氮化鎵限制出口蘋果“五福一安”充電器佈局深遠?
近日商務部發布了關於對鎵、鍺相關物項實施出口管制的公告。公告中表示,將於2023年8月1日起對鎵、鍺相關物項實施出口管制,在相關名錄中包括了可用於功率半導體的氮化鎵。說起氮化鎵,大家可能最為熟悉的產品就是氮化鎵充電器了。那麼現在市場上的氮化鎵充電器發展得如何呢?
蘋果“五福一安”戰略
相信了解蘋果手機的朋友可能都知道,蘋果長期以來為蘋果手機標配的是5V1A(電壓5伏電流1安)的充電器,這一行為被很多網友戲稱為祖傳的“五福一安”。直到iPhone 11 Pro發布後,蘋果才開始逐漸給手機標配18W的充電器。
這裡順便吐槽兩件事:
1、iPhone 11仍然是“五福一安”,只有“Pro”型號才給到18W。
2、這裡的“標配”嚴格來說是指“搭配”,並非是指“附贈”。眾所周知,蘋果從iPhone 12開始以環保的名義停止在手機產品中附贈充電器。
而“五福一安”戰略的本質其實是給手機配備業界較為保守水平的充電功率,這樣既可以節約成本,也可以一定程度上延長電池的使用壽命,最終實現“環保”的美好願景。所以從這個角度看,蘋果目前仍然踐行著“五福一安”戰略。
以2022年發布的手機為例:
iPhone 14 Pro Max 標配充電功率20W(搭配特定充電器最高實測可達29W)
三星S22 Ultra 標配充電功率45W
vivo X90 Pro+ 標配充電功率80W
小米13 Pro 標配充電功率120W
iQOO 11 Pro 標配充電功率200W
小米12S Ultra 標配充電功率67W
華為Mate 50 Pro 標配充電功率66W
OPPO Find X5 Pro 標配充電功率80W
由此可見,蘋果手機雖然將標配充電功率提升到了20W,但在業界仍屬較低水平。
而目前氮化鎵主要發力於大功率充電器市場,對於20W這樣的小功率充電器來說並不吃香。也正因此,當氮化鎵限制出口的時候,對蘋果手機充電器影響其實不大。
氮化鎵為何在小功率市場上不吃香?
氮化鎵充電器相比普通充電器的優勢可以簡單總結為以下三點:
1、體積更小
2、發熱量更小
3、效率更高
前兩點其實很好理解,但第三點“效率更高”這一優勢在一些文章中會被誤解為充電速度更快。但實際上充電速度只與充電器的最大功率和協議有關,與充電器材質無關。
對於充電器的最大功率,我們舉個例子來說。比如我們手裡有一個普通的20W充電器和一個氮化鎵20W充電器。在協議支持的情況下,這兩款充電器給iPhone 14 Pro Max充電速度是一樣的,因為這兩款充電器的輸出功率是一致的。
而對於充電協議,簡單來說就是充電器給設備進行充電前,要跟設備溝通,咱們用什麼規格充電。這個“充電的規格”就是充電協議,當然最後只能選擇設備和充電器雙方都支持的協議。
我們同樣舉個例子進行說明。比如我們手裡有一個蘋果70W氮化鎵充電器(型號:A2743)和蘋果29W充電器(型號:A1540)。這兩款充電器給iPhone 14 Pro Max充電時,蘋果70W氮化鎵充電器實際輸出功率是在27W左右,而蘋果29W充電器實際輸出功率則是在29W。因此在這個場景下,蘋果29W充電器充電速度比蘋果70W氮化鎵充電器還快。當然這得益於蘋果29W充電器支持14.5V2A輸出,而iPhone 14 Pro Max恰好支持這樣的充電輸入。但對於蘋果70W氮化鎵充電器只能退而求其次,使用9V3A進行充電。
而“效率更高”這一優勢其實是指從交流電轉換到直流電這一過程的效率。通俗來說就是可以幫助用戶節省一定的電費。我們日常生活中一般的插座、插排提供的是220V的交流電,大多數數碼產品使用的是直流電。而充電器(電源適配器)的作用就是將交流電轉換成指定規格的直流電。但這個交流電轉換成直流電的過程效率並不是100%,中間是一定會存在損耗的。
根據相關的研究數據顯示,GaN器件用於從交流到直流的功率轉換,然後用於轉換負載的直流電壓,可以將Si器件的整體效率從77%提高到接近84%。從整體效率上看也就大致10%的差異,對於企業用戶來說,這確實可以節省相當多的電力成本,但對於個人用戶來說其實差異並不大。
以20W充電器為例,每天給手機衝8小時的電,電費按0.5元/度計算,最終每年電費29.2元。如果更換成20W氮化鎵充電器,那麼每年在電費上可以節約2.92元。假設20W氮化鎵充電器只比20W普通充電器貴30元,那麼你只需要使用氮化鎵充電器大概10年就能“回本”了。當然如果你的手機使用頻率不是很高,每天只需要充電4個小時的話,那麼你需要使用氮化鎵充電器大概20年才能“回本”。
因此對於小功率充電器,為了省電費去選擇氮化鎵,應該不是大多數人的選擇。
而對於“發熱量更小”和“體積更小”這兩個優勢,對於小功率充電器其實有點尷尬。對於小功率充電器,其體積本身就不大。在此基礎上使用氮化鎵材料雖然可以進一步壓縮體積,但在感官上其實區別不大。
而發熱量方面同樣在小功率產品上差異並不是很明顯。而且由於氮化鎵充電器在設計時會將體積縮小,反而有可能出現發熱量集中的現象。由於發熱量區別不大,體積縮小,散熱面積縮小,最終充電器表面反而可能會更加燙手。
結語
1、蘋果手機得益於“保守充電功率”的設計,氮化鎵限制出口對其影響不大。
2、充電器的充電速度只取決於輸出功率和充電協議,與充電器材質無關。
3、氮化鎵充電器對於普通消費者來說能省電費,但不多。