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皇冠网址(www.huangguan.us):小米自研电荷泵芯片,有必要吗?

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2021-12-31 16:21 浅语科技

2021年,国内手机厂商们自研芯片已不足为奇。不久前vivo和OPPO都推出了影像处理芯片,而小米也在推出自研ISP之后,又瞄准新方向。

在本周二的小米12系列发布会上,小米官宣了其自研的第三块芯片——澎湃P1。

雷军在发布会上表示,小米12Pro中包含小米自研的两颗充电芯片,采用120w单电芯充电方案,历时18个月,经多地联合研发,填补了行业空白。

小米充电芯片实力究竟如何?手机厂商是否有必要自研电源芯片?

执着快充的小米,研发起电荷泵芯片

自小米3的充电功率提升至10W开始,小米就正式布局快充。2014年,小米4标配的快充头成为首批通过QC2.0快充认证的充电器,经数次迭代到2020年,雷军在小米10周年公开演讲上,推出小米10至尊版,并宣布其支持120W有线秒充,走到快充行业前列。

快充技术突飞猛进的背后,有三项核心技术作支撑:电荷泵、串联直充技术。

此次小米官宣自研的电荷泵芯片,就是支撑快充的核心技术之一。

南芯半导体市场部总监刘崇在一次网络公开课上介绍道,电荷泵也称为开关电容式电压变换器,是一种利用所谓的“飞电容”(flyingCap)来储能的DC-DC。电荷泵的工作原理是内部的FET开关阵列以一定方式控制飞电容充电和放电,从而使输入电压以一定因数(0.52或3)倍增或降低,进而得到所需要的输出电压。

电荷泵最大的优势在于能够实现超高效率,一是因为电荷泵无需电感储能,没有电感上的能量损耗;二是电荷泵的开关频率比较低,开关损耗很小。

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雷军在发布会上表示,澎湃P1采用了120w单电芯方案,电路设计复杂2倍,模式切换控制逻辑复杂7倍,启动和保护电路复杂9倍,驱动电路设计复杂6倍。在澎湃P1的加持下,电池的密度和容量提高了百分十几,热损耗降低30%,且在充电过程中,极速模式下仅用18分钟就能充满4600毫安的电池。

“小米自研的这款充电芯片服务于120W快充,在快充领域领先,目前120W快充芯片也是业内量产最高的一款。”国内某电源芯片公司技术人员向雷峰网说道。

自研电荷泵芯片,或是小米在快充领域持续发力的一次有力证明。

手机厂商自研电荷泵芯片,必要性几何?

虽然与ISP相比,电源芯片更加垂直细分,甚至处于“边缘”地带,但实际上却是模拟芯片领域里最大的细分市场。

据方正证券预测,2026年全球电源管理芯片市场规模或将达到550亿美元,存在巨大的市场潜力。此前苹果斥资6亿美元收购英国Dialog实现电源管理芯片的自研,并在其iPhone12系列手机上搭载自研的PMIC。

需要注意的是PMIC是多通道电源管理芯片,即在单颗芯片中集成多种电源管理功能的芯片,与小米所推出的电荷泵芯片有所不同。

国内某电源芯片公司技术人员告诉雷峰网,PMIC更多用在传统充电上,比如18W或20W,主要管理电池的专有充电和CV充电,电荷泵芯片则主要在快充阶段发挥作用。

更重要的是,由于同一家芯片厂商的PMIC和SoC协同能力和兼容性都更好,高通、联发科等手机芯片厂商通常会将PMIC同其SoC主控捆绑销售。那幺小米自研的电荷泵是否面临相同的问题?

另一业内人士表示,目前电荷泵尚未集成到PMIC中去,不存在协同与兼容的问题。

不过,这也并不意味着手机厂商自研电荷泵芯片就是一条正确的道路。

“做充电IC虽然专利壁垒并不高,但种类多,需要花费长时间和巨大的研发投入,加上国内已经有很多充电IC公司,例如伏达、南芯,手机厂商并不需要自研充电芯片。”国内某电源芯片公司技术人员说道。

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