蘋果推出氮化鎵快充釋放了哪些信號?
近日,行業媒體一則消息引起了充電頭網的關注,2021年蘋果公司將會推出基於氮化鎵功率器件的大功率USB PD快充,與目前基於矽的充電器相比,該產品體積更小、重量更輕、更高效。在此之前,充電頭網也關注到了蘋果公司充電配件的進一步動態,下面跟大家一起聊聊蘋果入局氮化鎵快充,釋放了哪些信號。
一、蘋果入局氮化鎵快充
既然把充電器作為選配後,蘋果現有電源配件產品大多還是基於上一代技術開發的,無論是體積,還是外觀,走的是沉穩路線。隨著消費者對充電器小型化呼聲越來越高,並且多口USB-C充電器易用性得到認可,蘋果充電器產品線顯得有點“廉頗老矣”。
根據蘋果現有產品與使用GaN芯片的適配器體積比較,這也是眾廠商津津樂道的話題,使用GaN芯片的適配器體積優勢明顯,是現有產品的一半。來自充電頭網觀察,目前GaN在適配器上的可靠性已經經過市場驗證,蘋果幾乎肯定會引用GaN到自家適配器產品上,將適配器小型化、輕量化。
氮化鎵(gallium nitride,GaN)是第三代半導體材料,其運行速度比舊式傳統矽(Si)技術加快了二十倍,並且能夠實現高出三倍的功率,用於尖端快速充電器產品時,可以實現遠遠超過現有產品的性能,在尺寸相同的情況下,輸出功率提高了三倍。
來自充電頭網數據顯示,2020年已經有10家手機廠商推出了18款氮化鎵快充。OPPO、Realme、小米、努比亞、三星、聯想、堅果、中興都進入氮化鎵快充市場,推出了種類豐富的產品,一時間市場變得熱鬧非凡。平時走在行業前列的蘋果,突然在氮化鎵快充這件事情上掉隊了。
DELL推出了90W大功率氮化鎵快充
氮化鎵快充在手機品牌和第三方品牌的推動下,20W-120W氮化鎵快充產品多達數百款,款式相當豐富。除此之外,筆記本電腦廠商也殺入了氮化鎵快充市場,尤其是65W和以上大功率,代表品牌有聯想、華碩、戴爾、小米。
如果按照市場的增速,氮化鎵快充已經超過了100%複合增長,甚至更高。氮化鎵跟快充的搭配,可謂是左麟右李組合。上游研發獲得突破,手機、筆記本廠商看好快充應用,消費者願意為產品埋單。
雖然蘋果自家還沒有推出氮化鎵快充,但是不得不說,蘋果對行業的推動又是至關重要的。
眾所周知,iPhone 12 Pro、iPhone12 Pro Max、iPhone12、iPhone12 mini這幾款新機型,包裝裡只有一台iPhone手機、一根USB-C to Lightning快充數據線、資料說明手冊,就像發布會中介紹一樣,蘋果為環保實現減少碳排放,在iPhone12系列中充電器已不再作為標配物品放入包裝內。
蘋果給出的理念是科技環保,面對數十億重複的配件,也為了蘋果減少更多的碳排放目的,從2020年10月起,所有在售iPhone均不再包含充電器。
不再包含充電器與耳機讓iPhone包裝盒重量與大小都同步下降,讓運輸貨盤上可多裝載70%的iPhone,為iPhone運輸至全球不同位置消費者手中產生的碳排放每年可減少200萬噸,相當於路面上減少45萬台汽車。
二、從大數據看蘋果對快充的影響
手機充電器原來是跟手機一比一標配的市場,蘋果開創了不送充電器先例,眾廠商緊隨其後。蘋果如果入局氮化鎵快充,會給市場帶來多大蛋糕呢?下面充電頭網根據蘋果iPhone年度出貨量,以及MacBook出貨量分別進行分析。
充電頭網查詢了多份2020手機出貨數據,蘋果出貨量穩居全球前五。其中2020年Q3季度,根據國際市場研究機構Canalys數據顯示,蘋果在今年第三季度出貨量達到了4320萬部。相比其他安卓手機品牌,蘋果iPhone的客單價要高出不少,用戶在選購個性化配件的意願也會更加強烈。
蘋果iPhone 12不送充電器令第三方充電頭廠商需求暴漲,數十家產生推出了熱銷20W mini PD快充充電器。根據充電頭網從電商平台獲取銷售數據顯示,目前已有多款第三方20W PD快充的30天銷量過十萬台。
伴隨而來的還有,芯片缺貨每年都時有發生,而今年則尤為顯著。自進入下半年以來,各個領域的芯片供求關係一度十分緊張,蘋果的電源芯片也出現缺貨情況。而自從iPhone 12上市後,芯片缺貨風波更是在消費類電源領域大肆擴散,充電器工廠交期也長達45-60天,並且愈演越烈。
可想而知,蘋果還只是iPhone12不標配充電器,未來還有iPhone13、iPad等設備也會加入到科技環保中來,屆時上游芯片、代工廠供貨又將步入新一輪緊張局面。
根據市場研究機構Strategy Analytics最新公佈的數據就顯示,今年三季度,蘋果筆記本電腦共出貨600萬台,較去年同期的430萬台增加170萬台,同比大增39%。蘋果的M1處理器搭配自家macOS操作系統,將會成為現有Wintel聯盟強有力挑戰者。
來自IDC的調研數據顯示,2020年,受疫情影響的中國PC市場猶如過山車一般,2020第一季度中國PC市場同比下降28.1%, 但之後的三個季度同比增長分別都在10%左右。2021年將會發生什麼?IDC中國助理副總裁王吉平先生認為,2021年中國PC市場預計增長10.7%,繼續保持強勁勢頭。
其中在筆記本電腦領域,拉動增長的大環境如中小學生專用網課筆記本、筆記本屏幕大屏化、遊戲筆記本的分級與融合等。
近期京東聯合充電頭網發布了熱門氮化鎵充電器銷量排行榜,數據來自京東APP11月銷量,這是京東首次披露65W氮化鎵快充這一單品市場銷量排行,更是業界獲取行業熱門產品的權威數據。
自蘋果取消手機標配充電器以來,小米、三星紛紛跟進,取消手機標配充電器逐漸成為行業趨勢。手機廠商的這一舉措也促進了多口氮化鎵快充配件市場的發展,並成為主流。而從京東65W氮化鎵銷量排行榜中,10款產品中有9款為多口設計,僅1款為單口設計。
再來看看京東聯合充電頭網發布20W PD快充銷量排行榜,這份榜單數據依舊來源於京東APP11月銷量。在20W這個功率範圍,銷量第一的為蘋果原裝20W快充,可見雖然蘋果不配充電器,但是用戶對原裝充電器還是情有獨鍾。蘋果這款充電器的售價為149元,是第三方充電器的2-3倍。
三、蘋果快充家族
USB PD快速充電協議是今後電子設備快充的發展趨勢,而現在也有越來越多的電子設備開始支持PD快速充電。USB PD快速充電是USB-IF推出的一項快充標準,旨在推動電子設備快充協議的統一,而且也獲得了蘋果、谷歌、英特爾等科技巨頭的支持。
蘋果在支持USB PD快充這件事上,也算是走在了行業前列。只是受制於蘋果自己的MFi生態,在iPhone產品中,蘋果搭載的還是lightning接口;而在iPad產品線中,則是USB-C與lightning接口並存;在MacBook筆記本產品線中,蘋果已經100%清一色切換到了USB-C接口。
至於蘋果到底有多挺快充,下面我們分別從iPhone、iPad、MacBook、充電器四個產品線中進行分析,用數據說話。
1、iPhone
據充電頭網統計,目前蘋果已有14款支持USB PD快充的手機,其中僅兩款標配了18W快充充電器,其他機型均需自行購買。同時,近期也能明顯感受到,自蘋果iPhone 12發布會以來,20W PD快充充電器就成為了消費類電源中備受關注的一類產品。
從圖表中可見,iPhone對快充的重大貢獻有兩個重要里程碑。首先,早在2017年9月,蘋果自iPhone 8開始,已經全系列支持快充,並且對市場培育已久。其次,2020年10月隨著iPhone 12上市,買手機不送充電器的策略讓整個市場對20W PD快充購買需求暴漲。
充電頭網用一張圖來直觀的體現從iPhone 2G到iPhone 11 Pro Max的電池容量變化,從最初iPhone 3G的1150mAh到iPhone 11 Pro Max的3969mAh,蘋果已經發布了25款機型,時間跨度12年。
雖然電池容量跨度不大,但所支持的充電功率的變化也非常穩定,附送的充電器只從5W增大到了18W,支持的充電功率也只有5W-12W-18W的功率變化。只不過隨機附帶的祖傳5W充電器,統治了絕大多數iPhone產品,這一點相比安卓陣營,顯得有些過於保守了。
2、iPad
iPad也是蘋果不可忽視的一條重要快充產品線。就當讀者還在關注蘋果iPhone何時切換到USB-C接口的時候,蘋果已經把高階iPad逐步升級到了USB-C接口。
據充電頭網統計,目前採用USB-C接口的iPad已經有5款,並且均支持快充功能,而且蘋果還在包裝盒中標配了USB PD快充。
3、MacBook
蘋果MacBook筆記本電腦全面標配了USB PD快充,官網在售支持USB PD快充的充電器也佔了絕大部分,相信以後市面上會全面普及USB PD快充充電器。值得稱道的是,蘋果12英寸New MacBook是全球第一款支持USB PD快充的數碼設備,由此開創了USB-C快充時代先河。
蘋果MacBook筆記本產品線分為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。標配的USB PD充電器也從最小的29W到最大的96W,筆記本的尺寸越大,級別越高也就意味著性能越好,功耗自然就越高,所以蘋果為不同尺寸不同級別的MacBook筆記本標配了不同功率檔位的USB PD充電器。
4、充電器
在充電器方面,尤其是USB PD快充,蘋果一直保持了多個業界領先,如29W是第一隻USB-C口快充,87W也是第一隻大功率USB-C口快充。相比手機上的充電速度,蘋果的MacBook筆記本一直都是很超前的。
這是蘋果目前已經推出的所有支持USB PD快速充電充電器列表,從最小的18W到最大的96W,共計8個型號。蘋果的USB PD快速充電器產品線已經覆蓋了幾乎整個功率段,而這其中除了18W PD快速充電器之外剩下的幾乎都是MacBook筆記本電腦標配的充電器。
再通過功率對比,從高到低,蘋果歷年推出的USB PD快充充電器功率變化一目了然,其中最大功率為96W,最低功率為18W。
四、蘋果充電器發展史
蘋果作為科技巨頭,其支持USB PD快速充電協議的推動其實早就已經有所表現。2015年首次搭載USB-C並支持USB PD快速充電的New MacBook,2016年的首款配備雷電3接口的MacBook Pro,到最近剛剛發布的新款Mac電腦,蘋果一直在為推進USB PD快充標準而努力著。
在蘋果即將推出大功率氮化鎵快充之前,我們先來一起了解蘋果家族快充發展史,回顧蘋果快充前進軌跡。
1、MacBook 12寸系列:首次支持PD快充並標配29W充電器
2015年,當播放完宣傳視頻後,庫克帶著新款New MacBook走上台,同時伴隨著的還有台下的掌聲。是的,這台就是蘋果推出的最輕薄的12英寸New Macbook電腦。
2015款New MacBook機身最厚的地方僅有13.1mm,重量不到1KG,之所以如此輕薄正是因為其砍掉了包括MagSafe、USB-A和雷電2等所有的接口。而這所有的一切都由USB-C來代替,充電、數據傳輸等任務全部由這一個USB-C接口來完成。
正是由於這個USB-C接口的加入,蘋果將原有的很多接口都砍掉了,只保留了一個C口和一個3.5mm耳機孔。讓筆記本電腦的主板變的非常之小,集成度更高,節省了更多的內部空間,同時機身也變的更加輕薄。
但成也C口,敗也C口,就是這唯一的一個數據/充電接口,產品是美麗了,但是用戶使用起來還是難免有些不便。不過也正因此,蘋果養活了一大批USB- C拓展塢廠商,這就是讓人又愛又恨的蘋果。
2015款New MacBook也是蘋果首款配備USB-C接口的Mac電腦,也正是因為此,蘋果開始在Mac電腦上普及USB-C,並且2015款New MacBook上面的USB-C接口支持充電、數據傳輸以及視頻拓展。
2015年首款New MacBook配備的是29W充電器,但後續在2016年和2017年推出的MacBook配備的都是一個30W的PD充電器,採用單USB-C輸出設計,支持最高30W的輸出功率。
2、MacBook Air系列重出江湖:配備30W PD充電器
2016年蘋果並沒有更新MacBook Air產品線,直到2018年MacBook Air才被提起。而這一時期的MacBook Air也進行了升級,機身更加輕薄,砍掉多餘的接口,僅在左側留下了2個雷電3接口,並且附帶的充電器依舊是30W PD快速充電器。
不管是2018款、2019款、2020年初款,直至2020年底蘋果新推出的ARM版MacBook Air依然採用的是30W PD充電器。儘管蘋果拋棄了功耗更高的intel處理器,但是充電器依然保持不變,至少目前在Air這條產品線上沒有任何變化。
3、13.3英寸MacBook Pro產品線獲更新,標配61W PD充電器
2016年蘋果更新了MacBook產品線,推出了新款MacBook Pro。此次的新款MacBook Pro大刀闊斧的砍掉了所有多餘的接口,僅留下了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,整體機身也變得更加輕薄。
13.3英寸的MacBook Pro配備的是61W充電器,實際看具體參數,可見支持最高20.3V3A,也就是61W的充電功率。不過仔細看參數部分,5V、9V、20V均有,唯獨缺少了15V電壓檔位。
舊款61W充電器缺少15V電壓檔位對向iPad Pro這樣需要15V充電檔位的設備來說不是很友好,所以蘋果後面又推出了新款61W PD充電器,新增了15V3A快充檔位。
2017款MacBook Pro也正式沿用了16款的設計,側面依舊標配了雙雷電3接口。而標配的充電器則依舊是支持61W的輸出功率,這一’傳統’也在2020年底推出的ARM平台的13.3英寸MacBook Pro上面得以應用。
4、15.4英寸MacBook Pro標配87W PD充電器
而15.4英寸的MacBook Pro由於體量更大,功耗自然更高。所以蘋果為其標配了更大功率的充電器:蘋果87W PD充電器,這也是當時蘋果推出的最大功率的充電器。
從參數中可以看出支持5.2V、9V以及20.2V三個輸出電壓檔位,唯獨缺少12V電壓檔位,到2019款的15.4英寸MacBook Pro上依舊使用的是87W PD充電器。
5、蘋果有史以來最大功率的PD充電器:96W
2019年11月13號,蘋果悄然在官方上架了新款MacBook Pro,新款MacBook Pro擁有16英寸的大屏幕,可以看做是15英寸的升級版,這是蘋果有史以來最大尺寸的筆記本電腦。
除了屏幕更大,性能更強之外,16英寸所配備的充電器也是更大的。此次蘋果為16英寸的MacBook Pro配備了比15英寸更大的96W充電器,但充電器的體積相較於此前的87W相差不大。
細緻觀察一下參數,支持5.2V3A、9V3A、15V3A、20.5V4.7A四個固定電壓檔位,最高支持96W的輸出功率,這也是目前蘋果筆記本電腦所標配的最大功率的充電器了。
五、蘋果推動氮化鎵快充普及
蘋果向來是科技行業的先行者,其推出的產品經常會成為業界風向標。而這一次蘋果氮化鎵快充會給我們帶來哪些驚喜,從目前已知的信息來看,還很難聯想到具體產品。不過一旦蘋果氮化鎵快充推行市場,勢必對現有的氮化鎵上下游生態帶來重大利好,這其中就包括氮化鎵功率器件、氮化鎵控制器、快充協議芯片、生產製造工廠等。
先來看下目前已經進入氮化鎵快充市場的功率器件企業,PI、納微、英諾賽科、英飛凌、GaN Systems、氮矽、量微、聚能創芯、芯冠、能華等。其中不少原廠氮化鎵功率器件已經出貨量超過千萬顆,在市面上已經大規模商用。
其次再來還有氮化鎵控制器,目前安森美、英飛凌、MPS、矽力傑、TI、南芯、美思迪賽、亞成微、昂寶、傑華特、艾科微等。2021年還會推出不少控制器與氮化鎵功率器件合封的單芯片,如此一來將會大大減少氮化鎵充電器PCBA中的外圍元器件,簡化製造流程,提升生產效率。
有了氮化鎵功率器件和控制器,快充協議芯片也不可或缺。此外生產製造工廠也會從中獲益,這也是氮化鎵快充上游關鍵環節。
六、充電頭網總結
在iPhone12手機取消標配充電器的舉措,讓蘋果搶先霸占了不少媒體頭條。但是在充電速度和充電配件的多樣化方面,蘋果還是略顯保守。
不過,回顧2015年發布的new MacBook,2017年發布的iPhone8,不難發現蘋果很早就已經在佈局USB-C和USB PD快充,只是邊嘗試、邊摸索。由於iPhone出貨量龐大,加上其它安卓手機廠商在電池這件事上吃過虧,蘋果的快充技術談不上激進,並且略偏保守。
在推廣快充這件事上,蘋果還真是認真的,因為蘋果是USB-IF協會董事會核心成員,在參與標準制定、市場推廣方面,起到了積極的推動作用,這點有目共睹。
大家關注蘋果將於2021年推出氮化鎵快充這件事上並非空穴來風,一方面宣布iPhone不配充電器後,遍布全球的Apple Store也需要上架更多的充電配件以供用戶選擇,尤其是目前蘋果產品線中缺少的多口USB-C充電器。
另一方面蘋果MacBook Pro筆記本電腦,對於大功率的快充還是剛需,目前蘋果自家的充電器體積普遍偏大。相比於蘋果在無線充、TWS耳機等外設上的大手筆研發投入,充電器上的創新可謂是乏善可陳。
最後,氮化鎵快充經過近年來的大規模應用,技術上已經滿足蘋果的極苛要求,並且產能上也可保障蘋果用於標配筆記本出貨的需求。成本也是蘋果所關注的,隨著技術及市場化應用逐漸成熟,大規模量產後,成本將不是問題,每年都會有一個重大突破。其中2022年氮化鎵芯片將會與傳統功率器件價格持平,到了2023年甚至成本更具優勢。
蘋果推出氮化鎵快充,這個將是2021年消費電源最勁爆的事件,讓我們一起等風來。