2021年,國内手機廠商們自研晶片已不足為奇。不久前vivo和OPPO都推出了影像處理晶片,而小米也在推出自研ISP之後,又瞄準新方向。
在本周二的小米12系列釋出會上,小米官宣了其自研的第三塊晶片——澎湃P1。
雷軍在釋出會上表示,小米12Pro中包含小米自研的兩顆充電晶片,采用120w單電芯充電方案,曆時18個月,經多地聯合研發,填補了行業空白。
小米充電晶片實力究竟如何?手機廠商是否有必要自研電源晶片?

執着快充的小米,研發起電荷泵晶片
自小米3的充電功率提升至10W開始,小米就正式布局快充。2014年,小米4标配的快充頭成為首批通過QC2.0快充認證的充電器,經數次疊代到2020年,雷軍在小米10周年公開演講上,推出小米10至尊版,并宣布其支援120W有線秒充,走到快充行業前列。
快充技術突飛猛進的背後,有三項核心技術作支撐:電荷泵、串聯直充技術和石墨烯基電池。
此次小米官宣自研的電荷泵晶片,就是支撐快充的核心技術之一。
南芯半導體市場部總監劉崇在一次網絡公開課上介紹道,電荷泵也稱為開關電容式電壓變換器,是一種利用所謂的“飛電容”(flying Cap)來儲能的DC-DC。電荷泵的工作原理是内部的FET開關陣列以一定方式控制飛電容充電和放電,進而使輸入電壓以一定因數(0.52或3)倍增或降低,進而得到所需要的輸出電壓。
電荷泵最大的優勢在于能夠實作超高效率,一是因為電荷泵無需電感儲能,沒有電感上的能量損耗;二是電荷泵的開關頻率比較低,開關損耗很小。
雷軍在釋出會上表示,澎湃P1采用了120w單電芯方案,電路設計複雜2倍,模式切換控制邏輯複雜7倍,啟動和保護電路複雜9倍,驅動電路設計複雜6倍。在澎湃P1的加持下,電池的密度和容量提高了百分十幾,熱損耗降低30%,且在充電過程中,極速模式下僅用18分鐘就能充滿4600毫安的電池。
“小米自研的這款充電晶片服務于120W快充,在快充領域領先,目前120W快充晶片也是業内量産最高的一款。”國内某電源晶片公司技術人員向雷峰網說道。
自研電荷泵晶片,或是小米在快充領域持續發力的一次有力證明。
手機廠商自研電荷泵晶片,必要性幾何?
雖然與ISP相比,電源晶片更加垂直細分,甚至處于“邊緣”地帶,但實際上卻是模拟晶片領域裡最大的細分市場。
據方正證券預測,2026年全球電源管理晶片市場規模或将達到550億美元,存在巨大的市場潛力。此前蘋果斥資6億美元收購英國Dialog實作電源管理晶片的自研,并在其iPhone12系列手機上搭載自研的PMIC。
需要注意的是PMIC是多通道電源管理晶片,即在單顆晶片中內建多種電源管理功能的晶片,與小米所推出的電荷泵晶片有所不同。
國内某電源晶片公司技術人員告訴雷峰網,PMIC更多用在傳統充電上,比如18W或20W,主要管理電池的專有充電和CV充電, 電荷泵晶片則主要在快充階段發揮作用。
更重要的是,由于同一家晶片廠商的PMIC和SoC協同能力和相容性都更好,高通、聯發科等手機晶片廠商通常會将PMIC同其SoC主要捆綁銷售。那麼小米自研的電荷泵是否面臨相同的問題?
另一業内人士表示,目前電荷泵尚未內建到PMIC中去,不存在協同與相容的問題。
不過,這也并不意味着手機廠商自研電荷泵晶片就是一條正确的道路。
“做充電IC雖然專利壁壘并不高,但種類多,需要花費長時間和巨大的研發投入,加上國内已經有很多充電IC公司,例如伏達、南芯,手機廠商并不需要自研充電晶片。”國内某電源晶片公司技術人員說道。
“電荷泵本身毛利不高,而且國産電荷泵已經做得很便宜了,國内手機廠沒有必要自研。”另一業内人士也持相同觀點。