手机快充及无线充电行业研究与投资机会分析 _手机快充

1、电池技术瓶颈与手机功耗提升的矛盾1.1.手机电池技术发展停滞不前
回顾手机电池的发展史， 1973 年，摩托罗拉生产了全球第一部手机 Dyna TAC 8000X ，手机重达 1.81 斤，其中电池是最大的组成部分，由六节圆柱体镍铬电池组成，体积和重量占到了整个手机的一半，但是提供的通话时长仅为半小时，所需的充电时间则需要十个小时。
镍镉电池有容量低、寿命短等缺点，此外还具有严重的记忆效应，电池需要使用至完全没电才能进行充电，直到充满电才能继续使用，不然就会使得电池容量快速下降，由于种种缺点，也限制了手机的发展，急需新的电池技术。
1983 年，手机电池实现了首次的更新换代，镍氢电池出现，相对于镍铬电池在电池容量上有明显的提升，电池密度的增大，也使得电池体积可以大幅度减小，这一改变也使得手机更具便携性，摩托罗拉在 1996 年推出了搭载镍氢电池的 StarTAC 手机具备更加便携的外形。
在 90 年代初期，索尼研发的锂电池正式投入商用，但是由于初期锂电池价格高昂，且技术还较为不成熟，相比镍氢电池的优势不明显，因此没有得到大范围的普及，但是到了 90 年代末期，随着材料技术以及制造技术的进步，锂电池在容量提升的同时成本也持续下降，逐渐得到了市场的青睐，便携式设备也进入了锂电池时代。

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如今，距离锂电池发明已经有近五十年，但是锂电池的技术在近些年来已经达到了一个瓶颈期，能量密度已经接近其物理极限。
1.2.手机性能提升随之带来功耗增长
随着智能手机功能的增加，手机的耗电量也持续上升，这对电池的续航能力造成了比较大的压力。其中手机耗电主要部件为 CPU/GPU、屏幕、蜂窝/WIFI/ 数据、sensor/BT/GPS 等几个部分。
智能手机屏幕作为内容输出以及人机交互的主要窗口，占据了整机功耗的最大部分，主要耗电部分为背光灯、触控传感器，特别是随着屏幕像素以及屏幕亮度的提升，其耗电量也是逐年增长。屏幕高分辨率带来的高耗能主要源于GPU 对成倍提升的像素点的计算量的增加。

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例如当屏幕以 2560X1440（577ppi）的分辨率运行时屏幕功耗为 10.247W ，相比 1280X720（144ppi）分辨率功耗高出 87.3% 。

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此外随着手机的更新屏幕耗电量也逐代提升，比较 iphone 6 plus 以及三星 S7 在最大显示亮度下屏幕功耗分别达到了 1.52W 和 1.45W ， iPhone 6 相较于 iPhone 5 功耗高出 44.59% ，三星 S7 相较于上一代三星 S6 功耗高 20.83% 。

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随着手机功能的丰富，对于手机 CPU 的性能要求也逐渐提升，虽然手机芯片跟随着摩尔定律的发展，从最初的单核 1GHz 的主频，发展至后来的双核、四核、六核甚至十核，不少 CPU 厂商通过简单粗暴的增加核心数来提升手机性能，但是随之而来也带来了 CPU 功耗的提升。
从苹果 A 系列芯片来看，新款 A12 芯片平均大核功耗为 3.96w 高于 A10 芯片平均功耗 3.68w；华为麒麟 980 平均大核功耗为 1.85w 高于麒麟 810 的平均功耗 1.12w；高通骁龙 855 芯片平均功耗为 1.95w 高于骁龙 835 以及 845 的 1.40w 和 1.70w 。由此可以看到，随着 CPU 的更新换代，也将带来 CPU 功耗的提升。
手机通信制式的提升也会带来相应的功耗增长，以最新的 5G 手机为例， 5G 手机相对于 3G、4G 手机内部采用了 Massive MIMO（大规模多入多出）天线技术，需要在手机内置至少 8 根天线，每根天线都需要配备功率放大器，这就会产生比较大的功耗，此外，在 5G 发展初期，整体网络覆盖率较低的情况下，如果使用 5G 网络，会出现手机频繁搜索信号的情况，搜索信号本身就会加速电量的消耗。