快充产业链的芯片江湖 这些公司正迎头追赶
原创
2020-09-03 18:02 星期四
科创板日报记者 吴凡

《科创板日报》 (上海,记者 吴凡)讯,9月3日,华为正式发布畅享20系列的机型,值得注意的是,华为畅享20将内置一块5000毫安时大电池,而华为20 Plus的电池容量为4200毫安时,但配备40W快充技术,这也是华为畅享20 Plus的主打卖点之一。

无独有偶,据媒体报道,苹果将在秋天发布的新一代iPhone的电池容量将全线缩水,但与此同时,苹果可能会为iPhone 12推出充电功率为20W的快速充电器。

随着智能手机的发展,目前主流智能手机品牌的电池容量约在4000mAh以上,但受限于锂电池本身物理特性以及手机机身大小、重量、散热性能、成本等因素,手机电池容量整体增速较慢。因此,快充成为了提高电池续航能力的有效解决方案。

值得注意的是,民生证券王芳分析师在近日发布的研报中指出,有线充电器中,芯片属于价值含量较高的部分,约占整个充电器成本的10%。芯片部分市场多为国外厂商垄断,国内企业在技术方面仍与国外厂商有着较大的差距,厂商分散度高且规模小。

那么国内手机快充芯片厂商又有哪些?这些厂商之中又有哪些已经跑在了行业的头部?《科创板日报》记者尝试进行调研。

GaN功率芯片

快充产业链上游为快充方案设计,以及GaN、电容器、连接器及线束、充电接口等电子原材料或电子元器件,中游为充电器模块、快充芯片、电源管理芯片、电芯和电芯PACK,下游则为各类充电应用。

记者了解到,GaN作为充电头的材料,具有高效率低发热、高功率小体积的特点,并且在充电功率转换上相比同功率(非GaN)充电器更具优势。

以小米今年2月发布的65W GaN充电器为例,该充电器体积比常规充电器小50%,且能够为笔记本电脑充电。若搭配小米10 Pro可实现50W快充,从0充电至100%仅需45分钟。

据渤海证券此前发布的研报,GaN充电器最主要的成本来自于氮化镓MOS功率芯片,昂贵的原材料导致了消费级GaN充电器价格高昂。

《科创板日报》记者了解到,GaN功率芯片提供商包括Power Integrations, Inc. (以下简称“PI”)、Navitas(以下简称“纳微半导体”)、Innoscience(以下简称“英诺赛科”)、富满电子、瑞芯微、士兰微、芯朋微、矽力杰等企业。

其中PI和纳微半导体是国外氮化镓功率芯片厂商。2019年9月,OPPO发布的65W 基于SuperVOOC 2.0技术的氮化镓快充中,利用的正是PI的PowiGaN系列的氮化镓芯片;另外上文提及的小米65W氮化镓快充充电器,则内置了纳微半导体的GaNFast氮化镓功率芯片NV6115和NV6117。

与之相比,英诺赛科被业界看作是具有潜力的国产硅基氮化镓厂商。官网显示,目前英诺赛科已建成中国首条8英寸硅基氮化镓外延与芯片大规模量产生产线。其主要产品包括30V-650V氮化镓功率与5G射频器件。

目前在快充领域已有超过10家企业利用英诺赛科高压氮化镓芯片成功开发出快充产品并实现量产,具体快充产品包括魅族65W 2C1A氮化镓快充充电器、Lapo 65W氮化镓快充充电器等。

渤海证券在上述研报中指出,随着应用的逐步扩大,规模化效应会逐步凸显,成本将越来越低,氮化镓充电器的渗透率会加速上升。

电源管理芯片企业逐渐崛起

电源管理芯片产品存在于几乎所有的电子产品和设备中,是模拟芯片最大的细分市场。而在快充产业链中,电源管理芯片亦扮演者重要的角色。

《科创板日报》记者了解到,圣邦股份是模拟IC类产品国产替代的领军企业,其产品覆盖信号链和电源管理两大领域,公司于 2019 年打入华为供应链,2019年公司电源管理类产品占公司营收的比重接近70%。

圣邦股份于2018年收购了钰泰半导体28.7%的股权,并于2019年底公告称,拟收购钰泰半导体剩余71.3%的股权。而钰泰半导体专注于电源管理类芯片的研发与销售。记者注意到,交易方案披露,前瞻性方面,钰泰半导体在手机领域研发快充大电流高效率充电Charge Pump等架构。

就圣邦股份电源管理类芯片应用于快充市场中的情况,《科创板日报》记者今日联系了公司,其工作人员表示不方便接受采访。

值得注意的是,从整体市场份额来看,目前国内电源管理市场的主要参与者仍主要为欧美企业,占据了80%以上的市场份额,另外日、韩、台资企业也占据了一定份额。但伴随着电源管理芯片产业向中国转移,国内也有一批电源管理芯片企业在激烈的市场竞争中逐渐崛起。

除圣邦股份外,国内投身于电源管理芯片的厂商还包括芯朋微、矽力杰、杰华特、南芯、晶丰明源等。

比如近期登陆科创板的芯朋微,公司基于储备的数模混合功率技术,推出体积更小充电更快的大电流快充电源芯片,可迅速进入手机市场中高端客户。《科创板日报》记者了解到,芯朋微的核心在研项目中,就包括“移动电源用12V、27W同步整流升压充电芯片”,该项目拟达成的目标之一是:与市场快充高兼容的电源控制器接口。

此外,据充电头网的报道,今年8月,东科半导体半导发布了国内首颗合封GaN的电源管理芯片DKG045Q系列。据了解东科采用合封式控制器+驱动器+GaN HEMT方案,减小快充方案在高频下的寄生参数,从而降低了快充电源的调试难度,并达到了精简外围元器件、提高功率密度的目的。

市场需求拉动出货量

除上文提及的芯片外,快充“协议芯片”亦不容忽视。

记者了解到,目前市面上的主流快充技术厂商有五家,分别为高通、联发科、华为、OPPO以及USB-IF协会。各家快充技术下有自己的通信协议。由于各家快充技术相互独立,搭载不同快充技术的手机需要配备特定的充电插头甚至数据线,给消费者的使用带来了极大的不便,USB-IF协会希望通过协议兼容达到一台充电器可以为多部设备快充的目的。自2016 年起,各家快充技术逐渐实现对USB-PD协议的兼容。

为解决兼容性问题,快充行业内亦涌现出一批USB PD快充协议芯片供应商。

记者了解到,富满电子旗下云矽半导体专注研发USB PD相关产品,近年推出了一系列USB PD控制器。

其中在今年年初,富满电子推出了一款XPD618型号的芯片,该款芯片一度被看作是业界集成度最高的PD协议芯片。富满电子在今年半年报中称,伴随着快充产品的快速放量以及大客户开拓,USB Type-C PD控制器产品线开始产生营收并持续增长。

值得注意的是,富满电子推出的USB PD系列芯片在快充市场具有先发优势,因此公司在今年8月接受投资者调研时表示,尽管PD芯片从推出到现在大概已经降价了30%,即便如此,公司仍有40%左右的毛利,“除非竞争对手也能做出类似公司的集成方案,不然,后面的PD芯片价格的下降幅度应该是趋缓的”。

记者今日亦多次联系富满电子欲了解USB PD系列芯片的最新情况,但电话无人接听。

此外,目前正冲刺科创板的芯海科技,其于2018年推出国内首颗USB PD3.0 32位MCU芯片,主要应用于电源快充领域。招股书显示,公司2019年销售数量为 3006912颗,较2018年增长了2982493颗,增幅为122.14倍。

另外国内“协议芯片”厂商还包括成绎半导体(其CHC6380可支持多种快充协议)、芯茂微、诚芯微科技、迅杰科技、南芯半导体、士兰微等。

其中士兰微在半年报中提到,今年上半年,公司开发的针对智能手机的快充芯片组,以及针对旅充、移动电源和车充的多协议快充解决方案的系列产品,.........,出货量有显著提高。

士兰微高级产品经理宁志华博士此前表示,“尽管USB PD率先由欧美厂商提出,相关USB PD协议芯片最早由美、台半导体公司研发。但是,经过几年的发展,国内半导体公司研发的快充芯片已经迎头赶上,并在应用过程中提出了更接地气的解决方案。”

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