智能终端电源创新的必然性行业综述
1992年,索尼成功研发出可充电的商用锂离子电池,使其迅速取代镍电池成为智能终端的源动力 。相比半个世纪以来日新月异的手机换代,电池的发展非常缓慢 。
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据IDC估计,今年5.5英寸屏幕智能手机出货量将达到5.93亿部,同比增长33%,预计2021年将增至7.31部 。大屏多核手机的发展趋势对续航能力提出了要求 。
提高续航能力最直接的方法就是增加电源的容量 。但是,有两个问题:一是6英寸以上的屏幕会成像手机的握持感,决定了手机音量的上限;二是单个电芯容量达到5000mAH,容易出现安全隐患,比如三星Note7爆炸 。
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无线电子设备是科学界和工业界的不断追求 。摆脱线缆的束缚,实现免费用电的用户体验,是移动互联网时代的自然需求 。
对续航能力的要求和对设备“无尾”的追求,迫使供电技术不断创新 。无线充电、快速充电、双电池技术作为解决方案越来越成熟,相关市场即将爆发 。
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概念定义无线充电是指不用电缆连接,利用电磁感应或耦合的原理,将发送端的线圈与有线电源连接,产生电磁信号,接收端的线圈感应发送端的电磁信号,产生电流给电池充电 。
20世纪30年代,法拉第发现了电磁感应现象 。19世纪90年代,特斯拉凭借特斯拉线圈(TeslaCoil)成功实现了无需连接电线就能点亮灯泡,被誉为无线电力传输之父 。本文完整报道请百度搜索乐清智库 。
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010到1010多元化应用的兴起和智能终端设计的演进,推动了无线充电市场的发展 。在智能手机端,取消3.5毫米耳机接口解决方案,导致充电耳机接口冲突和封闭式防尘设计要求;可穿戴设备的防水设计要求凸显了无线充电的必要性 。
与有线充电相比的优势:1)安全,设备间完全电流隔离 。2)防水,电源接收器可以完全关闭 。3)方便,省去了插线的插拔
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快速充电是通过在短时间内增加充电电压或电流来增加单位时间的充电量的一种方式 。快充的三要素是充电器、电池和充电IC 。
需要一整套特定的电池、电路、充电器、数据线和接口,电池和接口需要承受大电压或大电流 。
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近年来,手机屏幕的大屏化、高分辨率化,处理器的运算速度不断提升,第三方应用不断创新,手机功耗大幅增加 。对于很多用户来说,一块电池撑不到一天 。快充技术的出现,虽然没能直接增加电池容量,但是缓解了手机续航不足的矛盾 。百度搜索“乐晴智库”,获得更多行业深度研究报告
无线充电技术路线 无线充电从技术原理上,可分为非放射型和放射型两种方式 。
放射型主要用于远距离无线充电,包括微波和激光的方式,一般用于大功率、直线对准式的无线充电 。
如今应用在消费电子领域主要是近距离无线充电,主流技术路线包括紧耦合感应式与松耦合谐振式两种 。
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无线充电标准WPC(Wireless Power Consortium)成立于2008年,以紧耦合感应式无线充电为主,现已成为全球最大的无线充电组织,创建了国际无线充电标准Qi,早期参与企业主要有诺基亚、三星、LG等 。
2017年2月苹果正式加入无线充电组织之一的 WPC,掀起新一轮产业技术路线和标准之争 。
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无线充电行业布局情况苹果公司
预计苹果新品有望搭载无线充电功能,带动智能手机无线充电市场开启 。根据产业链调研信息,苹果新品有望配置无线充电功能,17年2月苹果加入无线充电标准组织之一的WPC也印证了苹果在无线充电方面动作积极 。
苹果的专利布局显现无线充电应用方式,或将带动无线充电行业进入加速期 。2016年以来,美国商标专利局公开了苹果公司申请的一系列无线充电专利,其中有几项专利技术值得重视,代表了苹果无线充电的技术路线和应用场景 。
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目前苹果公司的专利布局来看,已经覆盖无线充电的多种使用场景,包括单独为手机进行无线充电,设备间相互充电,以及充电桌面为多设备无线充电 。
第一项是无线充电发射端相关的专利,申请号20160256931,2015年9月申请,2016年9月公开 。专利描述了一种关于圆柱形装置的抛光和刷涂技术 。虽然专利申请的重点是抛光和涂刷金属设备的工具,事实上它对应的产品正是一个感应式无线充电发射端 。这种发射端包括围绕金属芯(例如铁芯)的感应线圈,并且被设计成与接收线圈配对,实现一对一无线充电功能 。
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产业链划分无线充电产业链可以划分为无线充电方案设计、芯片、磁性材料、收发线圈和模组封装制造几个环节 。
考虑到两大无线充电标准组织仍采用近距离无线充电方案,苹果感兴趣的无线充电厂商Energous也没有长距离充电商用产品,预计2017年无线充电仍以紧耦合感应式方案为主,也意味着目前无线充电产业链发生巨大变动的可能性不大 。
我们认为,在无线充电有望在智能手机大范围普及的前提下,产业链供应商不会有大规模变动,那么已经进入无线充电产业的现有参与者将获取更多的市场份额,伴随着无线充电市场开启大幅提升公司业绩 。
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快速充电行业布局情况产业链划分产业链划分
快充流程分为三部分,主要是电能在充电器、手机IC和电池之间转换 。充电器的核心组成为:MCU+固态电容器+液态电容器+电感+MOS,还有变压器等 。
由于各种品类繁多的快充技术拥有各自的“握手协议”,不能通过协议识别的适配器无法调节充电电压,硬件方面适配器、电源管理芯片、充电线及接口都有严格要求 。因此方案提供商在产业环节中控制力较强 。
【无线充电商业模式画布 无线充电创业计划书】高通和联发科在提供快充技术的同时,也为手机厂商提供处理器芯片,支持QC标准和PE标准的快充产品较多,第三方配件数量较大 。OPPO的VOOC闪充,由于采用大电流方案,需要特制线材,配套的充电器设计制造 。
对于未来标准的Type-C、USB 3.1,接收大电流不再是难题 。不同机型之间充电配件将可兼容 。
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行业发展空间无线充电市场
无线充电市场正处于快速增长期 。据IHS数据显示,2016年全球无线充电接收端出货量达到2.05亿部,其中有1.6亿部来自于智能手机,发射端出货量占接收端出货总量的38% 。
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NXP预计到2020年,具备无线充电功能的电子设备出货量将超过10亿部,智能手机和配件仍将是最主要的出货形式,可穿戴和个人电脑也将成为无线充电设备的重要组成 。
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在更长远的时期内,据IHS数据预测,全球无线充电市场仅接收端设备出货量将从2015年的1.6亿部增长到2024年的20亿部,年复合增长率达到30%;
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无线充电市场总规模将从2015年的17亿美元增长到2024年的150亿美元,年复合增长达到27% 。
IDC预计到2019年,无线充电会在更多的办公室和会议室出现,市面上超过50%的手机、20%的平板电脑和5%的笔记本电脑将具备无线充电功能 。
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快速充电市场
IDC预测2017年全球智能手机出货量将达到15.2亿部,较2016年增长3% 。
以20%~30%的渗透率计算,未来两年内,配备快充技术的手机有望达3-5亿台,市场空间巨大 。以快充体验著称的OPPO手机销量持续增长,2017Q1营收达54.1亿美元 。
双电芯技术市场
电池Pack及BMS的复杂度将伴随着电芯数量的提高而提高,包括保护电路的复杂度,充电电路的设计,电路负载的平衡等 。因此,随着双电芯技术的发展,电池Pack厂在手机电池产业链中的附加值将显著提升 。获取本文完整报告请百度搜索乐晴智库 。
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