电子快充行业深度报告.docx
《电子快充行业深度报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子快充行业深度报告.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
电子快充行业深度报告
电子快充行业深度报告
电子快充行业深度报告
1目录
一、有线快充走向百瓦时代，协议兼容增强推动一充多...............3
（一）
手机能耗提升，推动快充功率走向百瓦时代....................3
（二）
快充技术协议兼容性不断增强，私有协议逐步走向开放9（三）
竞争格局：
产业链由国内企业主导，代工行业集中度较低...............................................................................................................15（四）
市场空间：
快充渗透率逐年提升，无线市场蓄势待发.20二、无线充电：
国内厂商推动无线充电走向快充时代................24
（一）
电磁感应为主流技术，使用场景有别有线充电..............24
（二）
无线充电发展趋势：
更高功率、更强散热及更灵活使用27（三）
竞争格局：
国内厂商积极布局上下游产业链，代工企业竞争激烈...................................................................................................33（四）
市场空间：
市场空间潜力巨大，未来应用前景广阔.....37三、相关标的...........................................................................39
21、领益智造：
收购充电模组龙头赛尔康，有望切入大客户无线充电.......................................................................................................392、信维通信：
一站式无线充电方案解决领先者，积极募投扩产413、奥海科技：
国内充电器代工龙头企业，积极开发快充及无线充电领域...............................................................................................424、安克创新：
以亚马逊等海外线上平台B2C销售为主，产品逐渐多元化...........................................................................................425、海能实业：
丰富产品线寻求利润增长点，全球布局优化客户结构.......................................................................................................436、圣邦股份：
国内模拟芯片领跑者，横向并购增强核心竞争力447、富满电子：
积极布局快充和MOSFET领域，进一步完善产业链.......................................................................................................45四、投资建议...........................................................................46五、风险提示...........................................................................46
3一、有线快充走向百瓦时代，协议兼容增强推动一充多
（一）
手机能耗提升，推动快充功率走向百瓦时代
1、耗电需求持续增长，快充技术应运而生手机能耗需求及锂电池性能限制催生快充方案。
（1）能耗需求：
智能手机在CPU运算处理性能、屏幕分辨率及宽带无线网络通信等方面的不断升级将使得手机耗电量相应提升。
（2）手机电池限制：
从近几年几大主流手机品牌所发布的手机来看，手机电池容量均有所提高。
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。
快充过程包含三阶段，恒定电流充电的持续时间及峰值电流大小是影响快充性能的主要因素。
（1）预充电：
对过放电池进行恢复性充电，使电池恢复活性，防止过高电流损坏电池。
（2）恒定电流充电（快充）：
当电池电压达到预充电电压阈值后，对电池进行大电流恒流充电。
在此充电阶段中，电池电量快速增加，电压不断增大，电流保持不变。
（3）恒定电压充电（涓流充电）：
当电池电压达到电压阈值后，电压不再增大，电流逐渐减小，以涓流充电的形式将电池电量充满。
由此
4可见，快充主要体现在恒定电流充电阶段。
因此，恒定电流充电阶段的持续时间及峰值电流大小是影响快充性能的主要因素。
传统快充方案包括高压低电流、低压高电流。
（1）高压低电流：
在充电器、充电线等接口最大承载电流的限制下，充电器输出高电压以提高传输功率。
再在手机端通过降压电路将高压低电流转换为电池可承受的低压高电流进行大电流充电。
（2）低压高电流：
打破接口承载电流的最大限制，充电器直接输出高电流到手机电池端进行大电流充电。
相较于高压低电流方案，低压高电流方案对硬件的物理属性要求更高，因此其成本更高，兼容性较差。
但由于传统降压电路效率较低（约90%），所以低压高电流方案发热损耗更少，充电效率更高。
52、快充技术发展趋势：
电压电流同步提升，更大功率与便携、安全并行发展快充趋势下，手机品牌厂商、第三方充电头品牌厂商争相通过技术升级推行具有更大功率、更安全、更便携的快充产品：
6
（1）更大功率：
快充功率的提升由充电器、数据线、终端电池协同完成。
一方面，电芯、数据线、接口的不断优化将使得整个充电环节可以承受更大的充电电流和电压；另一方面，电荷泵技术能够将降压电路的电压转换效率提高至接近100%，从而以极低的损耗实现更大功率的快充方案。
在此基础上，快充将不再局限于两种传统的方案，高压高电流方案将成为未来快充的主流发展方向。
OPPO125W超级闪充通过接口、线缆、电池三方协同，实现20V6.25A的高压高电流充电方案。
为了承载这样的高压高电流：
（1）在接口端，OPPO对接口处负责供电的针脚进行了更大接触面积的设计；
（2）在线缆端，除了加粗设计之外，OPPO还定制了E-marker加密线缆，仅在识别到加密信息之后才可支持高达6.25A的电流，防止不合格第三方数据线威胁用户使用安全；（3）在电池端，OPPO通过并联三电荷泵（转换效率高达98%）的方案进行电压转换，防止电荷泵过载，通过串联双6C电芯使得电芯能够对外承载10V12.5A高压高电流，同时通过多极耳技术进一步降低电芯阻抗，最小化充电过程中的发热情况。
7
（2）更便携：
GaN开关适应于高频率和高功率工作环境，是实现更小、更高效快充方案的重要组成：
第三代半导体材料GaN相较于传统Si半导体材料拥有更高的电子迁移速度，因此GaN具有更高的工作频率，更适用于高频率工作环境。
根据电磁感应定律，变压器次级产生的感应电动势（充电器提供的充电电压）与变压器线圈匝数、磁通量和电源频率成正比。
所以，GaN开关充电器能够通过更大的开关频率减少变压器线圈匝数，从而减小充电器体积。
此外，GaN作为宽禁带材料（即带隙高达3.4eV），其击穿电压更高，能承载的功率更高，更适宜作为高功率输出材料，从而实现更低开关损耗、更高效的充电器。
OPPO50W超闪饼干充电器通过GaN开关、钳位二极管、平板变压器及脉冲充电等技术将大功率快充充电器的体积缩小到极致。
OPPO50W超闪饼干充电器不仅使用了GaN开关，还使用高频平板变压器替代传统体积较大的线圈式变压器、利用体积更小的航空级器件钳位二极管对电路进行过压保护、通过脉冲充电方案替代传统充电器中体积巨大的电解电容设计，将快充充电器的便携性做到极致。
8（3）更安全：
快充功率的不断提升伴随着对充电环节安全性的更高要求，其中最重要的就是散热和温度控制。
一方面，VC液冷散热、石墨烯、高导散热凝胶等具有突出导热性能的新材料、技术不断地应用在终端电池的物理散热中。
另一方面，厂家在推出更大功率快充时也相应搭配了完整的温度控制解决方案。
通过温度传感器、温控芯片、智能充电模式、硬件过载保护机制等技术全方位保障快充的应用安全。
9
（二）
快充技术协议兼容性不断增强，私有协议逐步走向开放
快充技术包括从充电器到设备的一整套快充方案设计，充电协议为快充技术的一部分，协议规定了设备和充电器的通信方式。
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，高通、联发科、USB-PD的通信协议为公有协议（对外出售或免费公开），华为、OPPO的通信协议为私有协议（手机厂商自用），设备和充电器只有在成功进行协议握手后方能开启快充。
握手过程由充电器或手机中的某一方主动发起，另一方根据所收到的信息做出反应。
协议通信方式可以分为三种：
基于D+D-线的通信模式、基于VBUS线的脉冲电流指令以及基于CC线的BMC编码通信。
D+D-线通信是通过在D+D-端施加不同的电压实现的，每组不同的电压值对应适配器的不同电压输出规格；VBUS线通信通过在该线上传输不同的脉冲电流信号实现，设备通过发送脉冲电流信号请求充电器调升或调降电压；CC线通信指设备和充电器通过在该线上互相传输BMC（Bi-phaseMarkCode）编码进行电压电流规格的请求。
101、趋势一：
快充技术方案逐步实现对USB-PD协议的兼容2021年起，各家快充技术对USB-PD协议的兼容性增强，USB-IF协会致力于统一快充市场。
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。
由于USB-IF协会负责USB接口的定义，能够对协议通信起到一定的强制作用，各快充技术厂商业也为了提升
11消费者使用体验而选择兼容其他协议。
2021年起，各家快充技术逐渐实现对USB-PD协议的兼容。
12由于PD通信是在CC线上进行的，快充技术要兼容PD协议需要满足设备的接口处有CC针脚。
引入CC针脚有两种方式，一是直接采用Type-C接口，二是在Type-A接口的基础上进行改造，加入CC针脚。
13USB-PD协议预先定义了五组电压电流参数，其他快充技术厂商在兼容USB-PD协议时可以选择直接采用PD协议预定义的参数，也可以自定义瓦数。
为了满足各快充厂商对不同的充电瓦数的要求，USB-IF协会在USB-PD技术规范中引入PPS功能。
2021年，USB-IF协会发布PD3.0version1.1，在原有的PD3.0技术规范中填加PPS（ProgrammablePowerSuppply）可编程电源功能，提升对电压电流的调控精度，达到20mV/step的电压调控以及50mA/step的电流调控，使得各厂商在使用非USB-PD预设的电流电压参数时可以实现高效率充电，进一步推动了对USB-PD协议的兼容。
142、趋势二：
私有协议正逐步走向开放，华为、OPPO开放快充技术授权华为、OPPO先后开放快充技术授权，被授权厂商将可以生产支持相应快充技术的芯片及配件。
华为于2021年12月公开快充技术，供充电器生产商、协议芯片厂商等免费使用，目前已通过授权的协议芯片厂商包括立锜科技、伟诠电子、天钰科技、南芯科技等。
2021年11月，OPPO宣布对外授权VOOC闪充技术，目前共有23家企业获得相关授权。
3、趋势三：
协议兼容性增强、私有协议逐步开放，一对多充成为可能快充技术对协议的兼容性增强，手机端可以支持的快充协议逐步增多。
如华为、OPPO一类拥有自己快充技术的手机厂商开始对公有协议进行兼容，消费者使用支持公有协议的充电插头即可实现快充。
但这种兼容仍存在一定的局限性，出于安全考虑，手机厂商一般会选择兼容低功率的公有协议，想要达到最高瓦数充电仍需使用特定的充
15电插头。
私有协议逐步开放授权，一台充电器可以支持不同快充技术的手机快充。
私有协议开放授权后，协议芯片厂商可以设计支持私有协议的协议芯片，充电器厂商可以生产支持私有协议的充电插头，进而满足更多设备的供电需求。
（三）
竞争格局：
产业链由国内企业主导，代工行业集中度较低
有线充电产业链上游为电子元器件及IC供应商，下游为有线充
16电器代工厂、品牌商。
上游电子元器件供应商主要来自国内企业，电阻电容生产商包括艾华集团，氮化镓MOS管生产商包括三安光电等，IC供应商主要为国外企业如德州仪器，国内企业包括圣邦股份、富满电子；下游代工厂如赛尔康、奥海科技，品牌商如安克、墨菲等。
充电器价值结构中，芯片类产品占比较高。
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，如德州仪器、PowerIntegrations、意法半导体等，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。
全球模拟类IC市场为国外厂家垄断，国内厂家逐渐崛起。
模拟类IC可分为信号链类和电源管理类。
据ICInsights统计数据，德州仪器销售额位列第一，占全球市场的19%，公司针对个人电子产品的模拟类IC销售约占公司营收的23%；ADI位列第二，占全球市场的10%，针对个人电子产品的模拟类IC销售约占公司营收的13%；英飞凌位列第三，占全球市场的7%，电源管理方
17面业务收入约占公司营收的30%。
全球范围内，国外厂家占据电源管理芯片90%的市场；在国内，有80%的电源管理IC市场被国外厂家占据。
圣邦股份、富满电子等中国本土电源管理芯片厂商逐渐崛起，产品由低功率向中高功率发展，逐步走向国产替代。
赛尔康在充电器代工领域具有绝对优势，但代工市场总体集中度较低。
2021年充电器代工市场中赛尔康处于首位，出货量在2亿左右，占据11%的份额；奥海科技为第二大企业，市场份额约为6%。
其他代工企业主要包括DongyangE&P（韩国）、伟创力、飞宏科技、雅达电子、光宝科技等，均有知名手机、电脑厂商作为企业客户。
自有品牌充电器市场竞争较为集中。
贝尔金、安克、Incipio、Jasco、
18Atomi、360Electrical、飞利浦、Aukey、IClever、Scoshe为全球前十大自主品牌充电器厂商，2021年占据全球自有品牌充电器销量的43%。
19
20
（四）
市场空间：
快充渗透率逐年提升，无线市场蓄势待发
2021年快充市场空间达986亿元，未来三年CAGR为40%。
快充市场增长驱动力主要来自渗透率提高（即10W以上占比）。
根据我们测算，2021年整体有线充电器市场空间为1081亿元，其中快充986亿元，2021-22年CAGR为40%。
21具体测算方法及核心假设如下：
核心方法：
采取“充电市场空间=各功率充电器出货量×ASP”的方式预测。
其中，手机充电器出货量=原配充电器+向第三方购买量（假设为30%手机出货量），可穿戴设备和电脑充电器出货量=终端设备出货量。
同时，将充电器分为四个档位：
5-10W（苹果手机+大部分千元机+可穿戴）、10-30W（安卓中高端手机）、功率30W以上（安卓中高端手机+电脑）、GaN工艺快充（安卓中高端手机）。
核心假设：
（1）各单位出货量比例：
根据我们统计，大部分千元机标配充电器仍为10W以下普通充电器，
221500元以上HMOV多搭载快充（18W/22.5W30W居多），苹果除高端机型外仍标配5V1A，三星全系列基本都是搭载25W快充，30W以上闪充/搭载GaN开关的充电器仍只在少量高端机型配备。
据此，我们假设2021年手机充电器5-10W/10-30W/30W以上分别占45%/50%/4%/1%，且快充比例逐年提升。
（2）各档位ASP：
根据我们统计，10-30W/30W以上/GaN充电器平均售价分别在60/120/200元左右，我们按照BOM成本为售价的50%计算，并逐年降低。
23
24
二、无线充电：
国内厂商推动无线充电走向快充时代
（一）
电磁感应为主流技术，使用场景有别有线充电
1、电磁感应式无线充电是目前无线充电的主流技术方案以“电磁感应定律”为原理，电磁感应技术占无线充电市场主导地位。
（1）技术原理：
无线充电板通过电磁感应给手机线圈供电。
闭合线圈通入交流电时，交流电会在空气中激发出变化的磁场，使另一个线圈感应出交流电，从而实现电流的隔空转移。
以手机无线充电板为例：
转换器将市电转化为无线充电板可用的低压交流电通入充电板内的闭合线圈以产生磁场。
当手机与充电板靠近时，手机内的线圈感应出交流电，经整流后转化为直流电进行充电。
（2）主导市场地位：
凭借技术难度低、起步早、产业链完善等优势，电磁感应式无线充电设备在2021年就已占据整个无线充电市场的85%。
在手机等小功率充电市场，电磁感应占比近100%；在电动汽车等大功率充电市场，电磁感
25应和电磁共振两种技术均有采用。
电磁感应技术存在充电距离短、位置要求严苛的缺点。
（1）充电距离短：
电磁感应出的磁场发散性强，磁场强度随距离增大迅速衰减，所以手机必须与无线充电板保持较近距离（毫米以内）才会有较高的传输效率。
（2）摆放位置要求精准：
由于磁场的辐散发射特性，送电线圈只有与受电线圈对准时才可实现高效电能传输。
因此，手机与无线充电板错位时将无法进行正常充电。
电磁感应技术目前已大量使用于接触式无线充电场景。
目前电动牙刷、手机、可穿戴设备等均采用电磁感应式无线充电技术。
在许多公共场景中电磁感应技术也得到了广泛运用，如将供电装置以无线充电板的形式内嵌在办公桌、餐桌、汽车等场景中。
262、电磁共振式无线充电具有更高能力传输效率，但技术难度较大，尚未普及电磁共振技术采用“共振”原理提高能量传输效率，具有三大核心优势。
电磁共振式无线充电技术通过精密的线圈设计使两个线圈具有相同的共振频率，从而获得最大的能量传输效率。
核心优势：
（1）传输距离更长：
电磁共振技术的有效充电距离达到了数厘米远；
（2）摆放位置更灵活：
电磁共振技术对设备的摆放位置要求较宽松，无需精准接触，应用场景更灵活；（3）多设备同时充电：
在前两个核心优势的基础上，电磁共振技术可以实现一对多同时充电。
因此，电磁共振技术在性能上可以视作电磁感应技术的改良方案。
电磁共振技术存在远距离充电效率有限、技术成本高的劣势，在消费电子市场尚未普及，但在中、微型功率电子市场具有独特潜力。
劣势：
27
（1）远距离传输会降低充电效率：
目前，手机、可穿戴设备等小型设备仅能做到5cm范围内的5W电磁共振式无线充电，虽然相比电磁感应式无线充电有所提升，但技术成熟程度还远达不到商用要求；
（2）技术成本高：
电磁共振技术的电路复杂且共振频率调校对技术要求较高，产品成本高昂，能够实现该技术的公司较少。
应用场景：
消费电子无线充电市场上几乎没有电磁共振技术的身影，仅有戴尔Latitude7000笔记本等少量数码产品使用了电磁共振技术。
虽然目前电磁共振技术仍不成熟，但其厘米级传输距离也有特定应用场景，如向PC、TV、家用电器此类具有中等功率、内部供电模组离墙面较远的电子产品供电，或是向微小功率、位置较固定的小型传感器供电。
（二）
无线充电发展趋势：
更高功率、更强散热及更灵活使用
1、国内厂商带领行业步入无线快充时代苹果与三星最先发布无线充电手机，但20W以上的高功率无线快充由国产厂商率先推出。
苹果于2021年发布支持7.5W无线充电的iPhoneX，之后一直没有增大功率。
三星于2021/2021/2021年分别推出支持10W/12W/15W的无线充电手机，一直保持慢速增长。
近三年来功率增长较为迅速的是国内的华为、小米、OPPO等厂商，华为于2021/2021/2021年分别推出了支持15W/27W/40W无线充电的手机，小米于2021/2021/2021年分别推出了支持10W/30W/50W无线充电的手机，OPPO于2021年连续推出了支持40W/65W无线充电的手机，一加于2021年推出了支持30W无线充电的手机。
28
提升无线充电功率的三种途径：
增大充电板功率、提高线圈的传输效率、提高手机的接收负荷能力。
无线充电系统由充电板、线圈组合、手机组成。
增大充电板功率的方法有：
（1）增加线圈数量，如OPPO采用并联双线圈方案，成倍提高充电功率；
（2）减小充电板电路器件的内阻、导通损耗；提高线圈组合传输效率的方法有：
（1）减少线圈内阻的损耗，如小米采用多股绕线技术，通过削弱线圈的趋肤效应以降低线圈电阻；
（2）增强磁场耦合性能，如小米采用了具有较高磁导率的纳米晶材料，使感应磁场分布更集中。
提高手机接收负荷能力的方法有：
（1）采用电荷泵技术，如OPPO的并联三电荷泵方案，小米的单层级电荷泵方案。
（2）提升电芯数量与质量，如小米10采用了双电芯方案在手机中放入了两块电池，OPPO改进电芯质量，
29采用6C电芯提高电池负荷能力。
大功率方案主要通过私有协议实现，公有协议WPC也逐渐走向大功率化：
公有协议之Qi标准：
基于无线充电磁感应和磁共振技术，适用于90%无线充电产品。
Qi标准是由无线充电联盟WPC制定的短距离低功耗无线感应式充电标准。
Qi标准以电磁感应式无线充电技术为主，由于电磁感应式技术是目前无线充电的主流技术方案，所以Qi标准也相应覆盖了目前市场上绝大多数的无线充电设备。
公有协议之AirFuel标准：
专注无线充电磁共振和射频技术，提供最多样化应用方案。
AirFuel标准推行的磁共振技术能同时对多个设备充电，最大充电距离可达5厘米；射频技术更能够支持几厘米到一米范围内的低功率充电，在充电空间上更为灵活，从而更好地应用在特定充电场景，如：
可穿戴设备、医疗设备、电子汽车等领域。
大功率无线充电方案主要通过厂商私有协议实现，WPC将推行更高
30功率Qi新标准。
目前市场上主要的无线快充产品均兼容Qi标准，但手机厂商主推的高功率无线充电方案均依靠私有协议实现。
Qi标准下的最大充电功率无法满足许多无线充电产品的功率需求，通用Qi标准未能有效规范和统一无线充电行业的充电协议。
但为了适应高速发展的大功率无线充电协议，WPC也着手定义30W到120W的Qi2.0标准。
2、主被动方案协同解决无线充电散热问题增大功率带来的温度上升会对手机健康产生损害。
交流电通过发射段的线圈时，线圈的电阻在电流的作用下产生热量，充电功率越高产生的热量也就更多。
如果热量不能及时排出，会对整个供电电路元器件的性能、安全性、手机电池健康程度产生负面影响。
无线充电功率从5W增大到65W，产生的热量也在不断增加。
如何在增大充电功率的同时提升散热效率成了手机进入快充时代必须要克服的问题。
提升散热效率的方式有半导制冷器（被动）、风扇（主动）等。
业界会选择其中一种方式或结合两种方式来对无线充电板进行散热。
小米采用了散热风扇+散热片方案；一加、华为采用了散热风扇方案、OPPO采用了蝶翼风扇+
31半导体制冷器方案。
典型方案如OPPO的65WAirVooc，采用了风冷+半导体制冷器的主被动散热方案。
充电板板与手机的热量先被TEC半导体制冷器（14）传递到风道区域，然后风扇（17）从进风口（18）
升级会员 