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2015年,智能終端續航之殇將迎拐點曙光

閱覽次數: 发布时间:2015年04月15日 09:38

   Apple watch的续航问题被一再诟病,而智能手机的待机之殇已经无需多言。消费者早已习惯1天1充的无奈,甚至不得已选择“1+1模式”:“1部手机+1部随身充电宝”,或者“1部大屏智能机上网 + 1部小屏通话手机”。很多用户怀念功能机、小灵通待机1-2周的奢侈生活。过去的几年,手机在硬件配置上遵循摩尔定律,唯独不包括电池技术,实际上是手机电池需求过快增长与电池续航技术更新缓慢之间的矛盾日益恶化的结果。

  問題與用戶需求的痛點就是市場機會點,所以我們看到續航性能表現優異的手機都受到市場追捧,續航已成爲廠商著力挖掘的賣點。在衆多新品發布會上,與續航相關的技術名詞逐漸多起來變成營銷賣點:超大電池容量、智能節電技術、電池能量密度、快充/閃充……不一而舉。在續航表現上相對突出的廠商受到市場追捧,以前的飛利浦、NOKIA,而如今續航能力哪家強的評測則比比皆是,成爲用戶購機最關注的TOP因素。

  在2009-2014年,整個市場被硬件軍備競賽所籠罩,廠商對于手機續航的優化大部分是雷聲大雨點小。2014-2015年,手機硬件發展終于開始放慢腳步,與此同時,電池續航新技術逐漸成爲市場關注焦點。

  那麽,智能手機續航的痛點在2015年能否有所緩解呢?

  從開源節流4個方面看2015年智能手機續航技術發展

  其實智能手機續航痛點的解決之道很簡單:無非“開源節流”四個字。開源:增加固定電池容量或者更快、更方便的補充能量;節流:省著點用,能省則省。

  接下來,我們從(1)提升電池容量;(2)智能節電技術;(3)快速充電技術;(4)無線充電技術等4個方面依次分析:

  1、提升電池容量:2015年高能量密度锂離子電池大行其道

  相比太阳能电池、镁离子电池、超级电容等电池新材质应用而言,锂离子电池的改进技术,仍是当下最为现实的解決方案。当下电池的主流是聚合物锂电池芯,以石墨作为负极,石墨碳负极电池的能量密度,达到600WH/L差不多已到极限,而将硅负极材料的引入来提升电池能量密度已是业界公认的方向之一,即:硅碳代替石墨,将石墨负极电池变成硅基负极电池。

  目前一般手机厂商的电池能量密度大都在560-580WH/L左右,热门机型中,小米note 电池容量3000mAh,能量密度为676.5Wh/L;华为荣耀6 Plus为3600mAh,电池能量密度595Wh/L。据悉,包括联想、OPPO、中兴等有多家手机厂家,在新的手机方案中测试美国安普瑞思公司650-720WH/L高密度的硅负极电池,如采用纯硅负极材料能量密度有望达到900WH/L。业内普遍判断,2015年,基于硅负极材料的700WH/L高能量密度电池产品将实现规模商用。

  當然,也不排除有更高能量密度電池的終端在2015年上半年上市。比如,據外媒iTWire報道,智能手機新軍藍魔數碼即將發布的新機將采用能量密度爲800WH/L的“超級電池”,比現有的手機電池主流水准(560Wh/L)提升40%,電池容量達18.4Wh(3.8V/4850mAh),比主流智能手機電池容量(3.8V/3000mAh)提升約60%,同時在充電速度、安全性等方面有明顯提升。如後續産品上市後真如報道所言,藍魔手機將成爲智能手機新的“能量王”,表現值得關注,可能引發新一輪電池能量密度軍備競賽!

  特別需要關注的是,除了能量密度外,安全、膨脹、循環等性能指標也是高能量密度電池需要重點解決的問題。

  2、智能節電技術:廠商PK大舞台,優化無止境

  電池容量很重要,但相比較而言,智能節電優化更是考驗廠商功底的地方。

  在芯片層面,制程工藝與集成度的不斷提升帶來功耗的有效下降。28nm可以說是LTE手機能夠規模商用的基礎前提,就是因爲工藝達不到28nm難以處理LTE高速數據速率處理。而在2015年,旗艦芯片的制程工藝將提升到20nm,16年導入16/14nm,制程工藝的提升將有效降低處理器功耗。同時,射頻/前端、基帶集成度的提升,也將降低芯片功耗。

  對于終端廠商而言,需要基于用戶使用模型預測與使用場景智能感知進行智能節電優化,至少需要在處理能力資源、網絡連接切換、屏幕點亮、APP連接等方面進行優化:

  基于上層需求的處理能力智能調度:例如,基于應用層的性能需求進行CPU處理能力(大小核)的智能調度;

  無線網絡連接的智能切換調度:基于無線網絡性能監測的3G/4G網絡切換優化、空閑與業務態的快速切換處理、移動數據連接與wiFi連接的智能切換等;

  屏幕點亮的智能控制:屏幕是手機耗電大戶,待機黑屏下的快速休眠機制、基于環境的自動感應與亮度調節等;

  應用APP軟件的智能連接控制:優化控制應用軟件的心跳同步機制,避免在待機狀態下被喚醒頻繁建立無線連接等。

  言而總之,就是能省則省,智能節省!

  3、快速充電技術:容量不足快充補,2015年將成新品標配

  從物理上講快充原理很簡單,在當前電池材質沒有革命性更新的前提下,快充的實現主要是通過提升電壓、提升電流或是兩者同時提升的方式。電池新技術發展緩慢,各廠家希望寄予快速充電技術的發展,減少充電時間,提高用戶體驗,快充已經成爲現階段手機市場的又一熱點。

  终端厂商、芯片厂商、适配器厂商等纷纷推出“快充”解決方案。在“快充”方案链上,主要涉及适配器、充电IC、芯片平台以及快充协议。

  在芯片厂商解決方案中,高通的Quick Charge快充方案生态系统最为成熟,已经发展到Quick Charge 2.0,有两种规格:Class A(5/9/12V)与Class B(5/9/12/20V)。芯片方面,高通全系列芯片支持;终端厂商方面,三星, 小米, HTC, Sony, Motorola, Google, Sharp等支持;多家AC/DC, DC/DC与USB芯片商推出QC2.0解決方案,其中包括Dialog(收购Iwatt)、Power Integration等。除了高通,还有MTK的Pump Express、TI的Max Charge、FairChild的ACCP(Adaptive Charger Communication Protocol)等快充协议及方案。

  在终端厂商解決方案中,OPPO的VOOC闪充最具代表性,现已发展到2.0版。VOOC采用降低电压增大电流的充电方式(5V/4.5A),将充电控制电路从手机侧移到适配器侧,同时需要一系列采用专门定制的配件配合,包括适配器(新增充电控制电路+智能MCU控制)、电池(定制8触点)、数据线、电路、接口(7pin)等。

  在快速充電體驗方面,終端廠商目前的期望基本上是10分鍾完成30%充電,30分鍾完成70%充電。

  綜上可見,當前快充生態鏈處于百花齊放階段,在標准協議、配件支持等方面兼容性差。但不管如何,在2015年,終端廠商的新産品支持快充幾成標配。支持快充、比拼充電速度,將成爲2015年廠商的一大重點關注點。

  這裏提個醒兒:過度提升輸出電壓,勢必帶來更高風險的安全隱患,所以,快充,別一味追求快,安全才是第一位!

  4、無線充電:從三足鼎立到兩大陣營,終端兼容多標准有望帶動加速發展

  無線充電技術已經炒作多年,但由于技術標准的混亂不統一,無線充電效率低、充電體驗差、充電環境匮乏等多方面原因,一直進展緩慢。2015年隨著無線充電技術從標准融合、技術升級、産業生態構等方面都出現了積極變化,有望呈現加速發展態勢。

  2015年1月,無線充電三大聯盟中的A4WP與PMA宣布合並,融合後計劃創立的新標准將兼有PMA的感應充電和A4WP的共振充電特性。A4WP由高通、三星等公司在2012年成立,近年來積極構建無線充電生態系統,力推電磁共振充電技術爲下一代無線充電標准技術,除了與芯片商、充電模組廠、終端廠商品牌廠商合作外,積極與連鎖餐飲、飯店、旅館、醫院等公私營場所經營者加大合作力度。PMA主推的無線充電板充電已在美國星巴克咖啡店商用,與PMA合並後,A4WP的産業支持力量已經與WPC相抗衡。在2015年CES展上,A4WP充分展示了其在無線充電生態構建的成果,大有超越WPC之勢。

  WPC是最早的無線充電陣營,主推的Qi標准是“電磁感應技術”,現處于市場相對領先地位。雖同爲在充電板上接觸時充電但與PMA充電板並不兼容。目前WPC低功率標准已經趨于成熟,認證設備完善。WPC無線充電技術上現在面臨的問題是充電電流太低,無法適應當前大電池快速充電的需求:WPC1.1協議規定充電功率爲5W,在滿足Qi認證下,充電電流不應超過5V/1A,才能與市場上認證的發射端兼容。

  值得关注的是WPC Qi标准的1.1版本中,在感应充电技术的基础上也加入了电磁共振充电技术。由此可见,两大阵营虽然在技术上仍有较大差异,但都走向了同时兼容感应充电与共振充电技术的标准路线。未来,两大阵营的无线充电技术将继续在最大充电发射功率、充电效率、隔空充电距离、充电过程中的外物阻隔机制等安全性、待充终端识别、多模支持等方面展开竞争。

  由于两大阵营在无线充电标准上难分伯仲,芯片厂商、终端厂商大多采取多方押注的方式。以至于,2015年的三星新旗舰S6/S6 Edge同时支持三大主流充电标准,以提高用户体验。随着芯片、充电组件在同时支持三大标准上不再存在障碍,三星S6的做法有可能会被大量终端厂商所效仿,由此绕开标准之争,真正进入体验规模体验优化阶段。

  續航體驗不會再惡化了!2015年是止跌回升的轉折年,也是市場Big機會!

  通过上述4项技术分析,我们有理由对2015年的智能手机续航表现有所期待。在接下来的2年里,高端市场的2K屏/4K屏的应用将是现有手机耗电的最大增量,除此之外,手机硬件(耗电方)不会像前几年继续大跃进,即手机对电池的消耗需求增长趋缓。从开源角度,而手机的续航技术有望取得突破,“高能量密度电池” + “智能节电技术”+ “快速充电技术” + “无线充电技术”将是现实版的“四剑合璧”。要说就此告别充电宝,肯定为时过早,但从供需走势看上智能手机的续航体验已到谷底了,我们有理由相信,2015-2016年将是手机续航体验的转折之年!

  除了上述所讲在手机电池的革新外,柔性电池与固态薄膜锂电池的不断成熟,将为可穿戴终端的发展带来福音,或许Apple watch的电池之痛也不需要等到第三代了!