快充新賽道爆發!高速發展的藍海市場

從近幾年幾大主流手機品牌所發佈的手機來看,手機電池容量均有所提高。但受限於鋰電池本身物理特性以及手機機身大小、重量、散熱性能、成本等因素,手機電池容量整體增速較慢。因此,快充成為了提高電池續航能力的有效解決方案。

快充技術是指在單位時間內向鋰電池充入更多的電荷來縮短充電時間的充電技術,快充的實現主要通過提高充電的電壓或者電流實現。

據市場調研機構Grand View Research統計,2018年全球移動電源市場規模已達84.90億美元,預計到2022年全球移動電源的市場規模將增加至214.70億美元,年複合增長率達26.10%。快充充電器在充電器市場中的滲透率有望提升至2022年的24%。

快充新賽道爆發!高速發展的藍海市場

快充技術包括從充電器到設備的一整套快充方案設計,充電協議為快充技術的一部分,協議規定了設備和充電器的通信方式。

目前業界已推出多種快充技術方案,市面上的主流快充技術廠商有五家,主要包括高通Quick Charge技術、OPPO VOOC閃充技術、聯發科PumpExpress技術、華為SuperCharge技術、vivo SUPER FlashCharge技術和USB3.1 PD充電技術等。

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數據來源:果核剝殼,華西證券

各家快充技術下有自己的通信協議,高通、聯發科、USB-PD的通信協議為公有協議(對外出售或免費公開),華為、OPPO的通信協議為私有協議(手機廠商自用),設備和充電器只有在成功進行協議握手後方能開啟快充。握手過程由充電器或手機中的某一方主動發起,另一方根據所收到的信息做出反應

快充趨勢下,手機品牌廠商、第三方充電頭品牌廠商爭相通過技術升級推行具有更大功率、更安全、更便攜的快充產品。

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鋰電池充電過程 圖表來源:國際電子商情

快充產業鏈的上游為快充方案設計,以及GaN、電容器、連接器及線束、充電接口等電子原材料或電子元器件,中游為充電器模塊、快充芯片、電源管理芯片、電芯和電芯PACK,下游則為各類充電應用。

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圖表來源:東吳證券研究所

有線充電器中,芯片屬於價值含量較高的部分,約佔整個充電器成本的10%。芯片部分市場多為國外廠商壟斷,如德州儀器、PowerIntegrations、意法半導體等,國內企業在技術方面仍與國外廠商有著較大的差距,廠商分散度高且規模小。

有線充電產業鏈上游為電子元器件及IC供應商,下游為有線充電器代工廠、品牌商。上游電子元器件供應商主要來自國內企業,電阻電容生產商包括艾華集團,氮化鎵MOS管生產商包括三安光電等,IC供應商主要為國外企業如德州儀器,國內企業包括聖邦股份、富滿電子;下游代工廠如賽爾康、奧海科技,品牌商如安克、墨菲等。

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無線充電產品模組的生產主要有五個環節:方案設計、電源芯片、磁性材料、線圈、模組製造。其中方案設計和電源芯片環節有著較高的技術壁壘和利潤率,以國外龍頭廠商為主。磁性材料和線圈也是無線充電設備的關鍵零部件,對技術要求略低,海內外廠商均有參與。模組製造環節工藝相對簡單,利潤空間不大,但是國內廠商的競爭優勢所在。

近三年來功率增長較為迅速的是國內的華為、小米、OPPO等廠商,華為於2018/2019/2020年分別推出了支持15W/27W/40W無線充電的手機,小米於2018/2019/2020年分別推出了支持10W/30W/50W無線充電的手機,OPPO於2020年連續推出了支持40W/65W無線充電的手機,一加於2020年推出了支持30W無線充電的手機。

此外,當前氮化鎵(GaN)充電器已迎來大爆發,滲透率逐漸有望提升。GaN是一種可以代替硅、鍺的新型半導體材料,由於禁帶寬度大、熱導率高、耐高溫等特性,由其製成的氮化鎵開關管開關頻率大幅度提高,損耗卻更小。這樣充電器就能夠使用體積更小的變壓器和其他電感元件,從而有效縮小體積、降低發熱、提高效率。

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新型的GaN快充與傳統快充相比,由於GaN充電器擁有更大的功率密度,所以能夠實現更快的充電速度;同時,由於具有更高的能量轉化效率,所以GaN快充具有更低的功耗並減少發熱,此外,GaN功率器件的開關頻率顯著高於傳統快充中的Si功率器件,因此可以實現體積更小的充電器產品設計,有望成為快充技術升級的重要方向。

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圖表來源:Yole

對於消費者而言,GaN充電器有效解決了體積和功率的矛盾,用戶使用體驗更好。目前,HMOV、三星及魅族在內等諸多手機廠商均發佈了GaN充電器,隨著成本逐漸下降,未來GaN充電器或成為手機標配,並同時適配筆記本電腦等。據Yole預測,在手機等快充需求驅動下,預計GaN快充將迎來放量,2025年市場價值將超過6億美元。

隨著快充產品出貨量增加,滲透率提升,快充產品充電性能、適配性等指標有望持續改善,性價比持續提升,快充產品在未來有望實現對傳統充電產品的替代,快充產業將保持快速發展趨勢。


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