑性,他们认为可以随意放置充电、隔空充电的技术才叫无线充电。而实际上,无线充电与有线充带电目前这阶段是互补的关系,更适合在车内、咖啡厅、酒店等特定的场合使用。”

“无线充电真正能给消费者带来什么价值?我认为无线充电只有在汽车、酒店等场所才能带来更大的便利性,一定时间内无线充电和有线充电会并存。” 芯茂微电子研发总监宗强说道。

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图:芯茂微电子研发总监宗强

关于无线充电标准问题,易充无线贺大玮预测Airfuel协议3年之内死掉的概率很大,因为与Qi协议相比Airfuel目前无论从资源配置、阵营玩家的数量和质量、技术成熟度等方面都没有优势。“但这是否意味着无线充电标准马上要统一了呢?不是的。准确地说,在今天的时间节点下,5W是大家一定会遵守的无线充电协议。但是在5W以上,每个品牌手机都会站在自己的立场上考虑问题,协议一定会出现差异化。”

由于文化差异问题,美国人对于无线充电的要求是方便即可,不刻意追求功率和效率;而中国人追求的充电速度更快,所以中国手机厂商追求的是性能的差异化,功率的差异化。“这就导致Qi标准很尴尬,尽管Qi已经对5-15W的协议做了明确定义,但是大于5W的无线充电大家都用自己的私有协议。当无线充电的私有协议以功率为标准的时候,Qi的标准就很难统一” 贺大玮进一步解释道。

标准不统一,无线充电MCU和SOC方案两年内并存

得益于MCU的产品优势,ST的无线充电产品在可穿戴产品线上取得了较大的成功。意法半导体大中华暨南亚区工业产品与功率分离器件部门技术市场经理谭有志透露,针对可穿戴产品的无线充电板最开始有80%-90%用的是ST MCU,接收端则用ST的SOC。目前ST可穿戴设备的出货量占了市场的30%,一个月2kk-3kk左右(SOC)。随着技术的发展,无线充电板也会采用SOC的方案。

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图:意法半导体大中华暨南亚区工业产品与功率分离器件部门技术市场经理谭有志

谭有志认为,IDH厂商用MCU去写代码存在握手通信等缺陷,所以都会往SOC方向去发展。SOC的好处是整个电路外围设计变得更简单,体积变小,一致性很好;缺点是比MCU的方案要贵。

微源半导体总经理戴兴科则认为,1-2年内SOC和MCU的方案会并存,而且MCU会略占上风。因为终端厂商对自己的品牌定位预留一些空间,如果全用SOC手机厂商的差异化就更难体现。“手机厂商在无线充电方面的根本竞争点不是SOC或者MCU,而是IDH在手机本体上要有新的突破。”

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图:微源半导体总经理戴兴科

易能微针对电源管理领域提出业界首个可重构芯片的概念,PI公司InnoSwitch3-Pro可编程芯片也有较高的灵活性。这两种芯片在原理和设计理念是否不同?

针对这个问题,PI资深产品经理Chris Lee解释道,在快充、无线充电的电源转换过程当中,由于各种损耗的层,发热是一个很难处理的问题。把电源体积做的更小并提升效率是PI的工作。用可编程的方式尽量简化手机快充协议的设计,是另外一个工作。

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图:PI资深产品经理Chris Lee

“易能微的可重构芯片就是用数字电源做重构,MCU内部集成了各种协议,然后根据不同的应用改变拓扑结构。易能微的芯片属于DC-DC,拓扑架构相对简单,分为升压、降压和升降压三种。易能微设计芯片的出发点是基于应用端提供升压、降压和升降压功能,比如车充有两个降压,芯片就可以提供两个降压功能;又比如移动电源对电池充电是降压,对外输出是升压,在SOC中就需要一个升压和一个降压的控制方式。易能微的可重构芯片可灵活提供。”易能微电子销售总监李明辉说道。

至于和PI的关系,李明辉认为易能微和PI的产品互补性比较强,因为DC-DC要做功率的分配、效率的处理、成本的考虑还是需要与PI合作。

那么,可重构芯片是未来的发展趋势吗?微源半导体戴兴科表示,从应用的角度来讲,可不可以重构取决于客户的需求,可重构的控制方式相对复杂,在选架构的时候一定会牺牲某些性能。对于量小更新速度快的市场,可重构芯片一定会占据优势,例如快充和无线充电标准尚未统一的市场。但是当市场成熟、产品起量之后,方案一定会追求SOC来简化成本并提升生产效率。移动电源、车充对数字化需求基本是零,因为已经标准化,当PD协议走向统一之后一定会是SOC的。

谁将成为市场赢家?

面对快速增长的快充和无线充电市场,本土厂商能否抓住机遇成为市场赢家?国际大厂积累了大量的技术优势,我们该如何迎头赶上?国际厂商PK本土豪强,能将成为市场赢家?圆桌论坛的嘉宾分享了各自的观点。

意法半导体谭有志 :国际大厂的技术支持与本土豪强相比确实比较慢,那么为何还有那么多客户选择ST呢?谭有志分享了一个案例,在某次无线充电的竞标中ST与另一家公司价格差不多,但凭借无线充电速度和稳定性优于另外一家而胜出。另外供货能力也很重要,2017年至今电子元器件行业普遍出现缺货涨价现象,ST的供货能力更强,因为国际大厂在晶圆厂更有话语权。

PI Chris Lee :产品的成本包括材料成本+生产成本,PI高度集成化的产品在批量化生产能提高效率,帮助客户降低生产成本。此外PI产品的高可靠性可以将产品的市场返修降到最低,降低运营成本。

举了个例子,电动自行车的市场比较特殊,一旦产品坏了拿回去返修的成本非常高,所以他们不需要返修,返修率决定了他们的运营成本。某个客户用了PI的方案将7%的返修率降低到了100个PPM,这就是PI产品带来的价值。

IDT Rui Liu:Tier 1的客户在选择产品的时候不光是取决于价格,芯片的经验非常重要。第二是供货能力,国际厂商尽管没有晶圆厂但是量大具备更大的话语权;第三,对于手机等出货量特别大的成熟市场,芯片的可靠性非常重要。

易充无线贺大玮深刻反思了中国IC企业发展中出现的问题,“IDT在无线充电领域已经投入了七年的时间,其中前四年是没有收益的。中国的企业谁能容忍四年没有任何效益产生?这是国内厂商要反思的地方。第二点,国内IC厂商在技术上更多的是跟随国际大厂,例如无线充电就是看TI、IDT的技术发展,最终大家做出来的产品功能可能差不多,但是用三个月做出来的东西如何与积累了七年的IDT产品相比?如何中国企业总想走短平快的思路发展,可能再给中国10年的时间也发展不起来。”

集成电路是资本密集型和人才密集型产业,投入钱和人力不是一般企业能够承担。微源半导体戴兴科特地提到了中国半导体人才缺乏对产业的影响:“中国在模拟芯片的积累非常少,例如目前所有双摄像头手机的LDO都不是国产,因为难度非常大。我们做了三代仍未实现量产,其中一个原因受人才离职的影响。”

“中国目前有3000家IC芯片厂商但只有8万多个工程师,也就是说平均每家企业只有20个工程师,是不太可能取得成功的。此外,人才的缺乏导致抢人行为非常严重,企业用人成本急剧上升,本土豪强引以为傲的快速技术支持能力也将成为企业的负担。” 戴兴科最后说道。

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