近年来，在手机电池技术停滞不前的情况下，智能手机充电功率逐年提升，量产标配成势。

在过去，智能手机充电功率延续多年仅为5W左右，直到2019年，手机充电功率已经提升到了65W;2020年，提升到了100W以上;2021年，部分机型甚至直接翻倍提升至200W。

轻薄、超大电池容量、超级快的充电速度，三者在手机与智能快充的设计和应用中，本身就存在较大矛盾。如今，智能手机厂商已基本达成默认共识，取舍已是必然。

充电功率的提升，充电标准的设定，用户端只是感受到字面数据的跳动，看不到产业背后的技术权衡与产业争鸣。

作为行业风向标的苹果公司，秋季新品推出的适配16寸MacBook Pro的140W USB-C充电器，支持USB PD3.1快充标准，同时还采用了氮化镓技术，这对于苹果公司来说，至少这两点都是新的……

2025年全球智能快充将有22.36亿台出货量

大比特产业研究室整理数据显示，快速充电器是智能快充领域非常重要的产品，2020年全球智能快充消费电子出货21.34亿台，其中智能手机、PC(平板电脑)、穿戴设备这些领域用量占据80%的比例。

目前有一部分消费电子不在配有智能快充，以平均两台消费电子配有一个智能快充保守计算，2021年全球消费电子智能快充出货量约为14.59亿台。

考虑到智能快充这几年处于爆发期，以及未来更多的应用场景智能化需求，在2021年消费电子9%-10%的增长率的基础上，大比特产业研究室预测，未来四年智能快充将有10%-12%增长率，预计到2025年全球智能快充将有22.36亿台出货量。

数据来源于：大比特产业研究室

技术争鸣趋于统一&统一中夹杂着隔阂

在近几年的智能快充趋势中，我们可以看到，智能快充已经全面进入USB PD智能快充时代，USB PD的全名叫做USB Power Delivery Specification，是USB-IF标准化组织推出的一个快速充电的标准。苹果公司早在iPhone11发布之后，后续系列产品均全面进入了USB PD快充时代。在USB PD快充应用潮下，氮化镓技术也在近年逐渐融入到智能快充的产业争鸣中……

氮化镓高频特性带来的优势不仅仅是性能上的收益，也有效减小周围感性器件、容性器件的体积或使用数量。

因此，不论是智能手机、数据中心、5G或是电动汽车等，对功率器件同样要求更小尺寸、更大功率、更低损耗的低压氮化镓应用，将成为未来氮化镓主要的增长市场。

新技术革新周期越来越短，任何一家科技公司都有可能推出颠覆行业的新产品、新技术。但头部玩家认可与参与的风向标是技术走向普及的重要环节。

10月19日凌晨1点，苹果召开了第二场秋季新品发布会，16寸MacBook Pro标配了全新140W USB-C充电器，不仅支持USB PD3.1快充标准，还向媒体证实了该充电器应用了氮化镓技术，成为苹果旗下首款氮化镓快充充电器，一举刷新了USB PD智能快充充电器单口输出最高功率。

140W USB-C充电器是苹果专门为MacBook Pro 2021开发的一款全新电源配件，可以为16寸MacBook Pro笔记本实现高达140W的充电功率，同时也可以使用C to C线缆为其他笔记本进行100W PD快速充电。

苹果公司虽然并非首家将氮化镓技术应用到智能快充的公司，但此番在PD快充上应用氮化镓技术，无疑是氮化镓快充发展的一大里程碑。

除苹果公司以外，联想、华硕、戴尔、小米、华为、OPPO、努比亚、魅族等全球多家知名笔电、手机厂商都已普及应用氮化镓快充，其可靠性、性能已通过市场得到充分验证。

航嘉驰源销售部客户总监廖光峰从事智能快充行业多年，尤为关注该市场的技术变迁。他反应，当下PD智能快充功率越做越大，基本上国内几个手机大厂，每一年推出新的智能快充产品，功率都比上一代要大一些。“不过当前遇到最大的瓶颈并非技术层面，而是由国外掌控的某项协议限定智能快充最大功率不能超过100W，本身PD智能快充输出口支持最大功率就100W，想做超过100W还要做一些定制化处理。”

显然，在PD3.1版本下，此类产品已超过100W，随之而来的新的标准区隔也产生。

去年小米10推出至尊纪念版，标配的智能快充为120W超级快充，该产品生产厂商正是航嘉驰源，就是做了定制化处理。“本身它的USB输出线就跟普通的线就不一样，对整个协议也做了一些私有化的处理，所以现在最大的瓶颈倒不是技术上，协议本身就已经限制了，可能标准下一步会更新。”廖光峰说。

天音电子的电源设计应用工程师谭庭盛表示，现在市面上常规的快充协议有PD3.0 PPS、QC4+、QC 3+，国产芯片与联发科协议并不兼容，在用国产芯片研发智能快充产品时，常常会出现芯片和快充协议不兼容的问题，这也是一直在困扰着行业工程师的难题，不管是QC或者是国内其他芯片厂采用的都是是电压快充协议，而联发科快充协议则是电流快充协议，所以国产芯片无法兼容。

航嘉驰源研发部总经理叶贵荣表示，此前他们研发大功率类产品时，主要面临的是智能快充体积过大的问题，需要让体积尽可能的小。为此他们采用氮化镓结合平面变压器技术，已经将这一问题解决了。叶贵荣认为，站在消费者的视角看，目前行业最大的问题是厂商之间协议不相通，即不兼容的问题比较突出。

深圳市耐尔金科技有限公司研发部产品经理陈金源说：“虽然目前消费者都在使用PD智能快充，但是它的功率不一样，且智能快充行业的协议标准没有得到统一，整体生态无法串联起来。”

无锡硅动力微电子有限公司副总经理陈浏阳告诉记者，今年新发布的USB PD3.1的版本，主要为将智能快充传输功率从100W升级到240W，他认为，随着智能快充功率密度升级将会兼容更多的终端设备，诸如手机、笔记本、显示器等数码设备。尽管在使用氮化镓方面并非率先推向市场，但苹果是最早使用新USB PD3.1标准的公司之一。苹果140W氮化镓快充的出现，算是开启了USB PD3.1快充时代的大门，因此受到很多人的关注。

作为全球首款支持USB PD3.1智能快充的充电器，其推出的意义是不言而喻的，在苹果的影响下，更多的智能快充厂商会快速跟进，届时一系列支持新快充标准的笔电、充电器、数据线等配件也会如雨后春笋般纷纷冒出。

氮化镓应用给磁性元器件带来增量

标准的争鸣是大厂之间博弈的必然过程，更多生产智能快充的企业只能是标准的服从者，但氮化镓技术与相应技术变革，行业既定风向明显，由此带来智能快充内部结构件也在发生着变化，对于磁性元器件行业会有哪些改变?

大功率充电器体积都较大，即便是苹果公司产品也不例外，如果按传统用硅器件的做法，那么140W的充电器将会比现在苹果最大的充电器体积大一半，非常不便于携带，大大影响了用户体验。越大功率的充电器体积也越大，容纳内部的功率元件和电容器件也越多。

使用氮化镓之后，低导阻和低开关损耗等特性，提高了充电器的转换效率，从而降低充电器内部的散热需求，还可以支持更高的开关频率，同时通过降低散热需求，进而减小充电器磁性元器件体积，最终实现减小了充电器的体积和重量。

海光电子总工欧阳顺昌说，智能快充一般需要一个主电子变压器，并根据设计方案增加一两个普通的电感器。最主要的是选材上会使用高频材料来满足快充功率高，充电速度快的要求。在结构方面，快充所需的磁芯是具有特殊结构的，需要根据客户的需求制定不同的结构。

奥海科技研发副总郭修根说，充电速度加快，意味着快充功率加大，一个传统的做法就是把开关频率加大，对电子变压器、磁性材料的要求就提高了，需要用到一些高频的磁性材料。此外，要做到更高的功率密度，需要降低电子变压器磁芯的损耗，磁性元器件会往高频化、低损耗方向发展。

除性能指标的变化之外，另据大比特产业研究室调研整理发现，随着氮化镓智能快充的应用，其内部所需磁性元器件数量、产品选型也在发生着变化。

从表格中可看到，普通快充与氮化镓快充，在磁性元器件的使用量上，并无太大差异，不过，在大功率充电器中，会相应的增加磁性元器件数量，尤其会增加PFC升压电感。

用于智能快充的PFC升压电感特写

用于智能快充的降压电感特写

另据统计，目前65W氮化镓智能快充占据氮化镓品类的智能快充约65%的市场比例，成为市场主导，根据快速充电器出货量计算可知，2021年全球消费电子快速充电器磁性元器件需求量约达到96.31亿颗。

制约行业向上发展的客观因素比比皆是，深圳市航嘉驰源电气股份有限公司研发部总经理叶贵荣说，目前智能快充上游厂家都可能面临半导体芯片短缺，以及原材料涨价等问题，供需矛盾较为严重。

但这对于PD智能快充其实也并非完全是坏事。大比特产业研究室调研，在芯片短缺的情况下，其中PD智能快充是芯片企业优先关注的领域，芯片短缺也将加速大功率(65W及以上)快速充电器的市场渗透率，大比特产业研究室预测，2025年大功率快速充电将达到97%的市场渗透率，同时大幅度提升磁性元器件需求，攀升至176.2亿颗。未来4年，预需582.92亿颗磁性元器件。

数据来源于：大比特产业研究室

柔性磁电研发经理余自晶表示，“目前65W的智能快充已基本能够满足消费者的需求，但是我觉得智能快充未来还是会一直追求更高的功率，以适应消费者特殊场景中的应用，比如出差时，只有短暂的充电时间，这就需要更高充电功率的智能快充，在更短的时间完成充电。”

TrendForce集邦咨询数据显示，2020年氮化镓快充市场以55W-65W为主流功率段，约占氮化镓元件销售市占率72%，其中又以65W为主流。而百瓦级大功率产品，2020年市占率仅约8%。在百瓦级大功率智能快充产品领域内，氮化镓技术市场渗透率已高达62%。

平面变压器地位支棱起来了

在新的技术应用潮流下，我们发现，平面变压器已成为智能快充不可或缺的重要“搭档”了，尤其是65W及以上功率段的产品。

用于苹果智能快充的平面变压器，由胜美达生产

在追逐大功率，小体积，高效率过程中，平面变压器是业内一直在尝试使用的一种新型高频铁氧体电感元件。由于平面变压器造型方正，适合于平面贴装，方便设计，并可使各类型电子产品实现轻薄小型化。

与常规的电子变压器相比，平面变压器除了结构体积上的优势之外，还具有电流密度高、效率高、漏感低、发热量小、散热性好等优点，许多企业其实早有成型产品推出。

直到氮化镓智能快充推出，似乎才焕发第二春，使得平面变压器得以大规模商用，市面上出现了两种应用类型，分别是：单纯PCB+磁芯组合;PCB+磁芯+同步整流电路的组合。

普通快速充电器与氮化镓智能快充充电器里面的磁性元器件数量基本相同的，最大的区别在于氮化镓智能快充充电器因为体积更小、功能性更强等原因，目前市场基本倾向于使用平面电子变压器。

嘉裕电子副总唐高登表示，对磁性元器件厂商来说，传统变压器产线所需人力比较多，平面变压器因其自动化程度高，产能弹性更为灵活，能更好地适应市场的需要，也推动了企业从传统变压器向平面变压器发展。

在对多款氮化镓智能快充实际拆解过程中，也能发现事实如此，如市场上OPPO、小米、华为生产的氮化镓充电器都搭配的是平面变压器。

华为推出的65W双口氮化镓智能快充、66W多口氮化镓超级智能快充充电器、66W氮化镓超薄充电器等多款智能快充充电器产品，其智能快充充电器内部布局都相对比较紧凑，均应用了高集成的平面变压器，最大限度的压缩了体积。

联想thinkplus 65W氮化镓口红电源Pro，智能快充内部设计布局有序紧凑，同样额外设计两块PCB板以及使用平面变压器减小体积，平面变压器还接地线处理。

小米65W 1A1C氮化镓智能快充，充电器内部设有多块PCB板，平面变压器小板横贯初次级;小米120W氮化镓智能快充内部电源模块基于PFC+QR架构开发，为了实现紧凑、小体积的设计，智能快充的内部元器件排布非常密集，同样应用了集成度更高的平面变压器。

类似将平面变压器用到氮化镓智能快充的产品还有很多，不胜枚举。

目前PD智能快充已渐趋成为市场主流产品，通过行业人士对不同品牌的产品网罗拆解，结合大比特产业研究室调研整理，我们还可以观察发现，目前在主流的PD智能快充中，主流的功率段基本为65W。未来更大功率段的智能快充产品可能还会不断涌现，但在较长一段时间内，65W智能快充，显然已成为标配趋势。

磁企高标准生产平面变压器

随着氮化镓智能快充的普及，由此产生应用变化的控制芯片、平面变压器、电容等研发、制造生态链也将逐渐趋于完善。目前，国内许多磁性元器件厂商，重点开发平面变压器，收效甚佳。

经纬达科技研发总监汪洪伟说，他们整合了优质供应商，在平面变压器磁芯技术方面，与东磁、安磁、西磁等国内知名磁性材料厂商合作。并采用CCTC超声印制板，为产品质量提供保障。

在生产方面，经纬达平面变压器生产过程可实现全自动化。他们铺设5条全自动化生产线，月产量将达到5KK只，满足平面变压器生产需求，大幅提高产品一致性和产品品质。自动化产线根据具体生产工序分为四个模块，每个模块仅需一名操作员，有效降低了生产成本。

据了解，经纬达平面变压器产品运用广泛，产品面向华为、OPPO、VIVO等多家知名客户。汪洪伟说，除了手机快充外，他们这款产品还可应用于电视机、防水电源、LED显示屏、医疗电源、新能源汽车、电脑电源，以及各类电器终端产品上。

柔性磁电公司的生产线可用于开发不同类型的平面变压器产品，涵盖不同的应用领域。其自主研发的无人化平面变压器生产线将物联网、电气自动化、机械自动化等多项技术融合在一起，形成跨平台的自动化生产系统，大大提高了平面变压器的生产效率和产品性能的一致性。基于全新的无人化变压器生产线，他们推出了多款平面变压器，涵盖20-150W应用。

奥海科技郭修根“氮化镓的优势在于其可让智能快充更高效率、体积更小，符合当前追求小型化的行业趋势，高阶的产品基本会开始采用氮化镓。与之而来的是成本的提升，氮化镓的成本较高，可能比传统的硅器件贵3-5倍。”

欧陆通工程师林工表示，氮化镓的优缺点都很明显，缺点方面，在辐射传导、EMI方面的技术要求更高，这也是导致目前氮化镓充电器的成本更高的部分原因。

市场有需求，厂家有响应，奥海科技也不例外，今年他们也相继推出几款氮化镓快充。郭修根表示，氮化镓确有优势，但市场潜力还有待考察，拭目以待。据悉，奥海科技新的智能快充生产线建设项目，将在今年2021年12月31日前投入使用。

尚品科技副总王以俭同样表示，氮化镓在智能快充领域是一个相对比较新的东西，且价格比较高，所以许多中小型企业还是处在观望的过程中。尚品科技相对还是比较认可该技术在消费端的应用，近几年来技术工艺更加成熟，生产量也在逐步提升，性能上也有了突破，很符合消费者对快充体积小型化追求。他们与氮化镓厂商共同合作开发，从源头做产品原创设计，已成功开发几款产品，正在推向市场。

久利科技(苏州)有限公司开发部经理李永红认为，未来，智能快充的发展重点还是集中在功率的提升，提升性价比。从磁性元器件厂商在这一领域，未来的发展方向主要是新型材料、新技术和新工艺的应用，如选择一些高频低功耗的磁性材料，大量应用平面和PCB变压器的制作工艺，即平面变压器，在同等或更小体积下，实现更高功率，提升产品性价比。“目前华为系是国内快充领域具有前瞻性和技术标杆的厂商之一，我们也会按照行业最优秀的快充厂商的标准来要求自己。”

据王以俭介绍，尚品科技平面变压器采取包裹式的结构， PCB体积是非常小，而PCB以往成本比较高，缩小体积之后，也提高其性能，使得磁性元器件总体成本降低，性价比更高。“此外，平面变压器更适应自动化潮流，原本需要用十几个人绕线，现在只需要用一块PCB就能组合完成，不仅能降低人工成本方面的压力，也能保证产品的一致性。目前我们公司已经设计出了一条全自动化的产线。”

目前，平面变压器已在消费电子、汽车电子、医疗设备、工业控制等多种领域引起重视及，并实现小规模应用。

总结

无论国内品牌，亦或海外品牌，几乎一线的手机、笔电厂家都相继推出了氮化镓智能快充，撇开成本制约全面量产的弊端，氮化镓带来的稳定性、小型化等方面的优势，足以证明这一快充技术的应用将成未来5-10年重要的技术方向。

向来是消费类电子产品的风向标的苹果公司，今秋推出的140W氮化镓智能快充充电器，也势必一堆第三方电源厂商加码跟风布局，推动未来智能快充更新换代，也助推氮化镓技术在消费类电源市场势进入发展快轨。

眼下，65W智能快充成标配基本成为趋势，随着USB PD3.1快充标准的发布，以及USB PD3.1快充充电器量产，未来的氮化镓智能快充也将不再局限于65W，更高功率段的氮化镓智能快充市场也将缓缓打开。

通过国内电源资讯平台和技术人员的拆解图可以看出，在现有的国产氮化镓智能快充产品中，核心的氮化镓功率器件、控制器，主要以进口品牌为主，而电感器、平面变压器已基本实现国产化，证明国产磁性元器件已基本深入到氮化镓智能快充市场。随着该市场的深入、是已布局的磁性元器件厂商提升市场占比，还是更多有平面变压器等产品技术的企业进场分羹，我们拭目以待。

整体来看，近两年来全球氮化镓智能快充充电器出货量已经突破了数千万只，并且得到消费者的广泛关注与认可。相信在未来的市场中，氮化镓技术及氮化镓智能快充的发展将会变得更加迅速，氮化镓也将从智能快充市场出发，在手机、平板电脑、笔记本电脑站稳脚跟后，逐渐向家电、新能源汽车、电动工具、IoT设备等市场迈进，为更多的行业发挥价值。平面变压器凭借高功率密度以及一致性好等诸多优势，提高能效，减小体积，实现更具竞争力的设计，不仅在智能快充得以挥毫舞墨，新能源等领域也将有更多可能……