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2021年，國內(nèi)手機(jī)廠商們自研芯片已不足為奇。不久前vivo和OPPO都推出了影像處理芯片，而小米也在推出自研ISP之后，又瞄準(zhǔn)新方向。
在本周二的小米12系列發(fā)布會上，小米官宣了其自研的第三塊芯片——澎湃P1。
雷軍在發(fā)布會上表示，小米12Pro中包含小米自研的兩顆充電芯片，采用120w單電芯充電方案，歷時18個月，經(jīng)多地聯(lián)合研發(fā)，填補(bǔ)了行業(yè)空白。
小米充電芯片實(shí)力究竟如何?手機(jī)廠商是否有必要自研電源芯片？
執(zhí)著快充的小米，研發(fā)起電荷泵芯片
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標(biāo)配的快充頭成為首批通過QC2.0快充認(rèn)證的充電器，經(jīng)數(shù)次迭代到2020年，雷軍在小米10周年公開演講上，推出小米10至尊版，并宣布其支持120W有線秒充，走到快充行業(yè)前列。
快充技術(shù)突飛猛進(jìn)的背后，有三項核心技術(shù)作支撐：電荷泵、串聯(lián)直充技術(shù)和石墨烯基電池。
此次小米官宣自研的電荷泵芯片，就是支撐快充的核心技術(shù)之一。
南芯半導(dǎo)體市場部總監(jiān)劉崇在一次網(wǎng)絡(luò)公開課上介紹道，電荷泵也稱為開關(guān)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內(nèi)部的FET開關(guān)陣列以一定方式控制飛電容充電和放電，從而使輸入電壓以一定因數(shù)(0.52或3)倍增或降低，進(jìn)而得到所需要的輸出電壓。
電荷泵最大的優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)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(guān)頻率比較低，開關(guān)損耗很小。
雷軍在發(fā)布會上表示，澎湃P1采用了120w單電芯方案，電路設(shè)計復(fù)雜2倍，模式切換控制邏輯復(fù)雜7倍，啟動和保護(hù)電路復(fù)雜9倍，驅(qū)動電路設(shè)計復(fù)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芯片服務(wù)于120W快充，在快充領(lǐng)域領(lǐng)先，目前120W快充芯片也是業(yè)內(nèi)量產(chǎn)最高的一款。”國內(nèi)某電源芯片公司技術(shù)人員向雷峰網(wǎng)說道。
自研電荷泵芯片，或是小米在快充領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力的一次有力證明。
手機(jī)廠商自研電荷泵芯片，必要性幾何？
雖然與ISP相比，電源芯片更加垂直細(xì)分，甚至處于“邊緣”地帶，但實(shí)際上卻是模擬芯片領(lǐng)域里最大的細(xì)分市場。
據(jù)方正證券預(yù)測，2026年全球電源管理芯片市場規(guī)?；?qū)⑦_(dá)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(shí)現(xiàn)電源管理芯片的自研，并在其iPhone12系列手機(jī)上搭載自研的PMIC。
需要注意的是PMIC是多通道電源管理芯片，即在單顆芯片中集成多種電源管理功能的芯片，與小米所推出的電荷泵芯片有所不同。
國內(nèi)某電源芯片公司技術(shù)人員告訴雷峰網(wǎng)(公眾號：雷峰網(wǎng))，PMIC更多用在傳統(tǒng)充電上，比如18W或20W，主要管理電池的專有充電和CV充電， 電荷泵芯片則主要在快充階段發(fā)揮作用。
更重要的是，由于同一家芯片廠商的PMIC和SoC協(xié)同能力和兼容性都更好，高通、聯(lián)發(fā)科等手機(jī)芯片廠商通常會將PMIC同其SoC主控捆綁銷售。那么小米自研的電荷泵是否面臨相同的問題？
另一業(yè)內(nèi)人士表示，目前電荷泵尚未集成到PMIC中去，不存在協(xié)同與兼容的問題。
不過，這也并不意味著手機(jī)廠商自研電荷泵芯片就是一條正確的道路。
“做充電IC雖然專利壁壘并不高，但種類多，需要花費(fèi)長時間和巨大的研發(fā)投入，加上國內(nèi)已經(jīng)有很多充電IC公司，例如伏達(dá)、南芯，手機(jī)廠商并不需要自研充電芯片?！眹鴥?nèi)某電源芯片公司技術(shù)人員說道。
“電荷泵本身毛利不高，而且國產(chǎn)電荷泵已經(jīng)做得很便宜了，國內(nèi)手機(jī)廠沒有必要自研?！绷硪粯I(yè)內(nèi)人士也持相同觀點(diǎn)。
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