2018年4月,由電子工程專輯、電子技術(shù)設(shè)計(jì)、國(guó)際電子商情聯(lián)合主辦的第17屆電源管理論壇——快充與無(wú)線充電圓桌論壇在深圳隆重舉行。除了精彩的主題演講之外,一場(chǎng)關(guān)于“國(guó)際廠商PK本土豪強(qiáng),能將成為市場(chǎng)贏家”的圓桌論壇,引發(fā)熱烈的討論。這場(chǎng)論壇匯集IDT、ST、PI等國(guó)際大廠和易充無(wú)線、易能微、微源半導(dǎo)體、芯茂微電子等本土豪強(qiáng)的嘉賓,一起探討快充與無(wú)線充電的最新市場(chǎng)動(dòng)向和產(chǎn)業(yè)態(tài)勢(shì)。

兩年內(nèi),快充和無(wú)線充電能否有各自的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議?

目前手機(jī)快充有高通協(xié)議、MTK協(xié)議、PD協(xié)議、華為快充協(xié)議、VOOC閃充等快充協(xié)議,種類繁多,標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一,這讓充電器、移動(dòng)電源和車充廠家不知所措。那么在蘋果帶頭支持PD協(xié)議后,兩年內(nèi)快充協(xié)議能否形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)?

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,嘉賓的觀點(diǎn)較為統(tǒng)一,認(rèn)為在USB PD 3.0協(xié)議出來(lái)之后,看到了標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的趨勢(shì),但兩年內(nèi)無(wú)法形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

易能微銷售總監(jiān)李明輝的觀點(diǎn)頗有代表性,他認(rèn)為快充協(xié)議百花齊放主要體現(xiàn)在手機(jī)領(lǐng)域,在USB PD 3.0協(xié)議出來(lái)之后呈現(xiàn)出統(tǒng)一的趨勢(shì),因?yàn)镻D 3.0的PPS規(guī)范已經(jīng)包含了高通QC 3.0/4.0、聯(lián)發(fā)科PE 2.0/3.0、OPPO VOOC、華為SuperCharge等標(biāo)準(zhǔn)。不久前,在工信部的牽頭下,我國(guó)首個(gè)快充標(biāo)準(zhǔn)也正式出爐??梢?jiàn)各方都在致力于標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,但手機(jī)廠商也有自己的考慮,包括產(chǎn)品的差異化等因素,因此快充協(xié)議在兩年之內(nèi)甚至在五年后也沒(méi)辦法統(tǒng)一。

2圖:易能微銷售總監(jiān)李明輝

至于無(wú)線充電,隨著蘋果正式加入WPC聯(lián)盟,Qi協(xié)議基本上贏得了與Airfuel協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)。

“去年蘋果加入WPC聯(lián)盟,并推出支持無(wú)線充電功能的iPhone 8/iPhone X以后,確實(shí)對(duì)Qi標(biāo)準(zhǔn)起到了推波助瀾的作用,國(guó)內(nèi)很多手機(jī)廠家對(duì)快充和無(wú)線充電都非常感興趣。無(wú)線充電下一步就是要找到除手機(jī)之外的其他應(yīng)用市場(chǎng)。” IDT無(wú)線充電產(chǎn)品系統(tǒng)應(yīng)用高級(jí)總監(jiān) Rui Liu說(shuō)道。

3圖:IDT無(wú)線充電產(chǎn)品系統(tǒng)應(yīng)用高級(jí)總監(jiān) Rui Liu

但這并不意味著無(wú)線充電協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)能夠在兩年內(nèi)得到統(tǒng)一,因?yàn)榧词乖赒i協(xié)議內(nèi)部,各手機(jī)廠商對(duì)無(wú)線快充的定義不一樣。比如 7.5W對(duì)蘋果來(lái)說(shuō)已經(jīng)是快充了,但是對(duì)國(guó)內(nèi)動(dòng)輒擁有3000-4000mA電池的手機(jī)來(lái)說(shuō),7.5W確實(shí)比較尷尬。

而且,無(wú)線充電本身也存在充電速度慢、效率低、手機(jī)發(fā)熱等問(wèn)題,這是由哪些原因造成的?又該由哪些類型的廠商來(lái)解決呢?

Rui Liu認(rèn)為主要有兩個(gè)原因,第一是市場(chǎng)上手機(jī)端的線圈普遍較薄,最厚也只有0.3mm,這么小的線圈如何能抽取更大的電流?第二,由于線圈放置在電池上面,線圈發(fā)熱以后電池會(huì)啟動(dòng)安全保護(hù)措施,一旦電池發(fā)熱就會(huì)限制充電效率。IDT作為WPC聯(lián)盟的一員,正在協(xié)助WPC聯(lián)盟解決相應(yīng)的問(wèn)題,期待今年年底或者明年年初有一個(gè)結(jié)果,推動(dòng)中高功率的無(wú)線充電技術(shù)的發(fā)展。

易充無(wú)線商業(yè)拓展總監(jiān)賀大瑋表示,對(duì)于無(wú)線充電來(lái)說(shuō),手機(jī)作為接收端是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng),涉及到材料的優(yōu)化、線圈的位置、電池的設(shè)計(jì)等問(wèn)題,光靠IC原廠是不行的,需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同解決無(wú)線充電的問(wèn)題。

4圖:易充無(wú)線商業(yè)拓展總監(jiān)賀大瑋

很多無(wú)線充電廠商在宣傳時(shí)表示無(wú)線充電效率可以達(dá)到80-85%,但在實(shí)際運(yùn)用中能夠達(dá)到75-80%的效率已經(jīng)很不錯(cuò)了。但無(wú)線充電一定要在充電效率上和有線充電對(duì)標(biāo)嗎?顯然不是的,賀大偉認(rèn)為現(xiàn)階段手機(jī)廠商應(yīng)該避免無(wú)線充電與有線充電的直接競(jìng)爭(zhēng)。“無(wú)線充電對(duì)消費(fèi)者太具有迷惑性,他們認(rèn)為可以隨意放置充電、隔空充電的技術(shù)才叫無(wú)線充電。而實(shí)際上,無(wú)線充電與有線充帶電目前這階段是互補(bǔ)的關(guān)系,更適合在車內(nèi)、咖啡廳、酒店等特定的場(chǎng)合使用。”

“無(wú)線充電真正能給消費(fèi)者帶來(lái)什么價(jià)值?我認(rèn)為無(wú)線充電只有在汽車、酒店等場(chǎng)所才能帶來(lái)更大的便利性,一定時(shí)間內(nèi)無(wú)線充電和有線充電會(huì)并存。” 芯茂微電子研發(fā)總監(jiān)宗強(qiáng)說(shuō)道。

5圖:芯茂微電子研發(fā)總監(jiān)宗強(qiáng)

關(guān)于無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題,易充無(wú)線賀大瑋預(yù)測(cè)Airfuel協(xié)議3年之內(nèi)死掉的概率很大,因?yàn)榕cQi協(xié)議相比Airfuel目前無(wú)論從資源配置、陣營(yíng)玩家的數(shù)量和質(zhì)量、技術(shù)成熟度等方面都沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。“但這是否意味著無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)馬上要統(tǒng)一了呢?不是的。準(zhǔn)確地說(shuō),在今天的時(shí)間節(jié)點(diǎn)下,5W是大家一定會(huì)遵守的無(wú)線充電協(xié)議。但是在5W以上,每個(gè)品牌手機(jī)都會(huì)站在自己的立場(chǎng)上考慮問(wèn)題,協(xié)議一定會(huì)出現(xiàn)差異化。”

由于文化差異問(wèn)題,美國(guó)人對(duì)于無(wú)線充電的要求是方便即可,不刻意追求功率和效率;而中國(guó)人追求的充電速度更快,所以中國(guó)手機(jī)廠商追求的是性能的差異化,功率的差異化。“這就導(dǎo)致Qi標(biāo)準(zhǔn)很尷尬,盡管Qi已經(jīng)對(duì)5-15W的協(xié)議做了明確定義,但是大于5W的無(wú)線充電大家都用自己的私有協(xié)議。當(dāng)無(wú)線充電的私有協(xié)議以功率為標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候,Qi的標(biāo)準(zhǔn)就很難統(tǒng)一” 賀大瑋進(jìn)一步解釋道。

標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,無(wú)線充電MCU和SOC方案兩年內(nèi)并存

得益于MCU的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),ST的無(wú)線充電產(chǎn)品在可穿戴產(chǎn)品線上取得了較大的成功。意法半導(dǎo)體大中華暨南亞區(qū)工業(yè)產(chǎn)品與功率分離器件部門技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理譚有志透露,針對(duì)可穿戴產(chǎn)品的無(wú)線充電板最開始有80%-90%用的是ST MCU,接收端則用ST的SOC。目前ST可穿戴設(shè)備的出貨量占了市場(chǎng)的30%,一個(gè)月2kk-3kk左右(SOC)。隨著技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線充電板也會(huì)采用SOC的方案。

6圖:意法半導(dǎo)體大中華暨南亞區(qū)工業(yè)產(chǎn)品與功率分離器件部門技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理譚有志

譚有志認(rèn)為,IDH廠商用MCU去寫代碼存在握手通信等缺陷,所以都會(huì)往SOC方向去發(fā)展。SOC的好處是整個(gè)電路外圍設(shè)計(jì)變得更簡(jiǎn)單,體積變小,一致性很好;缺點(diǎn)是比MCU的方案要貴。

微源半導(dǎo)體總經(jīng)理戴興科則認(rèn)為,1-2年內(nèi)SOC和MCU的方案會(huì)并存,而且MCU會(huì)略占上風(fēng)。因?yàn)榻K端廠商對(duì)自己的品牌定位預(yù)留一些空間,如果全用SOC手機(jī)廠商的差異化就更難體現(xiàn)。“手機(jī)廠商在無(wú)線充電方面的根本競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)不是SOC或者M(jìn)CU,而是IDH在手機(jī)本體上要有新的突破。”

7圖:微源半導(dǎo)體總經(jīng)理戴興科

易能微針對(duì)電源管理領(lǐng)域提出業(yè)界首個(gè)可重構(gòu)芯片的概念,PI公司InnoSwitch3-Pro可編程芯片也有較高的靈活性。這兩種芯片在原理和設(shè)計(jì)理念是否不同?

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,PI資深產(chǎn)品經(jīng)理Chris Lee解釋道,在快充、無(wú)線充電的電源轉(zhuǎn)換過(guò)程當(dāng)中,由于各種損耗的層,發(fā)熱是一個(gè)很難處理的問(wèn)題。把電源體積做的更小并提升效率是PI的工作。用可編程的方式盡量簡(jiǎn)化手機(jī)快充協(xié)議的設(shè)計(jì),是另外一個(gè)工作。

8圖:PI資深產(chǎn)品經(jīng)理Chris Lee

“易能微的可重構(gòu)芯片就是用數(shù)字電源做重構(gòu),MCU內(nèi)部集成了各種協(xié)議,然后根據(jù)不同的應(yīng)用改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。易能微的芯片屬于DC-DC,拓?fù)浼軜?gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,分為升壓、降壓和升降壓三種。易能微設(shè)計(jì)芯片的出發(fā)點(diǎn)是基于應(yīng)用端提供升壓、降壓和升降壓功能,比如車充有兩個(gè)降壓,芯片就可以提供兩個(gè)降壓功能;又比如移動(dòng)電源對(duì)電池充電是降壓,對(duì)外輸出是升壓,在SOC中就需要一個(gè)升壓和一個(gè)降壓的控制方式。易能微的可重構(gòu)芯片可靈活提供。”易能微電子銷售總監(jiān)李明輝說(shuō)道。

至于和PI的關(guān)系,李明輝認(rèn)為易能微和PI的產(chǎn)品互補(bǔ)性比較強(qiáng),因?yàn)镈C-DC要做功率的分配、效率的處理、成本的考慮還是需要與PI合作。

那么,可重構(gòu)芯片是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)嗎?微源半導(dǎo)體戴興科表示,從應(yīng)用的角度來(lái)講,可不可以重構(gòu)取決于客戶的需求,可重構(gòu)的控制方式相對(duì)復(fù)雜,在選架構(gòu)的時(shí)候一定會(huì)犧牲某些性能。對(duì)于量小更新速度快的市場(chǎng),可重構(gòu)芯片一定會(huì)占據(jù)優(yōu)勢(shì),例如快充和無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一的市場(chǎng)。但是當(dāng)市場(chǎng)成熟、產(chǎn)品起量之后,方案一定會(huì)追求SOC來(lái)簡(jiǎn)化成本并提升生產(chǎn)效率。移動(dòng)電源、車充對(duì)數(shù)字化需求基本是零,因?yàn)橐呀?jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,當(dāng)PD協(xié)議走向統(tǒng)一之后一定會(huì)是SOC的。

中興事件持續(xù)發(fā)酵,本土廠商如何奮發(fā)而上?

中興被美國(guó)制裁的事件在持續(xù)發(fā)酵,也讓我們嘗到了核心技術(shù)受制于人的苦果。面對(duì)快速增長(zhǎng)的快充和無(wú)線充電市場(chǎng),本土廠商能否抓住機(jī)遇成為市場(chǎng)贏家?國(guó)際大廠積累了大量的技術(shù)優(yōu)勢(shì),我們?cè)撊绾斡^趕上?國(guó)際廠商PK本土豪強(qiáng),能將成為市場(chǎng)贏家?圓桌論壇的嘉賓分享了各自的觀點(diǎn)。

意法半導(dǎo)體譚有志 :國(guó)際大廠的技術(shù)支持與本土豪強(qiáng)相比確實(shí)比較慢,那么為何還有那么多客戶選擇ST呢?譚有志分享了一個(gè)案例,在某次無(wú)線充電的競(jìng)標(biāo)中ST與另一家公司價(jià)格差不多,但憑借無(wú)線充電速度和穩(wěn)定性優(yōu)于另外一家而勝出。另外供貨能力也很重要,2017年至今電子元器件行業(yè)普遍出現(xiàn)缺貨漲價(jià)現(xiàn)象,ST的供貨能力更強(qiáng),因?yàn)閲?guó)際大廠在晶圓廠更有話語(yǔ)權(quán)。

PI Chris Lee :產(chǎn)品的成本包括材料成本+生產(chǎn)成本,PI高度集成化的產(chǎn)品在批量化生產(chǎn)能提高效率,幫助客戶降低生產(chǎn)成本。此外PI產(chǎn)品的高可靠性可以將產(chǎn)品的市場(chǎng)返修降到最低,降低運(yùn)營(yíng)成本。

舉了個(gè)例子,電動(dòng)自行車的市場(chǎng)比較特殊,一旦產(chǎn)品壞了拿回去返修的成本非常高,所以他們不需要返修,返修率決定了他們的運(yùn)營(yíng)成本。某個(gè)客戶用了PI的方案將7%的返修率降低到了100個(gè)PPM,這就是PI產(chǎn)品帶來(lái)的價(jià)值。

IDT Rui Liu:Tier 1的客戶在選擇產(chǎn)品的時(shí)候不光是取決于價(jià)格,芯片的經(jīng)驗(yàn)非常重要。第二是供貨能力,國(guó)際廠商盡管沒(méi)有晶圓廠但是量大具備更大的話語(yǔ)權(quán);第三,對(duì)于手機(jī)等出貨量特別大的成熟市場(chǎng),芯片的可靠性非常重要。

或許是中興事件的發(fā)生,讓本土豪強(qiáng)在本次圓桌論壇上不談成績(jī),而是更多地反省自身的不足。

易充無(wú)線賀大瑋深刻反思了中國(guó)IC企業(yè)發(fā)展中出現(xiàn)的問(wèn)題,“IDT在無(wú)線充電領(lǐng)域已經(jīng)投入了七年的時(shí)間,其中前四年是沒(méi)有收益的。中國(guó)的企業(yè)誰(shuí)能容忍四年沒(méi)有任何效益產(chǎn)生?這是國(guó)內(nèi)廠商要反思的地方。第二點(diǎn),國(guó)內(nèi)IC廠商在技術(shù)上更多的是跟隨國(guó)際大廠,例如無(wú)線充電就是看TI、IDT的技術(shù)發(fā)展,最終大家做出來(lái)的產(chǎn)品功能可能差不多,但是用三個(gè)月做出來(lái)的東西如何與積累了七年的IDT產(chǎn)品相比?如何中國(guó)企業(yè)總想走短平快的思路發(fā)展,可能再給中國(guó)10年的時(shí)間也發(fā)展不起來(lái)。”

集成電路是資本密集型和人才密集型產(chǎn)業(yè),投入錢和人力不是一般企業(yè)能夠承擔(dān)。微源半導(dǎo)體戴興科特地提到了中國(guó)半導(dǎo)體人才缺乏對(duì)產(chǎn)業(yè)的影響:“中國(guó)在模擬芯片的積累非常少,例如目前所有雙攝像頭手機(jī)的LDO都不是國(guó)產(chǎn),因?yàn)殡y度非常大。我們做了三代仍未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),其中一個(gè)原因受人才離職的影響。”

“中國(guó)目前有3000家IC芯片廠商但只有8萬(wàn)多個(gè)工程師,也就是說(shuō)平均每家企業(yè)只有20個(gè)工程師,是不太可能取得成功的。此外,人才的缺乏導(dǎo)致?lián)屓诵袨榉浅?yán)重,企業(yè)用人成本急劇上升,本土豪強(qiáng)引以為傲的快速技術(shù)支持能力也將成為企業(yè)的負(fù)擔(dān)。” 戴興科最后說(shuō)道。