中国产手机-充电速度更快

中国的智能手机企业正在竞相开发快速充电技术。全球份额排在第3位的小米在今年秋季上市的旗舰机型上配备自主技术,与美国苹果的iPhone等相比,将充电速度提高至5倍。在摄像头和显示屏等此前重视的功能迈向成熟的背景下,中国企业正在属于新竞争核心的充电速度上提高存在感,以对抗苹果。

“充电速度将步入新时代”,9月小米在线上举行新产品发布会,产品营销负责人Abi Go如此强调。11月初在日本上市的旗舰机型“Xiaomi 11T Pro”配备了成为市售智能手机中最大容量的5000 mAh(毫安时)的电池,仅17分钟即可充满电。

配合附带的充电器使用的话,支持最大输出功率120瓦的充电。苹果近年来并未给iPhone附带充电器,但截至提供充电器的2019年的最大输出功率为5~18瓦。据称最新的iPhone13系列支持采用“20瓦以上”充电器的高速充电。据调查公司的数据,实际的充电时间高端机型约为90~100分钟。

小米的此前充电器的最大输出功率为67瓦,最新机型进一步将充满电所需的时间缩短至不到一半。充电速度受到测量时的环境等多种因素影响,难以单纯比较,但如果根据性能参数进行比较,与iPhone13系列相比,能以5倍以上的速度充电。

小米结合最新技术,实现了17分钟的快速充电。所用电池有2块锂离子电池构成,通过分别同时充电提升了速度。由于同时充电,电池容易发热,但借助液体材料提高了散热性。

小米还在应对电池劣化方面取得进展。根据iPhone等采用的性能参数,为了防止电池因充电时产生负担而劣化,如果充电容量超过约80%,充电速度就会下降。小米借助自主的管理系统延长产生高电流的时间,实现了充电时间的缩短。据称充放电重复800次,也能保持8成以上的电池容量。

另外,一直加强摄像头功能的中国欧珀(OPPO)近年来也在加快充电相关研究。OPPO的一部分智能手机附带的最新款充电器通过自主零部件的采用等,将充电时的电力损耗降至1%左右。最大输出功率为65瓦。计划今后开发125瓦的充电器。据称充满电所需的时间将从目前的40分钟缩短至约20分钟。

125瓦的充电器已发布试制品,但该公司负责人表示,在支持的电池的设计等方面存在课题。如果为了能承受快速充电而确保安全和结实,电池将变厚,重量也将增加。为了不损害易用性,将为迈向实用化而加快保持平衡的设计开发。

通信量的增加刺激大功率电池需求

世界智能手机供货量全年达到约13亿部,但普及告一段落,近年来市场明显触及天花板。超高清OLED显示屏、配备多个镜头的摄像头、高速通信标准“5G”等高功能在中等价位机型上也开始配备,需要形成新的差异化的功能。其一就是快速充电技术。

世界的数据通信量持续增加。据瑞典大型通信设备商爱立信预测,经由移动产品的数据通信量2021年与10年前的2011年相比将增至280倍以上的每月65.8EB(Exabyte,艾字节)。处理的数据量和利用时间也增加,为了应对这种趋势,电池也迈向大容量化。正在提高快速充电的需求。

通用充电器的企业也在应对快速充电。在亚马逊等的电商网站上具有较高份额的中国安克创新科技引进根据智能手机和个人电脑等连接的终端而将功率调整为最佳的技术,支持市售终端的大部分。

各企业在竞相开发自主技术的同时,还将应对标准规格。由终端企业等构成的USB的推进团体5月发布了新的充电标准“PD3.1”。这将最大供电能力从100瓦提高至240瓦,将容易应对更高速的充电和高性能个人电脑等耗电量大的终端。

在技术层面支撑快速充电的是半导体的技术进步。在最新的充电器上,电力转换效率较高的使用氮化镓(GaN)材料的功率半导体相继得到采用。台湾调查公司集邦咨询(Trend Force)预测称,快速充电器的世界市场规模到2022年将增至2020年2.6倍的773亿美元,将快速增长,氮化镓采用率预计达到整体的约3成。

在氮化镓半导体市场掌握近3成份额的大型企业美国纳微半导体(Navitas Semiconductor)10月在美国纳斯达克市场上市。向包括小米、欧珀和联想集团等中国厂商在内的各终端企业供应半导体。

在中国,氮化镓半导体的国产化也在推进。新兴厂商英诺赛科6月在江苏省苏州市起用了采用8英寸晶圆基板的大规模工厂。集邦咨询的预测显示,到2021年有望跃居行业第3位。在日本国内,半导体商社菱洋电子正在扩大面向家电企业等的销售。

苹果的自主标准使速度提高受到制约

在中国企业提高快速充电技术的背景下,苹果仍坚持自主路线。其他企业将在充电线和连接器上采用“USB Type-C”标准规格,另一方面,苹果智能手机将继续采用自主标准“Lightning”。该标准也支持快速充电标准,但速度低于采用USB Type-C标准的中国企业的最新终端。

苹果也在需要更大容量充电的个人电脑和平板电脑上采用USB Type-C标准。10月上市的笔记本电脑“MacBook Pro”的高端机型支持140瓦的高输出功率充电器。此外,平板电脑“iPad”也在高端机型等之上支持USB Type-C。

Lightning还存在与其他企业产品缺乏兼容性的问题。欧盟(EU)的执行机构欧盟委员会9月公布法案,要求区域内销售的智能手机等的充电器接口统一为USB Type-C。苹果反对称这将阻碍技术创新,但如果法案通过,其自主标准的维持将亮起黄色信号。

有观点认为如果难以维持Lightning,苹果“将转向无线充电”(行业相关人士)。苹果在无线充电领域也引进了自主标准,与使用通用充电器之际相比,能快速充电。目前技术的速度低于有线充电,但如果技术开发取得进展,包括无线领域在内的新竞争有可能变得激化。

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