本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 Table_Summary 报告摘要： 有线充电器：快充走向百瓦时代，协议兼容性增强推动第三方充电器迅速放量 （ 1）快充走向百瓦时代：手机功耗提升和手机电池容量受限催生快充解决方案，通过充电头 /电池 /数据线及接口三方配合，快充已由过去传统高压低电流和低压高电流方案，走向高电流高电压融合方案， OPPO/VIVO/小米均于今年 7月推出百瓦以上快充。此外，主流厂商通过 GaN开关、平板变压器等使快充变得更便携，通过 VC液冷散热、石墨烯、高导散热凝胶等使快充变得更安全。 （ 2）协议兼容性增强推动一对多充成为可能：一是快充技术方案逐步实现对 USB-PD协议的兼容，二是私有协议正逐步走向开放，华为、 OPPO开放快充技术授权，第三方快充有望迅速放量。 （ 3）竞争格局： 上游包括电子元器件、 IC 与快充设计，国外企业掌握 IC 市场，国产替代正在进行。下游包括代工厂与品牌商，代工国内企业优势明显，包括领益智造（赛尔康）、奥海科技等。 （ 4） 市场空间： 预计 2022 年整体有线充电器市场空间为 1081 亿元，其中快充 986 亿元， 2020-22 年 CAGR 为 40%。 无线充电器：国内厂商推动无线充电走向快充时代，使用体验协同快速改进 （ 1）无线充电是最近三年新兴的充电方式，国产厂商率先推出 20W 以上的高功率无线快充，今年小米 /华为 /OPPO 已推出 40W 以上产品。在散热方面，手机厂商采用主动散热（风扇） +被动散热（半导体制冷）结合方案， 65W 产 品温度可以控制在 40以内；在使用体验方面，小米近期推出智能追踪无线充电器，可实现随意放置功能。 （ 2）无线快充市场（发射端）： 上游包括方案设计、 IC、线圈、磁性材料与模组组装，其中方案设计、 IC 技术含量较高，以国外厂商为主。下游包括代工厂和第三方品牌商，智能终端产品品牌（如苹果华为）的无线充电器均为代工，代工厂商有立讯精密、信维通信、奥海科技等；第三方品牌厂商包括 Belkin、 Anker 等，他们的无线充电器一部分自产一部分由代工厂代工。 （ 3）市场空间（发射端与接收端）： 预计 2022 年智能手机无线渗透率达 60%、可穿戴设备达 70%， 2022 年无线充电市场空间将达 59 亿美元，未来 3 年 CAGR 为 21%。 投资建议 手机功耗提升和手机电池容量受限推动快充市场成长， 建议关注 （ 1）代工厂：领益智造、奥海科技 、海能实业 ；（ 2）一站式无线充电解决方案制造商：信维通信；（ 3）品牌厂商：安克创新；（ 4）充电器元器件 /芯片厂商：圣邦股份、富满电子。 风险提示 中美贸易摩擦加剧，疫情控制不及预期，快充渗透率不及预期。 Table_Invest 推荐 维持评级 Table_QuotePic 行业与沪深 300 走势比较 资料来源： Wind，民生证券研究院 Table_Author 分析师：王芳 执业证号： S0100519090004 电话： 021-60876730 邮箱： wangfangmszq Table_docReport 相关研究 1.【民生电子】行业事件点评： 8 月 TV面板大涨，供需格局持续改善 2.【民生电子】行业事件点评： 8 月上旬TV 面板报价上扬，受益海外需求复苏 -20%0%20%40%60%80%100%19-8 19-11 20-2 20-5 20-8沪深 300 电子Table_Title 电子 行业研究 /深度报告 快充新 “ 赛道 ” ，行业势不可挡 深度研究报告 /电子 2020 年 08 月 31 日 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 Table_Page 深度研究 /电子 Table_ProfitDetail 盈利预测与财务指标 代码 重点公司 现价 EPS PE 评级 8 月 28 日 2019 2020E 2021E 2019 2020E 2021E 002600 领益智造 12 0.28 0.38 0.47 42 31 25 推荐 300136 信维通信 63 1.05 1.46 1.92 60 43 33 推荐 002993 奥海科技 78 1.63 - - 48 - - 未评级 300866 安克科技 128 1.97 2.19 2.82 65 58 45 未评级 300787 海能实业 64 1.68 - - 38 - - 未评级 300661 圣邦股份 290 1.70 1.71 2.45 170 169 118 未评级 300671 富满电子 51 0.26 0.62 1.30 196 82 39 未评级 资料来源： Wind， 公司公告、民生证券研究院 注： 未评级公司使用 wind 一致预期 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 3 Table_Page 深度研究 /电子 目录 一、 有线快充走向百瓦时代，协议兼容增强推动一 充多 . 4 （一） 手机能耗提升，推动快充功率走向百瓦时代 . 4 1、 耗电需求持续增长，快充技术应运而生 . 4 2、 快充技术发展趋势：电压 电流同步提升，更大功率与便携、安全并行发展 . 5 （二） 快充技术协议兼容性不断增强，私有协议逐步 走向开放 . 9 1、 趋势一：快充技术方案逐步实现对 USB-PD 协议的兼容 . 10 2、 趋势二：私有协议正逐步走向开放，华为、 OPPO 开放快充技术授权 . 12 3、 趋势三：协议兼容性增强、私有协议逐步开放，一对多充成为可能 . 13 （三） 竞争格局：产业链由国内企业主导，代工行业集中度较低 . 14 （四） 市场空间：快充渗透率逐年提升，无线市场蓄势待发 . 18 二、 无线充 电：国内厂商推动无线充电走向快充时代 . 22 （一） 电磁感应为主流技术，使用场景有别有线充电 . 22 1、 电磁感应式无线充电是目前无线充电的主流技术方案 . 22 2、 电磁共振式无线充电具有更高能力传输效率，但技术难度较大，尚未普及 . 23 （二） 无线充电发展趋势：更高功率、更强散热及更灵活使用 . 24 1、 国内厂商带领行业步入无线快充时代 . 24 2、 主被动方案协同解决无线充电散热问题 . 26 3、 主流厂商推出线圈叠加与移动方案，解决精准摆放与仅能一对一充电问题 . 27 （三） 竞争格局：国内厂商积极布局上下游产业链，代工企业竞争激烈 . 28 （四） 市场空间：市场空间潜力巨大，未来应用前景广阔 . 32 三、 相关标 的 . 34 1、 领益智造：收购充电模组龙头赛尔康，有望切入大客户无线充电 . 34 2、 信维通信：一站式无线充电方案解决领先者，积极募投扩产 . 34 3、 奥 海科技：国内充电器代工龙头企业，积极开发快充及无线充电领域 . 35 4、 安克创新：以亚马逊等海外线上平台 B2C 销售为主，产品逐渐多元化 . 35 5、 圣邦股份：国内模拟芯片领跑者，横向并购增强核心竞争力 . 36 6、 富 满电子： 积极布局快充和 MOSFET 领域，进一步完善产业链 . 37 7、 海能实业：丰富产品线寻求利润增长点，全球布局优化客户结构 . 36 四、 投资建议 . 38 五、 风险提示 . 38 插图目录 . 39 表格目录 . 40 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 4 Table_Page 深度研究 /电子 一、 有线快充走向百瓦时代，协议 兼容增强推动一充 多 （一） 手机能耗提升，推动快充功率走向百瓦时代 1、 耗电需求持续增长，快充技术应运而生 手机能耗需求及锂电池性能限制催生快充方案。 （ 1）能耗需求： 智能手机在 CPU 运算处理性能、屏幕分辨率及宽带无线网络通信等方面的不断升级将使得手机耗电量相应提升。（ 2）手机电池限制： 从近几年几大主流手机品牌所发布的手机来看，手机电池容量均有所提高。但受限于锂电池本身物理特性以及手机机身大小、重量、散热性能、成本等因素，手机电池容量整体增速较慢。因此，快充成为了提高电池续航能力的有效解决方案。 图 1： 手机主要耗电来源 图 2： 各品牌每年新发布手机电池容量（单位： mAh） 资料来源：民生证券研究院整理 资料来源：各公司官网，民生证券研究院 注： iPhone 尚未发布 2020 新手机产品 快充过程包含三阶段，恒定电流充电的持续时间及峰值电流大小是影响快充性能的主要因素。 （ 1）预充电： 对过放电池进行恢复性充电，使电池恢复活性，防止过高电流损坏电池。（ 2）恒定电流充电（快充）： 当电池电压达到预充电电压阈值后，对电池进行大电流恒流充电。在此充电阶段中，电池电量快速增加，电压不断增大，电流保持不变。（ 3）恒定电压充电（涓流充电）： 当电池电压达到电压阈值后，电压不再增大，电流逐渐减小，以涓流充电的形式将电池电量充满。 由此可见，快充主要体现在恒定电流充电阶段。因此，恒定电流充电阶段的持续时间及峰值电流大小是影响快充性能的主要因素 。 图 3： 快充方案的主要充电环节 资料来源： CSDN，民生证券研究院 C P U手机主要耗电来源 屏幕网络更强运算处理性能5G Ma s s iv e MI MO ，更多天线更高分辨率， GPU 性能升级耗电提升来源01 , 0 0 02 , 0 0 03 , 0 0 04 , 0 0 05 , 0 0 06 , 0 0 0华为 OPP O 三星 小米 苹果2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 5 Table_Page 深度研究 /电子 传统快充方案包括高压低电流、低压高电流。 （ 1）高压低电流： 在充电器、充电线等接口最大承载电流的限制下，充电器输出高电压以提高传输功率。再在手机端通过降压电路将高压低电流转换为电池可承受的低压高电流进行大电流充电。（ 2）低压高电流： 打破接口承载电流的最大限制，充电器直接输出高电流到手机电池端进行大电流充电。相较于高压低电流方案，低压高电流方案对硬件的物理属性要求更高，因此其成本更高，兼容性较差。但由于传统降压电路效率较低（约 90%），所以低压高电流方案发热损耗更少，充电效率更高。 图 4： 快充的两种传统方案 图 5： 两种传统快充方案 的主要工作模式 资料来源：民生证券研究院整理 资料来源：民生证券研究院整理 表 1： 高压低电流方案与低压高电流方案 对比 快充方案 技术 核心 优劣势分析 高压低电流 充电头及电池端两次降压实现高压低 电流到电池端低压高电流的转换 优势：相关硬件不需要定制，成本低、兼容性强 劣势：降压效率低，功耗高，手机端存在明显发热 低压高电流 充电头一次降压直接输出电池端能承 受的低压高电流 优势：充电效率高，发热 问题仅存在于充电头端 劣势：对接口、线缆等硬件要求较高，需要定制，成本高、兼容性差 资料来源：民生证券研究院整理 2、 快充技术发展趋势：电压电流同步提升，更大功率与 便携 、 安全 并行发展 快充趋势下，手机品牌厂商、第三方充电头品牌厂商争相通过技术升级推行具有更大功率、更安全、更便携的快充产品： 表 2： 主流手机品牌厂商及第三方充电头品牌厂商推出的快充产品及其搭载的核心技术 品牌 快充产品 发布时 间 快充方案 功率 更大功率技术 更安全技术 更便携技术 OPPO VOOC 4.0 2019.09 低压高电 流 30W （ 5V6A） - - - 超闪饼干充电器 2020.07 高压高电流 50W（ 10V5A） - - 脉冲充电技术、高频平板变压器、钳位二极管、 GaN 开关 SuperVOOC 超级闪充 2020.07 高压高电流 125W (20V6.25A) 6C 串联双电芯、多极耳 MTW 技术、并联三电荷泵 14 颗温度传感器、E-marker 加密线缆、 5重安全防护机制 - 高通 Q C2 .0 /3 .0快充方案低压高电流高压低电流OP P O V OO C 闪充华为 S u p e rCh a rg e联发 科 PE 降压 降压降压高压低电流低压高电流220V220V高压低电流低压高电流本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 6 Table_Page 深度研究 /电子 小米 27W 快充充电器 2019.02 高压低电流 27W （ 20V1.35A） - - - 65W GaN 快充充电器 2020.02 高压高电流 65W (20V3.25A) - 导热垫、 E-marker 加密线缆 GaN 开关、贴片电容 120W秒充充电器 2020.07 高压高电流 120W（ 20V6A） 串联双电芯、并联双电荷泵、 C 接口铑钌合金材料 石墨烯基碟式电芯、电芯电压监测及平衡算法、 MCU 安全控制芯片、防反灌电路 - vivo FlashCharge2.0快充充电器 2019.10 高压高电流 33W （ 11V3A） - - - Super FlashCharge 超快闪充 2020.07 高压高电 流 120W (20V6A) 6C 串联双电芯、并联双电荷泵、充电接口镀铑 双智能温控芯片、高导散、热凝胶、 VC 液冷散热 - 华为 20W 电荷泵快充充电器 2018.12 高压低电流 20W （ 10V2A） 电荷泵降压 - - 40W SCP 快充充电器 2019.09 高压高电流 40W （ 10V4A) 电荷泵降压 电荷泵智能监控、充电通路优化、 8 层高导热散热层、石墨烯、VC 液冷散热 - Aukey 27W GaNFast 充电器 2019.01 高压低电流 +高压高电流 27W（ 20V1.35A/ 9V3A） - - GaN 开关 65W GaN 快充充电器 2020.01 高压高电流 65W （ 20V3.25A） 次级输出二次降压 导热垫、发热芯片注胶处理 GaN 开关 安克 PowerPort Atom PD 1 GaN 充电器 2018.11 高压低电 流 30W （ 20V 1.5A） - - GaN 开关 PowerPort Atom PD 2 GaN 充电器 2019.06 高压高电流 60W （ 20V3A） 次级输出二次降压 导热贴设计、变压器附近镂空设计 GaN 开关 资料来源：各公司官网、充电头网、民生证券研究院 （ 1）更大功率： 快充功率的提升由充电器、数据线、终端电池协同完成。 一方面，电芯、数据线、接口的不断优化将使得整个充电环节可以承受更大的充电电流和电压；另一方面，电荷泵技术能够将降压电路的电压转换效率提高至接近 100%，从而以极低的损耗实现更大功率的快充方案。在此基础上，快充将不再局限于两种传统的方案，高压高电流方案将成为未来快充的主流发展方向。 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 7 Table_Page 深度研究 /电子 图 6：实现更大功率快充的解决方案 资料来源：民生证券研究院整理 OPPO 125W 超级闪充通过接口、线缆、电池三方协同，实现 20V6.25A 的高压高电流充电方案。 为了承载这样的高压高电流：（ 1）在接口端， OPPO 对接口处负责供电的针脚进行了更大接触面积的设计；（ 2）在线缆端， 除了加粗设计之外， OPPO 还定制了 E-marker 加密线缆，仅在识别到加密信息之后才可支持高达 6.25A 的电流，防止不合格第三方数据线威胁用户使用安全；（ 3）在电池端， OPPO 通过并联三电荷泵（转换效率高达 98%）的方案进行电压转换，防止电荷泵过载，通过串联双 6C 电芯使得电芯能够对外承载 10V12.5A 高压高电流，同时通过多极耳技术进一步降低电芯阻抗，最小 化充电过程中的发热情况。 图 7： OPPO 125W 超级闪充简化示意图 资料来源：民生证券研究院整理 （ 2）更便携： GaN 开关适应于高频率和高功率工作环境，是实现更小、更高效快充方案的重要组成： 第三代半导体材料 GaN 相较于传统 Si 半导体材料拥有更高的电子迁移速度，因此 GaN 具有更高的工作频率，更 适用于高频率工作环境 。根据电磁感应定律，变压器次级产生的感应电动势（充电器提供的充电电压）与 变压器线圈匝数、磁通量和电源频率 成正比。 所以， GaN 开关充电器能够 通过 更大的开关频率 减少变压器线圈匝数，从而减小充电器体积 。此外， GaN 作为宽禁带材料（即带隙高达 3.4eV），其 击穿电压更高，能承载的功率更高， 更适宜作为高功率输出材料 ， 从而 实现更低开关损耗、更高效的充电器 。 OPPO 50W 超闪饼干充电器通过 GaN 开关、钳位二极管、平板变压器及脉冲充电等技术将大功率快充充电器的体积缩小到极致。 OPPO 50W 超闪饼干充电器不仅使用了 GaN 开关，还使用高频平板变压器替代传统体积较大的线圈式变压器、利用体积更小的航空级器件钳位二极管对电路进行过压保护、通过脉冲充电方案替代传统充电 器中体积巨大的电解电容设计，将快充充电器的便携性做到极致。 更大 充电电流和电压更大功率高 C 电芯 、极耳设计电荷泵降压充电头终端电池数据线及接口提供承载针脚、线缆优化设计更大充电电流和电压20V6.25A电荷泵电荷泵电荷泵20V约 2.1A20V约 2.1A20V约 2.1A10V约 4.2A10V约 4.2A10V约 4.2A10V12.5A本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 8 Table_Page 深度研究 /电子 图 8： 实现更便捷快充的解决方案 图 9： 小米 GaN 快充与小米普通快充相比，体积更小 资料来源：民生证券研究院整理 资料来源：充电头网、民生证券研究院 注：三款充电器从左到右依次为：小米 65W 氮化镓充电器 AD65G、65W 充电器 AD651、 45W 充电器 CDQ02ZM 表 3：三代半导体材料特性对比 第一代 第二代 第三代 对性能的影响 Si GaAs GaN 带隙（ eV） 1.1 1.4 3.4 工作电压 功率 击穿电场强度（ 106V/cm） 0.3 0.4 3.3 工作电压 功率 电子迁移率（ cm²/V·s） 1350 8500 2000 工作频率 饱和电子速度（ 10 cm/s） 1 2 2.5 工作频率 热传导率（ W/cm·K） 1.5 0.5 2.1 散热性 资料来源： IEEE，民生证券研究院 （ 3）更安全： 快充功率的不断提升伴随着对充电环节安全性的更高要求，其中最重要的就是散热和温度控制。 一方面， VC 液冷散热、石墨烯、高导散热凝胶等具有突出导热性能的新材料、技术不断地应用在终端电池的物理散热中。另一方面，厂家在推出更大功率快充时也相应搭配了完整的温度控制解决方案。通过温度传感器、温控芯片、智能充电模式、硬件过载保护机制等技术全方位保障快充的应用安全。 图 10： 实现更安全快充的解决方案 图 11： OPPO 125W 超级闪充的 5 重安全防护机制 资料来源：民生证券研究院整理 资料来源： OPPO 官网、民生证券研究院 更便携元器件革新充电技术革新G a N 开关、钳位二极管、平板变压器脉冲充电方案更安全散热 技术及材料智能 监控及防护VC 液冷散热、石墨烯温度传感器、温控芯片本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 9 Table_Page 深度研究 /电子 （二） 快充技术协议兼容性不断增强，私有协议逐步 走向开放 快充技术包括从充电器到设备的一整套快充方案设计，充电协议为快充技术的一部分，协议规定了设备和充电器的通信方式。 目前市面上的主流快充技术厂商有五家，分别为高通、联发科、华为、 OPPO 以及 USB-IF 协会。各家快充技术下有自己的通信协议，高通、联发科、USB-PD 的通信协议为公有协议（对外出售或免费公开），华为、 OPPO 的通信协议为私有协议（手机厂商自用），设备和充电器只有在成功进行协议握手后方能开启快充。握手过程由充电器或手机中的某一方主动发起，另一方根据所收到的信息做出反应。 协议通信方式可以分为三种：基于 D+D-线的通信模式、基于 VBUS 线的脉冲电流指令以及基于 CC 线的 BMC 编码通信。 D+D-线通信 是通过在 D+D-端施加不同的电压实现的，每组不同的电压值对应适配器的不同电压输出规格； VBUS 线通信 通过在该线上传输不同的脉冲电流信号实现，设备通过发送脉冲电流信号请求充电器调升或调降电压； CC 线通信 指设备和充电器通过在 该线上互相传输 BMC（ Bi-phase Mark Code）编码进行电压电流规格的请求。 图 12： OPPO 的快充协议 握手流程图 资料来源： 泰尔论坛快充标准协议 E 解读，民生证券研究院 V B U SGNDD+D -V B U SGNDD+D -ID功率控制单元快充控制单元快充开关电芯认证芯片· 充电 器· 线缆· 终端设备S T EP 1 :数据线认证后，适配器 与终端握手，终端同意快充S T EP 2 :适配器 与终端通信，调整至合适的输出电压S T EP 3 ：适配器 获取当前状态下终端支持的最大充电电流S T EP 4 :适配器 设置其输出电流为指定值，进入恒流阶段本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 10 Table_Page 深度研究 /电子 表 4： 五家主流快充技术的通信方式 通信方式 信号 快充技术 具体步骤 基于 D+D-线的通信模式 电压 华为 FCP、 SCP step1:D+D-短接，进行 DCP 检测 step2:适配器持续检测 D+信号，检测完成后告知手机其具有快充功能 step3:手机通过在 D+D-上施加不同的电压值，与充电器进行通讯调压 高通 QC1.0、 QC2.0、 QC3.0 OPPO VOOC、 SUPER VOOC step1:数据线认证，适配器与终端握手，终端同意快充 step2:适配器与终端通信，调整合适的输出电压 step3:适配器获取终端当前状态下支持的最大电流 基于 VBUS 线的通信模式 脉冲电流信号 联发科 PE、 PE+、 PE+2.0 step1:设备向充电器发送 ”调降电压 ”、 “调升电压 ”指令 step2:充电器抽到请求，将电压调升或调降一阶 基于 CC 线的通信模式 BMC 编码 USB-PD step1:充电器向设备发送可提供的电压电流参数 step2:设备从参数中选择合适的一组并向充电器发出请求 step3:充电器接受设备请求，开始快充 资料来源：公开资料整理，民生证券研究院整理 1、 趋势一：快充技术方案逐步实现对 USB-PD 协议的兼容 2016 年起，各家快充技术对 USB-PD 协议的兼容性增强， USB-IF 协会致力于统一快充市场。 由于各家快充技术相互独立，搭载不同快充技术的手机需要配备特定的充电插头甚至数据线，给消费者的使用带来了极大的不便， USB-IF 协会希望通过协议兼容达到一台充电器可以为多部设备快充的目的。由于 USB-IF 协会负责 USB 接口的定义，能够对协议通信起到一定的强制作用，各快充技术厂商业也为了提升消费者使用体验而选择兼容其他协议。 2016 年起，各家快充技术逐渐实现对 USB-PD 协议的兼容。 表 5： 有线快充的主要厂商 /协会的充电技术及充电协议 技术方案 出现时 间 握手协议 电 压 电流 输出功 率 兼容性 接口 高通 QC1.0 2013 年 QC1.0 5V 2A 最大10W 向上兼容 QC2.0 MicroUSB QC2.0 2014 年 QC2.0 5/9/12/20V 2A 最大18W 向下兼容 QC1.0 MicroUSB/USB-A QC3.0 2015 年 QC3.0 3.6V-12V(200mV/step) 2A/3A 最大18W 向下兼容 QC2.0 Type-C QC4.0 2016 年 QC4.0 3.3V-20V(20mV/step) 3A/5A 最大28W 支持 USB-PD+PPS Type-C QC4.0+ 2017 年 QC4.0 3.3V-20V 3A/5A 最大27W 支持 USB-PD+PPS，兼容QC3.0、 QC2.0 Type-C QC3.0+ 2020 年 QC3.0+ 5/9/12/10V（ 20mV/step） 3A/5A 约 30W 向后兼容前代 QC 终端，取消对 USB-PD 的支持 Type-C QC5.0 2020 年 QC5.0 3.3V-20V 3A/5A/5A+ 100W+ 兼容 USB-PD，向后兼容前代QC 协议 Type-C 联发科 PumpExpress 2014 年2 月 VBUS（ PE） 3.6V-5V (200mV/step) 1A/1.5A 小于10W MicroUSB