快科技|苹果杀入氮化镓充电器：这意味着什么？
_原题是：苹果杀入氮化镓充电器：这意味着什么？
近日 ， 行业媒体一则消息引起了我们的关注 ， 2021年苹果公司将会推出基于氮化镓功率器件的大功率USB PD快充 ， 与目前基于硅的充电器相比 ， 该产品体积更小、重量更轻、更高效 。
文章图片
图1/34
在此之前 ， 我们也关注到了苹果公司充电配件的进一步动态 ， 下面跟大家一起聊聊苹果入局氮化镓快充 ， 释放了哪些信号 。
一、苹果入局氮化镓快充
文章图片
【快科技|苹果杀入氮化镓充电器：这意味着什么？】图2/34
既然把充电器作为选配后 ， 苹果现有电源配件产品大多还是基于上一代技术开发的 ， 无论是体积 ， 还是外观 ， 走的是沉稳路线 。 随着消费者对充电器小型化呼声越来越高 ， 并且多口USB-C充电器易用性得到认可 ， 苹果充电器产品线显得有点“廉颇老矣” 。
文章图片
图3/34
根据苹果现有产品与使用GaN芯片的适配器体积比较 ， 这也是众厂商津津乐道的话题 ， 使用GaN芯片的适配器体积优势明显 ， 是现有产品的一半 。 来自我们观察 ， 目前GaN在适配器上的可靠性已经经过市场验证 ， 苹果几乎肯定会引用GaN到自家适配器产品上 ， 将适配器小型化、轻量化 。
氮化镓（gallium nitride ， GaN）是第三代半导体材料 ， 其运行速度比旧式传统硅（Si）技术加快了二十倍 ， 并且能够实现高出三倍的功率 ， 用于尖端快速充电器产品时 ， 可以实现远远超过现有产品的性能 ， 在尺寸相同的情况下 ， 输出功率提高了三倍 。
文章图片
图4/34
来自我们数据显示 ， 2020年已经有10家手机厂商推出了18款氮化镓快充 。 OPPO、realme、小米、努比亚、三星、联想、坚果、中兴都进入氮化镓快充市场 ， 推出了种类丰富的产品 ， 一时间市场变得热闹非凡 。 平时走在行业前列的苹果 ， 突然在氮化镓快充这件事情上掉队了 。
文章图片
图5/34
氮化镓快充在手机品牌和第三方品牌的推动下 ， 20W-120W氮化镓快充产品多达数百款 ， 款式相当丰富 。 除此之外 ， 笔记本电脑厂商也杀入了氮化镓快充市场 ， 尤其是65W和以上大功率 ， 代表品牌有联想、华硕、戴尔、小米 。
如果按照市场的增速 ， 氮化镓快充已经超过了100%复合增长 ， 甚至更高 。 氮化镓跟快充的搭配 ， 可谓是左麟右李组合 。 上游研发获得突破 ， 手机、笔记本厂商看好快充应用 ， 消费者愿意为产品埋单 。
虽然苹果自家还没有推出氮化镓快充 ， 但是不得不说 ， 苹果对行业的推动又是至关重要的 。
众所周知 ， iPhone12 Pro、iPhone12 Pro Max、iPhone12、iPhone12 mini这几款新机型 ， 包装里只有一台iPhone手机、一根USB-C to Lightning快充数据线、资料说明手册 ， 就像发布会中介绍一样 ， 苹果为环保实现减少碳排放 ， 在iPhone12系列中充电器已不再作为标配物品放入包装内 。
文章图片
图6/34
苹果给出的理念是科技环保 ， 面对数十亿重复的配件 ， 也为了苹果减少更多的碳排放目的 ， 从2020年10月起 ， 所有在售iPhone均不再包含充电器 。
文章图片
图7/34
不再包含充电器与耳机让iPhone包装盒重量与大小都同步下降 ， 让运输货盘上可多装载70%的iPhone ， 为iPhone运输至全球不同位置消费者手中产生的碳排放每年可减少200万吨 ， 相当于路面上减少45万台汽车 。
二、从大数据看苹果对快充的影响
手机充电器原来是跟手机一比一标配的市场 ， 苹果开创了不送充电器先例 ， 众厂商紧随其后 。 苹果如果入局氮化镓快充 ， 会给市场带来多大蛋糕呢？下面我们根据苹果iPhone年度出货量 ， 以及MacBook出货量分别进行分析 。
文章图片
图8/34
我们查询了多份2020手机出货数据 ， 苹果出货量稳居全球前五 。 其中2020年Q3季度 ， 根据国际市场研究机构Canalys数据显示 ， 苹果在今年第三季度出货量达到了4320万部 。 相比其他安卓手机品牌 ， 苹果iPhone的客单价要高出不少 ， 用户在选购个性化配件的意愿也会更加强烈 。
苹果iPhone 12不送充电器令第三方充电头厂商需求暴涨 ， 数十家产生推出了热销20W mini PD快充充电器 。 根据我们从电商平台获取销售数据显示 ， 目前已有多款第三方20W PD快充的30天销量过十万台 。
伴随而来的还有 ， 芯片缺货每年都时有发生 ， 而今年则尤为显著 。 自进入下半年以来 ， 各个领域的芯片供求关系一度十分紧张 ， 苹果的电源芯片也出现缺货情况 。 而自从iPhone 12上市后 ， 芯片缺货风波更是在消费类电源领域大肆扩散 ， 充电器工厂交期也长达45-60天 ， 并且愈演越烈 。
可想而知 ， 苹果还只是iPhone12不标配充电器 ， 未来还有iPhone13、iPad等设备也会加入到科技环保中来 ， 届时上游芯片、代工厂供货又将步入新一轮紧张局面 。
根据市场研究机构Strategy Analytics最新公布的数据就显示 ， 今年三季度 ， 苹果笔记本电脑共出货600万台 ， 较去年同期的430万台增加170万台 ， 同比大增39% 。 苹果的M1处理器搭配自家macOS操作系统 ， 将会成为现有Wintel联盟强有力挑战者 。
来自IDC的调研数据显示 ， 2020年 ， 受疫情影响的中国PC市场犹如过山车一般 ， 2020第一季度中国PC市场同比下降28.1% ，但之后的三个季度同比增长分别都在10%左右 。 2021年将会发生什么？IDC中国助理副总裁王吉平先生认为 ， 2021年中国PC市场预计增长10.7% ， 继续保持强劲势头 。
其中在笔记本电脑领域 ， 拉动增长的大环境如中小学生专用网课笔记本、笔记本屏幕大屏化、游戏笔记本的分级与融合等 。
近期京东联合我们发布了热门氮化镓充电器销量排行榜 ， 数据来自京东APP11月销量 ， 这是京东首次披露65W氮化镓快充这一单品市场销量排行 ， 更是业界获取行业热门产品的权威数据 。
文章图片
图9/34
自苹果取消手机标配充电器以来 ， 小米、三星纷纷跟进 ， 取消手机标配充电器逐渐成为行业趋势 。 手机厂商的这一举措也促进了多口氮化镓快充配件市场的发展 ， 并成为主流 。 而从京东65W氮化镓销量排行榜中 ， 10款产品中有9款为多口设计 ， 仅1款为单口设计 。
再来看看京东联合我们发布20W PD快充销量排行榜 ， 这份榜单数据依旧来源于京东APP11月销量 。 在20W这个功率范围 ， 销量第一的为苹果原装20W快充 ， 可见虽然苹果不配充电器 ， 但是用户对原装充电器还是情有独钟 。 苹果这款充电器的售价为149元 ， 是第三方充电器的2-3倍 。
文章图片
图10/34
三、苹果快充家族
USB PD快速充电协议是今后电子设备快充的发展趋势 ， 而现在也有越来越多的电子设备开始支持PD快速充电 。 USB PD快速充电是USB-IF推出的一项快充标准 ， 旨在推动电子设备快充协议的统一 ， 而且也获得了苹果、谷歌、英特尔等科技巨头的支持 。
苹果在支持USB PD快充这件事上 ， 也算是走在了行业前列 。 只是受制于苹果自己的MFi生态 ， 在iPhone产品中 ， 苹果搭载的还是lightning接口；而在iPad产品线中 ， 则是USB-C与lightning接口并存；在MacBook笔记本产品线中 ， 苹果已经100%清一色切换到了USB-C接口 。
至于苹果到底有多挺快充 ， 下面我们分别从iPhone、iPad、MacBook、充电器四个产品线中进行分析 ， 用数据说话 。
1、iPhone
文章图片
图11/34
据我们统计 ， 目前苹果已有14款支持USB PD快充的手机 ， 其中仅两款标配了18W快充充电器 ， 其他机型均需自行购买 。 同时 ， 近期也能明显感受到 ， 自苹果iPhone 12发布会以来 ， 20W PD快充充电器就成为了消费类电源中备受关注的一类产品 。
文章图片
图12/34
从图表中可见 ， iPhone对快充的重大贡献有两个重要里程碑 。 首先 ， 早在2017年9月 ， 苹果自iPhone 8开始 ， 已经全系列支持快充 ， 并且对市场培育已久 。 其次 ， 2020年10月随着iPhone 12上市 ， 买手机不送充电器的策略让整个市场对20W PD快充购买需求暴涨 。
文章图片
图13/34
我们用一张图来直观的体现从iPhone 2G到iPhone 11 Pro Max的电池容量变化 ， 从最初iPhone 3G的1150mAh到iPhone 11 Pro Max的3969mAh ， 苹果已经发布了25款机型 ， 时间跨度12年 。
虽然电池容量跨度不大 ， 但所支持的充电功率的变化也非常稳定 ， 附送的充电器只从5W增大到了18W ， 支持的充电功率也只有5W-12W-18W的功率变化 。 只不过随机附带的祖传5W充电器 ， 统治了绝大多数iPhone产品 ， 这一点相比安卓阵营 ， 显得有些过于保守了 。
2、iPad
文章图片
图14/34
iPad也是苹果不可忽视的一条重要快充产品线 。 就当读者还在关注苹果iPhone何时切换到USB-C接口的时候 ， 苹果已经把高阶iPad逐步升级到了USB-C接口 。
文章图片
图15/34
据我们统计 ， 目前采用USB-C接口的iPad已经有5款 ， 并且均支持快充功能 ， 而且苹果还在包装盒中标配了USB PD快充 。
3、MacBook
文章图片
图16/34
苹果MacBook笔记本电脑全面标配了USB PD快充 ， 官网在售支持USB PD快充的充电器也占了绝大部分 ， 相信以后市面上会全面普及USB PD快充充电器 。 值得称道的是 ， 苹果12英寸New MacBook是全球第一款支持USB PD快充的数码设备 ， 由此开创了USB-C快充时代先河 。
文章图片
图17/34
苹果MacBook笔记本产品线分为12英寸New MacBook、13.3英寸MacBook Air、13.3英寸MacBook Pro、15.4英寸MacBook Pro以及16英寸MacBook Pro 。 标配的USB PD充电器也从最小的29W到最大的96W ， 笔记本的尺寸越大 ， 级别越高也就意味着性能越好 ， 功耗自然就越高 ， 所以苹果为不同尺寸不同级别的MacBook笔记本标配了不同功率档位的USB PD充电器 。
4、充电器
文章图片
图18/34
在充电器方面 ， 尤其是USB PD快充 ， 苹果一直保持了多个业界领先 ， 如29W是第一只USB-C口快充 ， 87W也是第一只大功率USB-C口快充 。 相比手机上的充电速度 ， 苹果的MacBook笔记本一直都是很超前的 。
文章图片
图19/34
这是苹果目前已经推出的所有支持USB PD快速充电充电器列表 ， 从最小的18W到最大的96W ， 共计8个型号 。 苹果的USB PD快速充电器产品线已经覆盖了几乎整个功率段 ， 而这其中除了18W PD快速充电器之外剩下的几乎都是MacBook笔记本电脑标配的充电器 。
文章图片
图20/34
再通过功率对比 ， 从高到低 ， 苹果历年推出的USB PD快充充电器功率变化一目了然 ， 其中最大功率为96W ， 最低功率为18W 。
四、苹果充电器发展史
苹果作为科技巨头 ， 其支持USB PD快速充电协议的推动其实早就已经有所表现 。 2015年首次搭载USB-C并支持USB PD快速充电的New MacBook ， 2016年的首款配备雷电3接口的MacBook Pro ， 到最近刚刚发布的新款Mac电脑 ， 苹果一直在为推进USB PD快充标准而努力着 。
在苹果即将推出大功率氮化镓快充之前 ， 我们先来一起了解苹果家族快充发展史 ， 回顾苹果快充前进轨迹 。
1、MacBook 12寸系列：首次支持PD快充并标配29W充电器
文章图片
图21/34
2015年 ， 当播放完宣传视频后 ， 库克带着新款New MacBook走上台 ， 同时伴随着的还有台下的掌声 。 是的 ， 这台就是苹果推出的最轻薄的12英寸New Macbook电脑 。
2015款New MacBook机身最厚的地方仅有13.1mm ， 重量不到1KG ， 之所以如此轻薄正是因为其砍掉了包括MagSafe、USB-A和雷电2等所有的接口 。 而这所有的一切都由USB-C来代替 ， 充电、数据传输等任务全部由这一个USB-C接口来完成 。
文章图片
图22/34
正是由于这个USB-C接口的加入 ， 苹果将原有的很多接口都砍掉了 ， 只保留了一个C口和一个3.5mm耳机孔 。 让笔记本电脑的主板变的非常之小 ， 集成度更高 ， 节省了更多的内部空间 ， 同时机身也变的更加轻薄 。
但成也C口 ， 败也C口 ， 就是这唯一的一个数据/充电接口 ， 产品是美丽了 ， 但是用户使用起来还是难免有些不便 。 不过也正因此 ， 苹果养活了一大批USB-C拓展坞厂商 ， 这就是让人又爱又恨的苹果 。
文章图片
图23/34
2015款New MacBook也是苹果首款配备USB-C接口的Mac电脑 ， 也正是因为此 ， 苹果开始在Mac电脑上普及USB-C ， 并且2015款New MacBook上面的USB-C接口支持充电、数据传输以及视频拓展 。
文章图片
图24/34
2015年首款New MacBook配备的是29W充电器 ， 但后续在2016年和2017年推出的MacBook配备的都是一个30W的PD充电器 ， 采用单USB-C输出设计 ， 支持最高30W的输出功率 。
2、MacBook Air系列重出江湖：配备30W PD充电器
文章图片
图25/34
2016年苹果并没有更新MacBook Air产品线 ， 直到2018年MacBook Air才被提起 。 而这一时期的MacBook Air也进行了升级 ， 机身更加轻薄 ， 砍掉多余的接口 ， 仅在左侧留下了2个雷电3接口 ， 并且附带的充电器依旧是30W PD快速充电器 。
文章图片
图26/34
不管是2018款、2019款、2020年初款 ， 直至2020年底苹果新推出的ARM版MacBook Air依然采用的是30W PD充电器 。 尽管苹果抛弃了功耗更高的intel处理器 ， 但是充电器依然保持不变 ， 至少目前在Air这条产品线上没有任何变化 。
3、13.3英寸MacBook Pro产品线获更新 ， 标配61W PD充电器
文章图片
图27/34
2016年苹果更新了MacBook产品线 ， 推出了新款MacBook Pro 。 此次的新款MacBook Pro大刀阔斧的砍掉了所有多余的接口 ， 仅留下了USB-C接口 ， 和上面的New MacBook相同 ， 此次MacBook Pro全系使用USB-C取代之前的MagSafe以及USB-A等接口 。 正因如此 ， 整体机身也变得更加轻薄 。
文章图片
图28/34
13.3英寸的MacBook Pro配备的是61W充电器 ， 实际看具体参数 ， 可见支持最高20.3V3A ， 也就是61W的充电功率 。 不过仔细看参数部分 ， 5V、9V、20V均有 ， 唯独缺少了15V电压档位 。
文章图片
图29/34
旧款61W充电器缺少15V电压档位对向iPad Pro这样需要15V充电档位的设备来说不是很友好 ， 所以苹果后面又推出了新款61W PD充电器 ， 新增了15V3A快充档位 。
2017款MacBook Pro也正式沿用了16款的设计 ， 侧面依旧标配了双雷电3接口 。 而标配的充电器则依旧是支持61W的输出功率 ， 这一‘传统’也在2020年底推出的ARM平台的13.3英寸MacBook Pro上面得以应用 。
4、15.4英寸MacBook Pro标配87W PD充电器
文章图片
图30/34
而15.4英寸的MacBook Pro由于体量更大 ， 功耗自然更高 。 所以苹果为其标配了更大功率的充电器：苹果87W PD充电器 ， 这也是当时苹果推出的最大功率的充电器 。
文章图片
图31/34
从参数中可以看出支持5.2V、9V以及20.2V三个输出电压档位 ， 唯独缺少12V电压档位 ， 到2019款的15.4英寸MacBook Pro上依旧使用的是87W PD充电器 。
5、苹果有史以来最大功率的PD充电器：96W
文章图片
图32/34
2019年11月13号 ， 苹果悄然在官方上架了新款MacBook Pro ， 新款MacBook Pro拥有16英寸的大屏幕 ， 可以看做是15英寸的升级版 ， 这是苹果有史以来最大尺寸的笔记本电脑 。
文章图片
图33/34
除了屏幕更大 ， 性能更强之外 ， 16英寸所配备的充电器也是更大的 。 此次苹果为16英寸的MacBook Pro配备了比15英寸更大的96W充电器 ， 但充电器的体积相较于此前的87W相差不大 。
细致观察一下参数 ， 支持5.2V3A、9V3A、15V3A、20.5V4.7A四个固定电压档位 ， 最高支持96W的输出功率 ， 这也是目前苹果笔记本电脑所标配的最大功率的充电器了 。
五、苹果推动氮化镓快充普及
苹果向来是科技行业的先行者 ， 其推出的产品经常会成为业界风向标 。 而这一次苹果氮化镓快充会给我们带来哪些惊喜 ， 从目前已知的信息来看 ， 还很难联想到具体产品 。 不过一旦苹果氮化镓快充推行市场 ， 势必对现有的氮化镓上下游生态带来重大利好 ， 这其中就包括氮化镓功率器件、氮化镓控制器、快充协议芯片、生产制造工厂等 。
先来看下目前已经进入氮化镓快充市场的功率器件企业 ， PI、纳微、英诺赛科、英飞凌、GaN Systems、氮矽、量微、聚能创芯、芯冠、能华等 。 其中不少原厂氮化镓功率器件已经出货量超过千万颗 ， 在市面上已经大规模商用 。
其次再来还有氮化镓控制器 ， 目前安森美、英飞凌、MPS、矽力杰、TI、南芯、美思迪赛、亚成微、昂宝、杰华特、艾科微等 。 2021年还会推出不少控制器与氮化镓功率器件合封的单芯片 ， 如此一来将会大大减少氮化镓充电器PCBA中的外围元器件 ， 简化制造流程 ， 提升生产效率 。
有了氮化镓功率器件和控制器 ， 快充协议芯片也不可或缺 。 此外生产制造工厂也会从中获益 ， 这也是氮化镓快充上游关键环节 。
六、总结
文章图片
图34/34
在iPhone12手机取消标配充电器的举措 ， 让苹果抢先霸占了不少媒体头条 。 但是在充电速度和充电配件的多样化方面 ， 苹果还是略显保守 。
不过 ， 回顾2015年发布的new MacBook ， 2017年发布的iPhone8 ， 不难发现苹果很早就已经在布局USB-C和USB PD快充 ， 只是边尝试、边摸索 。 由于iPhone出货量庞大 ， 加上其它安卓手机厂商在电池这件事上吃过亏 ， 苹果的快充技术谈不上激进 ， 并且略偏保守 。
在推广快充这件事上 ， 苹果还真是认真的 ， 因为苹果是USB-IF协会董事会核心成员 ， 在参与标准制定、市场推广方面 ， 起到了积极的推动作用 ， 这点有目共睹 。
大家关注苹果将于2021年推出氮化镓快充这件事上并非空穴来风 ， 一方面宣布iPhone不配充电器后 ， 遍布全球的Apple Store也需要上架更多的充电配件以供用户选择 ， 尤其是目前苹果产品线中缺少的多口USB-C充电器 。
另一方面苹果MacBook Pro笔记本电脑 ， 对于大功率的快充还是刚需 ， 目前苹果自家的充电器体积普遍偏大 。 相比于苹果在无线充、TWS耳机等外设上的大手笔研发投入 ， 充电器上的创新可谓是乏善可陈 。
最后 ， 氮化镓快充经过近年来的大规模应用 ， 技术上已经满足苹果的极苛要求 ， 并且产能上也可保障苹果用于标配笔记本出货的需求 。 成本也是苹果所关注的 ， 随着技术及市场化应用逐渐成熟 ， 大规模量产后 ， 成本将不是问题 ， 每年都会有一个重大突破 。 其中2022年氮化镓芯片将会与传统功率器件价格持平 ， 到了2023年甚至成本更具优势 。
苹果推出氮化镓快充 ， 这个将是2021年消费电源最劲爆的事件 ， 让我们一起等风来 。
推荐阅读
- 快报|“他，是能成就导师的学生”
- 产品|泰晶科技与紫光展锐联合实验室揭牌
- 空间|（科技）科普：詹姆斯·韦布空间望远镜——探索宇宙历史的“深空巨镜”
- 相关|科思科技：无人机地面控制站相关设备产品开始逐步发力
- 机身重量|黑科技眼控对焦23年后回归，升级！ 江一白解读EOS R3
- 样儿|从太空看地球新年灯光秀啥样儿？快看！绝美风云卫星图来了
- 新机|快准稳，捕捉每个高光瞬间！ 刘衡分享EOS R5拍摄体验
- 截图|靠抄袭对标苹果？心动黄一孟指责小米新版游戏中心抄袭TapTap
- 公司|科思科技：正在加速推进智能无线电基带处理芯片的研发
- 项目|常德市二中2021青少年科技创新大赛再获佳绩