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 爱德嘉峰 发表于: 2020-8-17 23:14:00|显示全部楼层|阅读模式

[2020年] 120W超级快充,近5年感知最明显的技术创新

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源自:界面新闻
原文标题:120W超级快充,近5年感知最明显的技术创新

  从六月开始,各大厂商发布的旗舰机都不约而同地将“120W快充”当作了一项卖点。以小米最新发布的小米10至尊纪念版为例,充电5分钟就可以达到41%,充满电仅需23分钟。相较于一年前的50W快充,今年的120W可以说彻底终结了手机充电慢的痛点。
  但随着120W的普及,小雷不禁提出疑问:手机厂家是怎么做到这一点的?未来的充电时间还会缩短吗?
  水到渠成的120W
  小雷在之前的文章《快充怼上100W,真的不怕炸手机》中,曾展望过100W快充的技术,当时小雷做了一个论断:考虑到电池的承受力,多电荷泵+多电芯会是未来的100W快充主流。而事实也正是如此,OPPO、小米、iQOO的120W快充都采用了多电芯的方案。
  但120W快充的普及,归根结底要感谢供应链进步带来的两个关键元器件:其一是电荷泵,它能承载更高功率,并且散热损耗进一步降低;第二是电芯,此前的电池充电倍率为3C,无法适应上百瓦快充下的散热,这次的120W快充,都对电芯进行了改良。
  在传统的智能手机中,其电芯一般是3C,这代表着电池的充放倍率,倍率越高,电池的充放能力就越强。卢伟冰曾提到,快充越高,能量密度越难做好,这一问题背后的原理就是如此,在3C的限制下,电池能输出的功率有限,而如果放电倍率突破3C,达到5C甚至6C,电芯能承受的电流就会变大。
  虽说供应链技术的提升是根,但如何应用好就是手机厂商的本。从小米、iQOO和OPPO采用的技术来看,他们之间虽有相似,但还是存在着诸多不同。
  iQOO的做法恐怕是未来其他厂商的主流做法:通过改良后的双电荷泵承担120W的负担,用6C电芯和阵列极耳降低内阻,缓解机身发热。
  在iQOO的方案中,6C电芯可以让一颗2000毫安时的电池支持最大12A的电流输入,通过电荷泵并联来降低散热,电芯串联来进行分压,让手机内部电路能承载120W的高负荷。
  而OPPO在iQOO的技术基础上做了改良,严格来讲,它的快充方案应为125W,从VOOC闪充的时代开始,OPPO就侧重于改良原有的接口和数据线设计,形成自家独有的技术。这次的125W快充里,OPPO就将Type-C接口的触点进行了改良,使之能够承受更高负载的电流,机身内部用了三个并联电荷泵进行分压。
  小米则在iQOO的基础之上,使用了石墨作为基底,石墨可以让大量锂离子及时嵌入,加快锂离子交换速度。
  可以看到,尽管技术细节不同,但充放能力更强的电芯、承载力更好的电荷泵、多电芯和多极耳设计都是目前120W快充的主流。由于电芯技术的进步,之前我们担心的“电池损耗”也没有发生。
  240W快充在路上?
  虽然我们已经知道,120W快充的诞生,与各家厂商的与背后供应链的努力密不可分,但今年手机快充“齐齐翻倍”的盛景,不禁让我们对未来产生了更高期待,既然手机快充120W已不是梦,那么未来我们是否能看到更高的充电功率?
  很遗憾,在小雷看来,120W快充是供应链技术和商业策略磨合的极限,哪怕是供应链,未来两年恐怕也拿不出比今天更为先进的技术。我们所期待的“十分钟充满”等黑科技,可能要过很久才能实现。
  首先是充电器的体积问题,自从感应能力强、发热小的氮化镓材料普及后,手机充电器在去年经历了一次轰轰烈烈的氮化镓热潮。此次的120W快充旗舰里,也有不少随机附赠了氮化镓充电器,和市面上流行的氮化镓解决方案相比,这些充电器的大小均已做到了极限,若是功率更高,体积恐怕无法控制住。
  除此之外,电源线也是一个问题,目前OPPO和iQOO都需要特别定制的电源线才能满足6A以上电流的负载。电源线的粗细、协议都开始成为了限制快充进步的重要因素。未来的一段时间内,充电端的技术更新恐怕会回归到标准的统一,手机厂商将会把自己的研发成果带到PD、Type-C等标准内。
  从供应链的消息来看,此次120W快充技术的应用已经初步榨干了技术红利,电荷泵和电芯承载技术的再次提高并不是短时间内就能做到的。手机电池的容量刚刚维持在4000毫安时左右,内部的温度感应点也对手机的内部设计提出了更高要求。240W快充的梦想,可能要很久才能实现。
  快充之路的休憩
  回顾智能手机的发展历史,我们会发现,许多技术的诞生离不开大屏手机的普及,手机的体积增大,给了摄像头、大电池快充、NFC、网络制式(天线排布)等技术更为充裕的发展空间,但在2017年左右,手机体积的扩张到了尽头。
  从2017年之后,手机核心技术的发展,主要依赖于全面屏设计:屏幕技术(封装和驱动)、屏下指纹、屏下摄像,这些“全面屏”技术其实都早有雏形,但从2017年之后才开始被手机厂商充分利用。
  褪去了“野蛮生长”环境的手机厂商,把之前舍弃的震动马达、双扬声器、防水、无线充电等浅层创新捡起来,配合配合屏幕的发展一直走到了今天。
  当然,这并不是在否定手机厂商的不作为,只是对于消费者来说,位于技术深水区的创新已经不像以前那样直观了。从28纳米到20纳米,再到16纳米的大飞跃,比7到5纳米的提升更加容易感知,处理器研发如此,天线设计、元器件集成化等技术也是如此。
  哪怕再迟钝的读者也可以看到,目前手机摄像成为了手机的第一卖点,对于大众而言,摄像头(CMOS、ISP、感光技术)的提升,是他们唯一能“看得到”的深度创新。这一方面说明手机厂商现在摄像方面依然有巨大的技术红利,另一方面也在暗示手机厂商在其他深度领域的创新已不能像以前那样轻而易举。
  很幸运的是,在快充上,我们看到了今天的手机厂商难得的“大跃进”,它充分展示出了手机厂商的技术基底与创新精神,又实实在在地解决了自智能手机诞生以来的技术难题。和摄影、性能等永恒的主题不同,手机续航尽管受到了电池技术限制,但快充从出生到现在,一直尖锐地走在了“时代最前线”,作为见证者,这是我们的幸运。
  小雷认为,未来两年的手机将会把“生态”当作面向消费者的第一要务,而不再是摄像或是性能,底层技术的进步幅度将会变缓。对于追求技术的极客来说,可能前后一年的手机硬件差距并不大,但技术之间的融合打通将会是未来两年发展的主旋律。待深层技术沉淀完毕之后,手机厂商“重返硬件”的号角势必比今天更加轰轰烈烈。
  尽管快充已到尽头,但手机厂商的研发决心不变,手机厂商的创新精神也不变!
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