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这匹黑马走了三步 成为快速充电大玩家

2021-07-31
来源:与非网

  从2008年WPC(无线充电联盟)成立并统一了无线充电标准后,随着全球厂商融入规范,逐渐形成了无线充电的生态。目前,不少厂商的旗舰手机和耳机都具备无线充电功能,而围绕无线充电芯片市场也可谓巨头环伺,竞争十分激烈,新进者没有绝活绝难出位。

  2014年,一家公司在硅谷和上海成立了研发中心,3年后,该公司分别在合肥,深圳和北京建立了销售分支。2020年和2021年,又分别在马来西亚,美国东海岸(研发汽车车载无线充电),以及韩国建立了销售和研发中心(主要负责芯片和应用两类研发)。短短7年间,这家公司已经有6个研发中心,4个销售分支,整个公司已经超过200人。这家公司就是无线充电芯片届的低调黑马——伏达半导体

  目前,无线充电沿着两个技术路线发展:一是更快,二是更自由。据伏达半导体无线充电事业部副总裁李锃介绍,针对第一项,该公司无线充电功率已从2019年的20W发展到今年的80W;而在让无线充电更自由方面,现在整个产业还停留在初级阶段,属于随放随充,接下来可以做到边走边充,包括耳机,手表放在一起充电的应用。

  除了这两条技术路线,无线充电的应用生态也在发展,除了家居,车载,自拍补光灯外,诸如闹钟和音响也都可以集成无线充电。

  成为黑马,伏达走了三步:一是成立之初以Pin to Pin的产品作替代,通过量产来证明国产半导体产品也有实力去发展手机应用的高精尖技术;二是推出第二代产品,给客户提供一个更高效率的充电方案,如今年推出的80W方案采用伏达自己的专利技术,改变了充电架构;第三步是持续简化架构创新,把无线充电的成本和体验做得更好,以扩大其无线充电应用设备范畴。

  “我们第一代产品是跟国际大厂把水平追齐,第二代做自主创新,开始研制无线快充的路。”李锃说,“第三代我们觉得快充已经足够快了,用户体验到了,接下来希望架构的创新,把成本和自由度这些无线充电本该有的体验做得更好。”

  在市场策略上,伏达也有自己的节奏,先从最主流的手机无线充电切入,继而拓展到耳机,手表等可穿戴领域,以及更高要求的汽车应用——目前,很多电动车都在主控平台上开始标配无线充电发射器。有赖于技术实力,这一策略已经发挥作用,2019年该公司用于小米手机的无线充电的速度,约70分钟可以充满,有线充只需要59分钟左右;到2020年,该公司在华为P40手机上量产的产品,大概65分钟可以充满,而用于小米11的无线充电接收大概只需要48分钟即可充满。今年上半年,该公司又发布了一款新的无线充电技术,无线和有线充电时间充满都只需要36分钟。

  决定无线快充时间的是功率和效率。据李锃介绍,该公司第一代产品是7.5W,第二代产品35W,最新产品达到67W,无线充电的效率从发射到接收达90%。目前该公司正在开发第三代技术,会把功率降低到50W,但效率会提更高,在提升用户无线充电体验和价值的同时降低成本,另一个重要原因是响应工信部关于无线充电功率最高不超过50W的意见稿。

  “我们第二代快充,改变了快充结构,采用两节串联电池,好处是输出端电压提升到单节电池的两倍,则充入电池的电流减半。这时既提升了功率,又能把潜力挖掘出来。”李锃解释道,“比如一节电池65W,可能充电时间在35分钟左右,100W可能就28分钟。但是如果采用第二代技术,如oppo的120W,可以做到20分钟以内充满,非常大的提升。”

  制约充电速度的,除了电源效率,还有电池。伏达半导体移动电源事业部副总裁吴苗松认为,电池的发展比较缓慢,电池的保护板的阻抗也是限制它发展的主要因素之一。“伏达的第二代其实就是解决这个问题,把电压提上来,电流减小,同样的阻抗可以充更多电流进去。”吴苗松说,“在电池没有更大的发展之前,可以从架构上让快充效率更好,发热更低。”

  无线充电芯片设计颇具门槛,在接收芯片设计上,一个芯片要同时处理功率,协议,算法。同时,为了提供比较好的体验,每一个接收芯片的软件算法中,都需要兼容市面上符合WPC认证的发射端。另外,还要支持手机反向充电功能这类功能。

  和接收芯片不同,发射芯片设计对于EMI噪声有更高要求。由于无线充电是辐射开放的磁场,会对外面其它的设备产生影响,在做芯片设计的时候,要特意降低寄生参数,调整驱动的速度和时间,以保证对其它电子设备非常友好。这个特性在汽车无线充电中非常重要。据悉,一个即将发布的首款国产车载前装无线充电方案——业界最高输出功率的50W无线充电发射盘——搭载了伏达的无线充电产品,效率达到80%(目前市面已经量产的产品都是70%),同时符合车载专用的AEC-Q100的认证。该方案用到了伏达的专利架构SmartBridge——集成了功率器件,检测,无线充电保护,可以提供更好的EMI,以及更安全可靠的系统。

  目前,小米,华为,以及oppo最新的手机都已采用伏达的无线充电芯片。此外,oppo,红米,小米的耳机也已经集成伏达的无线充电芯片,这些耳机可以放在手机上通过反向充电补电。另外,伏达提供支持一拖三应用的芯片,即同时给手机,手表和耳机等设备充电。

  李锃认为,手机无线充电的本质是生态,即提供给周边设备的无线充电环境,50W已经足够,接下来的发展方向是远距离,多充,以及更多应用场景的充电。

  除了无线充电,伏达也一直在研发有线快充芯片,去年30W和40W的电荷泵的芯片已经面世,今年继3月发布80W的无线充电芯片后,该公司在6月份最新发布了一款高达100W的有线快充芯片,作为献给国家建党一百周年礼物。该芯片的发射效率非常高,传输效率可以达到98%。

  国产半导体公司中,伏达是唯一一家同时提供无线充电和有线快充成熟方案的公司。李锃认为手机有线充电功率的极限在200W左右,而电荷泵不仅用在手机端,由于效率可以做到98%,可以在服务器之类更大功率的应用上使用,借助电荷泵的高效率,可以把减少很多损耗,提升10%-13%的效率。李锃强调,他们在放电中采用电荷泵的方式,降低手机放电速度。他相信,未来高效率DC/DC转换中,电荷泵是电源芯片必然的发展路径。

  据吴苗松介绍,在基于电荷泵技术的有线充电方案上,伏达已经和国内四大手机厂进行深度合作,相关产品已经在客户端发布或即将发布。而由于在快充领域,苹果和三星尚未布局,所以快充的创新技术在国内。伏达和国内手机大厂的合作方案中有不少是定制的,因此在电荷泵充电上,该公司已经布局了7-8个产品,覆盖高,低,中功率,应用产品也涵盖旗舰机,中端机和千元机。伏达正在和客户研究,下一代产品如何突破电荷泵的局限,把充电功率做到更好,从目前的98%,提升到99%或99.5%。





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