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統一快充標準體系?前途光明、但道路或將很曲折

前沿科技 3年前 (2022) 虛像
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如今手機行業的 " 好日子 " 儼然已經一去不復返,這一點在各大統計機構所公布的數據中也都有所體現,并且全球智能手機出貨量下滑的態勢已持續了一段不斷的時間。而當藍海變成紅海,手機廠商們從做蛋糕變成搶蛋糕,內卷的程度自然也逐步升級,想必大家已經感受到了各廠商在影像與快充方面的 " 爭奇斗艷 "。

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如果說 Android 用戶在面對 iOS 用戶時最大的心理優勢,必然就是快充了。在如今 Android 陣營普遍配備 80W、100W,甚至 200W 快充,十幾分鐘就能充滿電池的情況下,iPhone 至今還在用著最高功率僅 27W 的 " 慢充 "。不過 Android 機型混亂的快充協議也讓用戶的實際體驗大打折扣,如果將 A 品牌的手機搭配 B 品牌的充電頭使用,快充效率一下子就會從云端墜落到地上。

這樣的結果,往往就是如果使用第三方充電器,Android 機型的充電效率甚至會與 iPhone 沒有本質上的差異,兩者都是只能使用通用的 USB PD 協議。

而這種手機廠商之間快充協議的不兼容,不僅僅讓消費者感到無所適從,也讓有關部門看不下去了。日前,中國通信標準化協會發起成立 " 終端快速充電技術與標準推進委員會 ",并且工信部相關負責人表示,將盡快構筑統一的快充標準體系。

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根據官方的說法,推動建立兼容統一的快充技術標準勢在必行,應不斷健全以自有技術為核心的快充標準體系,逐步實現我國智能終端設備充電標準的統一,減少電子垃圾、助力產業實現綠色發展。從環保的角度出發,我國統一快充技術標準與歐盟試圖統一電子設備充電接口一樣,無疑都是出于環保因素。據不完全統計,全球智能手機和物聯網設備的年出貨量已超過 20 億臺,每年僅多余的充電器就會產生超過 1.1 萬噸的電子垃圾和 60 萬噸的碳排放。

所謂快充技術,是指手機與充電器之間實現連接、識別、握手的方式。在功能機以及智能手機早期,絕大多數手機還使用可拆卸式的電池設計,并且當時 Micro USB 接口是主流,其主要功能是傳輸數據、充電只能算是 " 添頭 ",因此也幾乎沒有手機廠商去 " 折騰 " 快充技術。然而在電池技術進步幾乎停滯、手機普及一體化設計、APP 功能愈發繁復的情況下,續航也成為了用戶的痛點。

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在手機電池不可拆卸、且機身內部空間限制了電池不可能無限制膨脹的情況下,縮短充滿電池時間的快充技術就是從另一個方向解決續航問題的手段。由于功率等于電壓乘電流,因此早期快充技術主要就圍繞電壓和電流這兩個因素,誕生了低電壓高電流和高壓低電流兩種方向,但因為 Micro USB 接口能夠承載的電流最高僅 2A,因此彼時高通的 QC、聯發科的 PE 走的都是高壓低電流方向。

而同一時期,爆紅的 " 充電五分鐘,通話兩小時 " 背后,則是 OPPO 的低電壓高電流方案。當年用戶 OPPO 旗下支持 VOOC 快充技術機型的朋友應該會有這樣的印象,OPPO 手機配備的數據線與常見數據線并不相同,其接口處會是特別的綠色,而這其實就是 OPPO 改進了 Micro USB 的接口,通過增加觸針、使用自家充電頭來實現大電流快充,并且這也是私有快充協議的雛形。

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但快充最理想的解決方案自然就是大電壓 + 大電流,這時候分壓用的電荷泵或是將多個電芯串聯起來分散電壓,使用放電倍率(C 數)更高的電池來承受更高的電流,也成為了新的解決方案。然而單純的快充其實是沒有太多技術含量的,畢竟加大電壓和電流毫無難度,真正困難的是如何在使用電荷泵、多電芯 / 充電 IC 的情況下實現更高的轉化率,降低電能轉化為熱能的比例。

這也就是為什么魅族方面在 2017 年 MWC 上發布了 55W 超級快充技術,但直到 2021 年秋季亮相的魅族 18s Pro 上,使用的還是 40W 快充方案。華為在 2017 年發布的 P10 上商用 22.5W 快充時,實驗室里就有了 200W 快充,但到了 2021 年正式商用的方案才有 66W。而在保持溫度可控的情況下盡可能實現更高的充電功率,也早已成為手機廠商認定的技術競爭力所在。

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為了實現 " 低溫快充 ",歐加有 VOOC、vivo 有 SuperFlashCharge、華為有 SuperCharge、小米有澎湃秒充。目前,擁有 200W 超快閃充的 iQOO 無疑站在了頂端,接下來是歐加的 150W、努比亞的 135W、小米的 120W。但如果混用,結果就是體驗瞬間下降數個檔次。當然,這其實也是手機廠商有意為之,如若不然,消費者又怎會對自己花費巨資研發的快充技術有更為切身的感受呢。

然而對于消費者來說,私有協議在帶來充電效率提升的同時,其實也降低了通用性。想必用過各類共享充電寶的朋友都會有這樣的體驗,共享充電寶的效率和使用原裝充電器可謂是不可同日而語。而從社會層面來說,私有快充協議帶來的充電器、數據線專用,同時也意味著資源的浪費,對于環保顯然會有負面影響。

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但遺憾的是,如果從手機廠商的角度出發,將自研的快充協議適配其他品牌機型其實是件吃力不討好的事情,畢竟這需要花費更多的人力物力,以及溝通成本。授權費用過高、其他廠商不會買單,可授權費用低、幾乎就等于是既削弱自己產品的市場競爭力,還掙不到錢。因此當下還在做公有協議的廠商,往往是高通、聯發科、USB IF 等上游供應商或行業組織。

在某種意義上來說,無論是一年前華為、榮耀、小米、vivo、OPPO 成立的快充聯盟,還是如今的 " 終端快速充電技術與標準推進委員會 ",統一快充標準在名義其實并沒有太多難度,但實際推行起來就是另一回事了。而這則是因為快充技術經過多年的發展后,不同廠商的技術路線已經大不相同,所以也導致各家利益訴求會有極大差異,但彌合分歧可不是一件容易的事情。

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去年成立的快充聯盟在信通院牽頭下曾推出《移動終端融合快速充電技術規范》,并基于該規范做了一個融合快充標準(UFCS)。UFCS 協議是從充電器到手機的交互流程規范采用與 USB PD3.0 類似的策略,通過多檔調壓來實現不同功率的輸出,并最終可達 200W 以上的通用協議。然而 UFCS 幾乎是一個充滿妥協痕跡的協議,這或許也喻示著其未來極有可能會步統一推送聯盟的后塵。

早在 2019 年,谷歌方面曾做了一個在 Android 框架內統一快充標準的決策,也就是要求所有 Android 機型都必須支持 USB PD 快充協議才能使用 GMS 服務。盡管咋一看,這似乎讓海外市場的 Android 手機快充兼容性問題迎來了解決方案,可現實是上有政策下有對策,手機廠商確實讓產品都兼容了 USB PD 協議,可功率卻只有 15W、20W,等于是 " 蒙混過關 "。

統一快充標準體系?前途光明、但道路或將很曲折

在某種意義上,就與 2019 年谷歌要求所有 Android 手機必須支持 USB PD 快充協議,才能使用 GMS 服務一樣。這其中的問題就在于,不同機型的市場定位不同,導致廠商能夠給手機配備的快充規格也是各有不同的,就導致了無論 USB PD、還是 UFCS 必然要有快充級別區分,那么手機廠商就可以只兼容最低標準的 USB PD 或 UFCS。

更為重要的是,從成本的角度出發,在 USB PD、QC 兩大協議之外另起爐灶,就代表 USCS 需要與前面兩者有所差異。當然,UFCS 最大的亮點是支持廠家自定義鑒權,可在統一標準的基礎上實現私有功能,這也確實保障了各廠商的利益,但結果就是 UFCS 不再具備成本優勢,反而可能會是最貴的快充協議。因為既要兼容又要實現鑒權的情況下,電源管理芯片的復雜度就會提高、魯棒性就要降低,成本自然就會上升。

統一快充標準體系?前途光明、但道路或將很曲折

所以將來如果真的有支持 UFCS 的快充適配器上市,其價格上或許能與蘋果的原裝充電器有得一比。

【本文部分圖片來自網絡】

原文地址:http://www.myzaker.com/article/62e274fa8e9f090ef13237ba

版權聲明:虛像 發表于 2022年7月28日 pm9:32。
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