
智东西(公众号:zhidxcom)文 | 韦世玮
2020年开篇不久,“投资公司”小米又开始有所行动了。
巴菲特说:“别人贪婪时我恐惧,别人恐惧时我贪婪”,在全球经济陷入危机边缘的时刻,雷军的小米产业基金已经开启贪婪模式。
从1月16日起,小米集团通过旗下的湖北小米长江产业基金合伙企业(有限合伙),简称小米长江产业基金,在短短两个多月内,先后投资了帝奥微电子、灵动微电子和翱捷 科技 等八家半导体公司。
这一波 *** 作,距离2019年11月19日,小米第一次投资速通半导体才过了不到半年。至此,小米供应链投资版图一隅,半导体布局已扩展至19家,覆盖Wi-Fi芯片、射频(RF)芯片、MCU传感器和FPGA等多个领域。
小米的造芯梦并未停止。
去年10月,智东西曾针对小米的供应链投资情况进行了调查报道,围绕小米的生态链和供应链投资战略,尤其是半导体领域进行了梳理。(《小米突围战:两年投资12家供应链企业的布局与厮杀,雷军还有多少底牌?》)
小米在2019年第二季度财报中透露,截止2019年6月30日,其共投资公司超过270家,总账面价值287亿人民币,同比增长20.8%。与此同时,截至8月20日,它已投资12家供应链公司,覆盖半导体到智能制造领域。
其中,它所投资的8家半导体公司,不仅在短期内为自身的“AI+AIoT”双引擎战略提供了续航动力,同时也为它长期冲击芯片研发市场,打通产业链“经脉”埋下了技术伏笔。
而这些,都是小米在澎湃S2芯片流产后,针对半导体领域所进行的产业链“自救”与新打法。
随着小米在2020年以来的一系列投资动作,智东西决定再次聚焦小米的半导体投资规划,在探究小米在半导体领域的布局与进展的同时,也从中摸清它隐藏在背后的战略思路和变化。
与此同时,小米的产业链投资战术是否真能开创出新的技术布局玩法?长路漫漫,小米的造芯之路又体现了雷军的哪些野心和期待?
今年2月,在小米开年首个产品发布会上,在太空走了一遭的旗舰机小米10再次引起行业热度,其中撑起产品性能的主角,也从高通骁龙855升级到了骁龙865。
骁龙865“光环”加持的背面,是小米澎湃S2“暗淡”的第三年。
“自研芯片”一词,从2017年小米5C手机及其搭载的澎湃S1面世后,逐渐成为小米的又一软肋,而这也是一个早已被行业讲“烂”了的故事。
2018年,自小米旗下的半导体公司松果电子重组,成立南京大鱼半导体后,小米的自研造芯路在外界看来似乎已经停止了步伐。
虽然在一年后,大鱼半导体联合平头哥共同发布了名为U1的NB-IoT SoC芯片,面向物联网领域,内置GPS和PA(功率放大器芯片),支持北斗NB-IoT R13,却未在市场中掀起太大的浪花。回头看,不知从什么时候起,松果电子的官网也早已落满了灰,显示无法访问。
但与小米自研芯片进程缓慢相反的是,小米的半导体投资动作正逐渐加快。
2018年1月23日,小米旗下的紫米 科技 和雷军合伙创建的顺为资本,对从事集成电路(IC)研究和设计的半导体公司——南芯半导体进行了A轮投资,交易金额数千万人民币,打响小米踏足半导体投资战场的第一q。
随后两年里,小米投资“引擎”不断加速,相继入股了云英谷 科技 、乐鑫 科技 、芯原微电子等19家半导体公司,覆盖显示驱动芯片、MCU传感器、Wi-Fi芯片和射频芯片等多个领域。其中,聚辰半导体、乐鑫 科技 和晶晨半导体3家公司,已成功在科创板上市。
而小米的这股冲劲儿也延续到了2020年,并在市场展现出更猛的势头。
自1月16日以来,小米旗下的湖北小米长江产业基金合伙企业(有限合伙),简称长江小米产业基金,在两个月内共投资了8家半导体公司,新增投资7家,远远超过以往频率。
据公开信息统计, 这8家半导体公司分别为帝奥微电子、速通半导体、芯百特微电子、Fortior(峰岹 科技 )、昂瑞微电子、翱捷 科技 、灵动微电子和瀚昕微电子。
1、帝奥微电子
成立于2010年2月的帝奥微,是一家混合模拟半导体IC设计及制造公司,其创始人兼董事长鞠建宏毕业于美国纽约州立大学电子工程专业,在正式创立帝奥微前,他曾在美国仙童半导体有着近十年的工作经验,负责芯片的设计、技术、应用和市场等工作。
目前,帝奥微面向消费类电子、智能家居、LED照明、医疗电子及工业电子等领域,提供相应的芯片解决方案,主要产品包括LED照明元件、超低功耗及低噪音放大器、高效率电源管理电子元件,以及应用于各种模拟音频/视频的电子元件。
截至2019年7月1日,帝奥微已申请65项各类专利。其中,已授权发明专利15项、已授权实用新型专利17项。
据江苏南通苏通 科技 产业园区管理委员会公开信息,2019年6月30日,帝奥微已获得科创板上市入轨。
而在2020年1月16日,帝奥微也迎来了小米的一笔战略融资,其股东新增长江小米基金,持股17.23%,但关于交易金额尚未披露。
2、灵动微电子
灵动微电子是一家MCU芯片及解决方案提供商,成立于2011年3月,其董事长兼CEO吴忠洁博士毕业于东南大学,有着多家大型芯片设计公司工作经验。
在产品方面,灵动微电子基于Arm Cortex-M0及Cortex-M3内核,研发了MM32系列MCU产品,主要为F/L/W/SPIN/P五大系列,分别针对通用高性能市场、超低功耗及安全应用、无线连接、电机及电源专用,以及OTP(One Time Programable)型MCU。
据了解,MM32系列MCU产品已广泛应用于 汽车 电子、工业及电机控制、智慧家电及医疗、消费电子等市场。
实际上,早在2015年8月31日,灵动微电子就已在新三板挂牌上市,但该公司在2019年发布公告称,其将于3月14日起终止股票挂牌,宣布退市。
紧随着小米半导体产业链投资的扩大,小米也将投资的目光聚焦在灵动微电子的MCU技术优势上。今年1月19日,灵动微电子获得长江小米产业基金投资的战略融资资金,注册资本增至5668万元,增幅19.88%。
与此同时,小米产业基金管理合伙人王晓波成为灵动微电子新任董事。
3、芯百特微电子
相比于小米投资的其他半导体公司,成立于2018年10月的芯百特则显得尤为年轻。
据了解,该公司创始人兼CEO张海涛从清华大学微电子专业硕士毕业后,赴美求学获得了加州大学微电子系博士学位,并在高通、TriQuint和RFaxis公司有着十余年工作经验。同时,他也曾带领研发团队负责苹果iPhone5/6和德州仪器WiFi射频终端项目。
芯百特主要利用高性能射频芯片技术,进行无线通讯射频器件的设计和研发,产品布局5G、Wi-Fi和IoT等领域,面向通讯设备、消费电子、 汽车 电子、医疗电子和智能设备等多个市场。
目前,该公司已研发出Wi-Fi 5前端模块(FEM)、5G通讯功率放大器和射频开关等产品,与小米、联想、中国移动和中国电信等公司达成合作伙伴关系。
今年1月21日,芯百特也披露其第一笔股权融资情况,长江小米产业基金投资56.03万人民币,持股占比4.33%,成为该公司第七大股东。
4、峰岹 科技 (Fortior)
成立于2010年5月的峰岹 科技 ,是一家较为低调的IC设计公司,主要研发电机驱动控制专用芯片。
据调查,创始人兼CEO毕磊在2012年曾入选国家中组部的第八批“千人计划”,而CTO毕超在2015年同样也入选了第十一批“千人计划”,这是我国针对引进归国人才方面,所实行的一项重要人才政策。
与此同时,毕超担任新加坡国立大学博士后导师、IEEE高级会员,并曾担任新加坡 科技 局资深科学家,在电机技术领域有着丰富的研发经验。
▲峰岹 科技 CTO毕超
目前,峰岹 科技 在中国和新加坡分别设立了两大研发中心。
它通过多项三相、单相无霍尔直流无刷驱动等核心技术,研发了直流无刷电机驱动全系列产品,包括三相BLDC专用控制芯片、单相BLDC专用控制芯片、电机专用MCU系列等,广泛应用于终端设备、无人机、消费电子、家电电和医疗设备等领域。
2014年4月,峰岹 科技 获得了交易金额数千万人民币的A轮融资。而今年1月21日公开的战略融资,则由小米长江产业基金、中兴创投等机构投资,其中小米投资129.72万人民币,股权占比1.87%。
5、昂瑞微电子
对刚刚搬了新家的昂瑞微来说,小米在2月20日投资的310.71万人民币,无疑是个喜上加喜的好消息,在此之前,昂瑞微已经七年未曾进行增资。据了解,这笔投资后小米股权占比为6.98%,成为昂瑞微的第三大股东。
与此同时,这笔投资昂瑞微也将用于5G手机终端的射频前端芯片,以及新一代物联网SoC芯片的研发中。
昂瑞微成立于2012年7月,是我国重要的射频/模拟集成电路设计研发厂商之一。
它通过长期积累的CMOS、SiGe、GaAs和GaN等射频工艺,面向手机终端和物联网领域,研发了2G/3G/4G/5G射频前端芯片、蓝牙低功耗(BLE)芯片、双模蓝牙芯片、低噪声放大器等一系列射频前端和无线连接芯片,量产芯片已超过200款。
据了解,昂瑞微研发的芯片已覆盖移动终端、可穿戴设备、无人机和智能家居等消费领域,客户包括三星电子、富士康、中兴、TCL和联想等在内的厂商。
6、速通半导体
与其他传统芯片厂商相比,成立于2018年7月的速通半导体也较为年轻,是一家Wi-Fi 6芯片设计公司,但它却是小米2020年半导体投资中唯一非新增投资的企业。
实际上,长江小米产业基金在2019年11月19日就已入股速通半导体,成为该公司第六大股东,而这也是小米2019年在半导体领域的最后一笔投资。
基于速通半导体在Wi-Fi 6领域的芯片研发技术,小米决定加大砝码,并于今年2月20日领投该公司的A轮融资,耀途资本跟投。至此,速通半导体的注册资本从最初的1040万人民币增长至1300万人民币,增幅25%。
除了进一步扩大工程研发团队外,速通半导体还计划将这笔投资用于Wi-Fi 6 SoC产品的研发和量产中。
据悉,该公司的核心研发团队有着较为丰富的Wi-Fi 6标准化经验,此前已在全球范围内研发了超20款Wi-Fi、蓝牙和蜂窝4G的无限SoC芯片组。
现阶段,该公司亦正在加速下一代Wi-Fi 6芯片组的研发和量产工作,以进一步满足市场对Wi-Fi 6芯片的强劲需求。
7、翱捷 科技
翱捷 科技 是一家主要研发移动终端设备、物联网、导航以及其他消费类电子芯片的基带芯片设计公司,成立于2015年,并在2017年8月获得了阿里巴巴的和深创投投资的A轮融资,阿里巴巴为第一大股东,持股21.75%。
有着丰富的融资历程的翱捷 科技 在今年2月24日,获得了由长江小米产业基金、兴证投资等机构的战略投资入股,注册资本亦从3.63亿美元增长至3.75亿美元。其中,小米的认缴出资额为519.17万美元,占比1.38%。
据了解,翱捷 科技 创始人兼董事长戴保家硕士毕业于美国佐治亚理工学院电气工程学,还拥有芝加哥大学工商管理硕士学位。在创立翱捷 科技 前,他还曾担任射频芯片公司锐迪科的董事长兼CEO。
值得一提的是,该公司在2017年收购了Marvell公司的移动通信部门(MBU),成为我国为数不多拥有全网通技术的公司之一。
目前,翱捷 科技 的产品线已覆盖2G/3G/4G/5G和IoT在内的多制式通讯标准,并成功研发了移动通信基带芯片、Wi-Fi芯片、LoRa芯片和多模物联网可穿戴芯片等多款通信芯片。
8、瀚昕微电子
成立于2017年3月的瀚昕微电子,是一家快充协议芯片公司,包括数模混合芯片、电源芯片等。目前,该公司已拥有LDO(low dropout regulator)、电压检测、锂电池充电、快充接口识别和USB充电协议端口等多条业务产品线,广泛覆盖玩具、智能电表及快速充电等领域。
据了解,瀚昕微电子不仅与TCL、SK海力士在2017年达成了数千万战略投资合作,同时还是高通、华为和展讯等公司的快充协议供应商,快充协议芯片的累计出货量已将近1亿颗。
就在一周前的3月10日,长江小米产业基金宣布新增对外投资,正式入股瀚昕微电子,认缴出资30.86万人民币,持股占比9.92%,成为该公司的第四大股东。
与此同时,瀚昕微电子的注册资本也从原来的277.78万人民币,增长至311.21万人民币,增幅12.04%。
不难看出,小米的半导体产业布局和雷军惯用的“一手生态链,一手产业链”投资路径相同,也将“鸡蛋”放在了两个篮子里,一个是自研芯片,一个是产业链投资。
但从实际情况看来,小米的自研造芯路走的并不顺畅。
据了解,小米在2017年推出的澎湃S1是一颗64位处理器,采用28nm制程工艺和八核心设计,并包含了4颗2.2GHz主频A53内核、4颗1.4GHz主频A53内核,以及4核Mali-T860 GPU。
对于互联网起家的小米来说,澎湃S1的诞生虽然已很不容易,但雷军将小米半导体研发的第一q打在了移动智能终端市场,那么这颗芯片与其他竞争对手相比,在性能、工艺和功耗等方面却仍显疲软。
随着坊间传言澎湃2芯片因无法突破功耗性能瓶颈,以及高管团队无力承担芯片研发和流片等环节巨额开销,小米原本声势浩大的自研造芯计划渐渐悄无声息。
虽然随着松果电子公司的重组,大鱼半导体在2019年与平头哥联合推出了NB-IoT SoC芯片,但却表现平平,未能真正刷新行业和市场对小米“造芯能力不足”的标签。
那么,雷军磕磕绊绊的自研造芯梦该醒了吗?目前看来,这个答案仍然是否定的。
在产业链投资领域熟能生巧的小米,在过去两年多的时间里,渐渐开辟出了一条具有“小米特色”的半导体供应链投资路,从侧面弥补了自身半导体研发实力不足的短板。
据智东西梳理发现,在过去两年小米投资的19家半导体公司中,其通过的投资主体除了雷军合伙创建的顺为资本外,还包括湖北小米长江产业基金合伙企业(简称长江小米产业基金)、江苏紫米电子技术有限公司(简称紫米 科技 )、天津金星创业投资有限公司、武汉珞珈梧桐新兴产业投资基金合伙企业和People Better。
而在小米徐徐铺开的半导体投资版图背后,长江小米产业基金则发挥了最为重要的作用。
据了解,该基金成立于2017年,基金目标规模120亿人民币,主要用于支持小米以及小米生态链企业的业务扩展。但与其他重点投资物联网企业的基金不同,这一基金的对外投资则主要聚焦在半导体领域。
智东西发现,目前长江小米基金在企业工商信息查询平台上公开的对外投资共24笔,覆盖手机及智能硬件、电子产品核心器件、智能制造、工业自动化、新材料及新工艺等领域。
其中,该基金半数以上的投资落在了半导体领域,共计13家,已然成为小米投资半导体供应链的重要武器。
目前看来,“天使投资人”雷军的半导体投资梦,正蓄足了力向前冲。
2020年,不仅是雷军宣布启动小米的“手机+AIoT”双引擎战略后的第二年,同时也是小米造芯梦的第三年。
现阶段,小米的半导体投资版图已布局MCU、FPGA、RF、GaN和IP等多个领域,逐渐实现了从半导体材料、电子元器件到IC设计等全产业链覆盖。
但不难发现,小米的造芯梦正在转舵,从最初雷军瞄准的移动终端芯片市场,慢慢朝着物联网市场发展。
最直接的体现在于,小米的智能手机产品硬件依然采用高通芯片为主,而自己的半导体投资重点则布局在应用范围更广泛的AIoT领域。
例如,小米投资涉及智能家居领域的半导体公司超过8家,包括无锡好达、晶晨半导体、芯原微电子、安凯微电子和昂瑞微电子等。
这无疑是小米在2018年市场掀起的AIoT发展风口下,落的重要一步棋子。
据市场研究机构艾媒咨询(iiMedia Research)报告数据,2018年我国的AIoT硬件市场规模已达到5000亿元,而这一数据到2020年预计将突破万亿。
随着2019年年初,雷军宣布要在未来5年内投入100亿人民币在AIoT领域,小米的研发投入费用亦逐年上升。
今年2月13日,小米发布自愿性公告公开了最新收入及研发费用。截至2019年12月31日止年度,小米的研发费用预期约为70亿人民币,并计划加大在5G+AIoT领域的重点投入,进一步扩大公司在IoT方面的优势。
与此同时,截至2020年12月31日止年度,小米的研发费用预计将超过100亿人民币,比雷军在2019年承诺的5年内达到100亿研发投入提前了4年。相比之下,2017年小米投入的研发费用仅为31.51亿,占总营收2.75%。
从另一角度看,小米更倾向于走“投资双赢”的造芯路。简单地说,小米即是那些半导体公司的“金主”之一,同时也是它们的重要客户。
以小米在2018年11月投资的晶晨半导体为例,该公司以研发多媒体智能终端应用处理器芯片为主,包括亚马逊、谷歌、阿里巴巴、百度和小米在内的公司均为其客户。其中,2018年晶晨半导体对小米的销售金额约2.62亿人民币,占同期营收11.06%。
正是基于这一战略关系,小米的AIoT业务在2019财年中亦拿下了不错的成绩。
据小米2019年Q3财报数据,截至2019年9月30日,小米IoT平台已连接的IoT设备(不包括智能手机及笔记本电脑)数达到213.2百万台,同比增长62.0%。
除此之外,小米的IoT与生活消费产品部分营收156亿元,同比增长44.4%。其中,据奥维云网统计数据,小米电视在2019年第三季度中,以16.9%的市场占有率稳居国内出货量第一。
由此看来,小米正以不断加速的半导体投资布局,彰显它在AIoT与造芯浪潮下勃勃野心。
但小米的造芯路,光有野心是仅仅不够的。在半导体投资版图的背后,小米仍在忍受着“缺芯”和“缺技术”软肋的刺痛。就目前看来,小米要真正站上行业制高点,成为如雷军所说的一家“伟大的公司”,它依然缺少一颗“芯”。
回看小米造芯的舆论场,一面是行业对小米自研芯片的调侃和质疑,一面又是资本市场对小米战略投资的好奇与期待。
现阶段,就小米在半导体产业链的投资和具体发展情况而言,其造芯突围仍是一场漫长持久战。一方面,小米仍在等着松果电子的“东山再起”,并希望“新秀”大鱼半导体能后来居上;另一面,虽然小米正不断扩大半导体投资版图,却尚未真正撼动国内头部玩家的市场地位。
不可否认,小米投资半导体公司虽有助于自身AIoT业务的丰富与扩展,但归根结底,这些投资对小米自身芯片研发技术的加持力度如何?能否真正给小米带来技术创新?我们还不得而知。
小米逐渐加速的半导体投资布局,在短期内能为自身的“AI+AIoT”双引擎战略提供发展动力,丰富和壮大自身的AIoT业务。但从长期来看,小米雷军的造芯梦仍道阻且长。
试问5年前有谁想到2021年的手机将会是什么样子?
5G超高速通讯网络让人们随时可以接入互联网,将多年前仅限于通话的个人终端拓展出更多可能;强悍的处理器算力提供畅快的使用体验,甚至可以在手机上享受3A级 游戏 ;影像部分更是达到前所未有的高度,抬手即拍的就拥有与相机一战之力的画质;屏幕更是从以前的3.5英寸最佳变成手机有多大屏幕就有多大。
唯独,默默无闻为这么多高 科技 部件提供运行电力的电池,却难以突破自身界限,能量密度难以提升。人们另辟蹊径,从提高电池的充电功率,从缩短电池的充电时间着手,也只能缓解容量不够大的窘迫,不能解决根本性容量密度低下的问题。
石墨材质负极制作的锂电池已使用多年,经过逐年发展容量提升已达到瓶颈状态,想要获得更长的续航只能依赖简单粗暴的“增加电池尺寸”来提升容量,在如今追求轻、薄、手感的旗舰机中电池已成为木桶里最大短板。
谁能站出来?
2021年3月29日-30日小米连开两场春季新品发布会,小米11 Pro、小米11 Ultra、小米折叠屏手机等重磅旗舰手机亮相,小米全球首发了硅氧负极电池,并成功量产搭载在小米11 Pro、小米11 Ultra身上,高能量密度、高寿命、高性能的硅氧负极电池相信会带动电池行业迈向新的篇章。
电池原理
电池从结构件来划分主要由三个部件组成:阳极、阴极、与隔膜,通过卷绕堆叠等方式装配,填充电解液后封入钢壳或者软性包装内,就变成人们常见的电池,钢壳电池一般用于电动 汽车 上,数码产品一般使用软性包装。
在充电过程中,外部电压通过极耳施加到电池内部,正极锂离子释放电子,在电场作用下穿过隔膜在电解液中迁移至负极,嵌入到负极石墨活性物质内部,电子被接收,完成充电储能过程。外部带载需要放电时,锂离子释放电子并从负极脱嵌,穿过隔膜向正极迁移,嵌入到正极,电子被正极活性物质接收,完成电能释放。
传统石墨负极电池瓶颈
锂电池正极材料有很多不同的配方,钴酸锂、镍钴锰、镍钴铝,这里暂不讨论正极。负极材质方面一般采用石墨配方制作,石墨易取得且价格便宜,并且性能还行,所以石墨负极作为电池负极主要材质已使用了几十年。
石墨材质负极电池多次循环后,架构开始不稳定,部分锂离子无法嵌入到负极内部只能停留在负极表面,慢慢堆积起来产生析锂现象,可用与迁移的锂离子越来越少,容量快速衰减,严重时会析锂会变成锂枝晶刺破隔膜,导致电池内部短路漏电甚至爆炸。容量方面传统石墨负极材质锂电池能量密度理论上限约为372mAh/g,目前技术已迫近理论值难以再往上突破,寻求新材质配方势在必行。
小米每代旗舰电池发展
小米历代旗舰系列手机的电池容量发展,从上面的柱状图可以看到,小米历代旗舰机型的电池容量基本上随时间逐渐提升,但到达4000mAh之后容量增长开始放缓,电池容量最高为小米10的4780mAh,主要提升容量密度的方法是增大电池体积,可以看出传统石墨负极电池能量密度已到达瓶颈状态。
小米历代旗舰手机的快充发展可以看出在小米9前面的18W快充保持了很久,小米5是2015年发布的机型,小米8是2018年发布的机型,18W快充整整用了3年的时间。小米的快充是在2019年的小米9及以后的机型中得到显著的提升,也可以看出小米开始在快充技术方面开始发力,功率最高是小米10至尊纪念版,搭载了石墨烯基蝶式电池,功率达到120W,性能提升被能量密度拖了后腿。
硅负极新材质电池挑战
把硅材质应用到电池负极上需要面对几个难题,一是硅颗粒在锂离子充电时会膨胀,最大可膨胀至原来4倍,结果是导致结构坍塌,电极材料脱落。二是硅本身为半导体材料,相比常用的石墨负极,导电性差很多,锂离子脱嵌不可逆程度大,也影响电池容量。
2019年,特斯拉在电池日活动上就介绍了特斯拉将开发硅负极材质电池,通过在在硅原材料上涂抹特殊涂层达到稳定硅结构的作用,避免充电膨胀性导致结构损坏。新能源 汽车 的成本占比中,电池组占比十分高,特斯拉使用硅负极电池主要是用于大幅度降低成本提升产能,迅速抢占新能源 汽车 市场。小米将硅负极电池应用到数码配件上,同样要解决硅膨胀的物理特性才可以将其量产使用。
小米首发硅氧负极电池
小米11 Ultra并非首次使用硅负极材质电池的小米手机,早在2019年9月,小米概念机MIX Alpha上就使用了纳米硅碳负极材质电池,在4050mAh容量的电池上实现了40W有线闪充。虽然MIX Alpha只是技术验证机型未量产,但也能看出小米在2019年甚至更早前,就已经开始对电池新负极材质进行 探索 。
相比起第一代硅碳负极,这次小米11 Ultra采用了更为成熟稳定的硅氧负极材质电池,属于小米第二代硅负极电池技术,通过掺硅补锂的方式在负极中使用了纳米级硅氧化物,与第一代硅碳材质相比拥有更加稳定的结构。硅氧负极有效避免充放电过程中硅颗粒膨胀导致破裂粉化,解决硅负极电池寿命问题,让这种新材质电池不止停留在概念上,进入实际量产让消费者受惠。
狭窄空间内的容量提升
目前旗舰机型电池容量一般在4000-4500之间,入门级产品反而经常见到5000甚至以上的超大电池,为什么旗舰机型电池反而没入门机容量大?因为入门机型摄像头模块占据空间少,处理器性能释放较为温和无需额外投入大散热规模处理,并且入门用户对外观手感设计等没太大追求,所以入门机相对来说拥有更大的空间放入大电池。
而旗舰机型则不同,有看过拆解的小伙伴就知道,旗舰机型一般在性能方面都做到了全面堆料,影像部分摄像头模组占了巨大的空间,主板被挤压到只剩下一丁点空间,强悍的处理器还要放入均热板、热管、石墨导热贴等散热模块,还要预留空间给无线充电线圈,所以旗舰机型电池反而无法再做大。
传统石墨负极材质锂电池能量密度理论上限为372mAh/g,目前技术已迫近理论值难以再往上突破。而硅负极材质能量密度上限高达4200mAh/g,是传统石墨负极材质的10倍储电能力,可以在相同的空间内放入更大容量。
小米11 Ultra机内结构为传统的三段式设计,机身厚度也仅为8.38mm,电池仓空间并未见有特别增大,就在这小小的空间内,放入了5000mAh大容量电池,可见硅氧负极电池的确可以提升能量密度。虽然硅负极材质电池能量密度十倍于石墨材质电池,但小米11 Ultra作为首款搭载硅氧负极电池的量产数码产品,小米并未将硅氧负极电池实力尽情发挥,而是做出了十分谨慎的处理,相信以后更多产品搭载硅氧负极电池的产品后,小米将会进一步提升能量密度。
67W大功率快充
电池三块拼图,寿命、容量、性能,解决了寿命稳定性并提升容量后,最后一块拼图就是性能:快充。前面已经说过电池是卷绕堆叠的方式制作,连接外部的是极耳。极耳就好比是马路,传统电池采用双向单车道设计,所有车辆通行都在这道路上,速度受限于单车道只能低效前进,就算 汽车 提速也会引起不稳定,简单来说就是传统电池极耳少内阻高只能慢充,大电流会发热,难以提升充电功率。
小米11 Ultra电池采用了MTW多极耳技术制作,多达20个极耳好比修建了对向10车道,大幅度增加了通行效率,大幅度降低内阻,可支撑大电流充电并降低温升。
小米11 Ultra配套充电器型号为MDY-12-ES,输出功率67W,是小米私有快充系统内常见的魔改A口PD充电器,支持5V3A / 9V3A / 11V6.1A / 20V3.25A,其中11V6.1A正是小米11 Ultra快充所使用的电压档。
小米11 Ultra内部为ATL单电芯结构,有线充电部分采用2:1电荷泵充电技术,通过电压减半电流加倍的方式进行高效直充。按照电池电压4.45V计算,实际充电器输出8.9V6.1A,电池端直充功率将达到4.45V12.2A。从官方提供的数据中可以得知,小米11 Ultra只需36分钟就可以充满100%,不管是完全充满还是碎片化充电都非常快速。
充电头网总结
石墨负极电池技术已达到瓶颈难以提升能量密度,只能通过增大体积来增加容量,这限制了所有用电设备的设计、使用、体验,比如手机要么做轻薄失去大容量电池,要么做成板砖那么厚来提升续航。
小米成功攻克新材质电池技术全球首发硅氧负极电池,纳米硅氧负极材质保证其结构稳定达到长寿命效果,能量密度的提升让小米11 Ultra在8.38mm机身厚度内,放入容量高达5000mAh的大电池,MTW 20极耳技术让它支持67W电荷泵高压直充。这意味着小米已掌握手机锂电池核心技术,补足了木桶最大的一块短板,并且会带动整个行业全面进入新材质电池的开发当中。
小米在春季新品发布会上宣告进军新能源 汽车 领域,拥有硅氧负极电池的技术储备将会成为小米杀手锏,因为电池组是新能源 汽车 成本构成的大头,硅负极材质电池大容量、低成本、高性能完美贴合新能源 汽车 行业,相信小米硅负极材质电池将会颠覆新能源 汽车 现有的格局,改变整个生态。
本文探讨了小米在新材质电池领域方面的突破,下一篇文章充电头网将会继续探讨小米在无线充方面的黑 科技 ,如何实现67W无线充的商用量产。
作者 | 牧之编辑 | 小沐
出品 | 智哪儿 zhinaer.cn
SoC,即SystemonChip,是移动端设备芯片的一种封装形式,是集成了CPU、GPU、NPU、内存等一系列芯片元器件的计算单元。在移动端,CPU、GPU两大核心芯片各大厂商采用的主要是ARM公司的产品,下游厂商需要在ARM的指令集和芯片架构的基础上做二次开发,已适配自家的软件系统,并做出差异化功能,同时集成更多自研或第三方芯片。
全世界范围内,能自研 SoC 芯片的手机厂商寥寥无几。苹果、华为、三星、小米,是屈指可数的推出自研芯片的四家手机厂商。
而其中,小米在自研 SoC 的道路上,可以说是磕磕绊绊、步履蹒跚。在初期,雷军与相应的芯片业务负责人,可能严重低估了自研 SoC 的难度。
2017 年的澎湃 S1 给国人带来了惊喜,率先搭载于小米 5C 机型。但其性能与高通、联发科等大厂的产品差距太大,无法进军高端机型。而澎湃 S1 据说先后投入了 80 亿人民币的研发费用。投入与产出的严重不匹配,导致小米自研 SoC 之路一度中断。
后来,万众瞩目的澎湃 S2 五次流片均告失败,小米自研 SoC 暂时画上了句号。而在几年后,小米重整旗鼓,主要精力放在了 ISP 芯片和电源管理芯片上,至少取得了不错的宣传效果。其实,不光是小米,包括 OV 在内的很多手机厂商,在自研 SoC 道路上都面临很大阻碍,后来无奈都转向了 ISP 、 NPU 等门槛相对较低的芯片上的。
而对于 SoC 芯片,国内手机厂商中,除了华为,基本上没有任何一家拿得出手像样的产品。知难而退,也是一种智慧。当年华为的 K3 问世时,与澎湃 S1 一样出师不利,但后来华为并非放弃,而是加大了产研力度,最终拿出了麒麟系列处理器这样的作品。
对于苹果、三星、华为三个品牌,自研 SoC 的主要价值是为了不让核心部件掌握在第三方手中。在手机 SoC 领域,高通、联发科、紫光展锐等上游厂商占据了绝对的主导权。为了提高毛利,同时让底层硬件与上层软件更加匹配、改善用户体验,各大厂商均开始 探索 自研 SoC 。
苹果拥有 A 系列处理器,已经发展到 A15 。 A 系列不仅巩奠定了 iPhone 的市场地位,也为后来的桌面端 M 系列处理器打下了基础。而三星本身就是半导体厂商,其在芯片领域的技术储备是所有手机厂商中最丰富的。
包括苹果在内,以及国内的 OPPO 、 VIVO 等多家手机厂商,最早自研 SoC 也都是与三星建立了研发合作。
对于小米来说,自研 SoC 的意义更加深刻。曾经的小米手机以性价比横扫市场,但随着销量攀升,小米发现其毛利空间被极度压缩。在销量突破 5000 万台时,小米手机毛利仅为 1.8% ,而同时期靠广告打天下的 OV ,可以做到 10% 甚至更高。
研发 SoC 就如同建一座摩天大楼。有的人在一个 10 层的地基上要盖 33 层大楼,结果就是摇摇欲坠;有的人打好了 33 层的地基,但中间烂尾了,因为确实低估了难度之大。而那些真正能建起 33 层大楼的,除了有必要的资金注入,本身在盖楼方面的经验和资源整合,已经磨合了很长时间。
澎湃 S1 虽然唤起了米粉的骄傲,但其性能表现的平淡与存在的诸多问题,让其折戟沙场。而后来的澎湃 S2 多次流片失败,烧掉了巨额资金,也让小米无奈放弃。痛定思痛,小米终于认识到 SoC 的挑战性,转而开始研发 ISP 芯片,即图像信号处理芯片。
澎湃 C1 问世。 ISP 可以理解为是手机摄像头模组的大脑,对于 CMOS 捕获的画面进行数字处理,以改善对焦性能、画质表现等。小米出此下策的原因,一方面是 SoC 之路暂时不通;另一方面是在竞争激烈的手机市场,拍摄性能依然是核心卖点,所以小米干脆做了一个独立于 SoC 之外的 ISP 芯片,来最大程度优化拍照体验。
其后,小米又发布了澎湃 P1 ,一款充电芯片,可以加快充电速度,改善充电体验。这也是针对目前手机领域的快充革命提出了产品改进思路。近期,媒体又曝出小米将发布新的电池管理芯片,以进一步优化续航表现。
其实,小米绕开 SoC 主攻这些独立芯片的大背景是,小米近年来在疯狂布局半导体产业。仅在 2021 年,小米长江产业基金就投资了 12 家以上的半导体企业,涉及 AI 芯片、通信芯片、车规芯片、手机 SoC 、 FPGA 、 MEMS 、 MLCC 、数模转换芯片、功率器件、分立器件等多个领域。
澎湃 C1 、 P1 等芯片,跟小米在半导体领域所做的布局不无关系。比如有媒体透露,澎湃 P1 是小米与南芯共同研发的成果。
而如今,原来松果电子,也分拆分为两大部分,一部分团队继续开发澎湃系列芯片的研发,其中也包括 SoC ;而另一部分则独立成为大鱼半导体,主要研发 AIoT 芯片。这与雷军的手机 +AIoT 双线战略相呼应。
这一布局释放的信号是,在手机业务中,小米可能战略性放弃了 SoC 的研发,而是从独立芯片入手,强化个别用户体验;待时机成熟后再次进军 SoC 。另一方面,以智能家居为代表的 AIoT 板块已经成为小米的另一个现金奶牛,布局物联网底层技术也是小米的必修课。
为什么小米如此痴迷芯片呢?这个问题的答案,根源在于小米的品牌定位问题。长期起来,小米手机一直未能突破高端产品的结界,产品毛利一直处于较低水平。虽然小米手机销量巨大,但毛利迟迟未能改善,以及高端市场的空白,让资本市场对小米模式逐步提出质疑。
这导致小米的中高端机型与竞品存在严重的同质化,定价策略被束手束脚,无法破局。而国内的手机市场,也已经从原来大谈特谈手机 *** 作系统的差异化,转向了软硬融合的竞争阶段。
因此,小米必须突破芯片这一关。只有底层芯片掌握在自己手里,小米手机才能更进一步打出差异化的卖点,与友商拉开明显的差距。这一点, OV 同样也在 探索 。有消息称, OPPO 最快将在 2024 年左右推出自研的 SoC 。
而另一个不可忽视的原因是,小米是所有手机品牌中, AIoT 布局最广、群众基础最大的一个品牌。换句话说,智能家居,是小米手中除了手机以外之外的另一张王牌。相比手机,智能家居对于芯片的需求量是在另一个量级。
2022 年 Q1 财报显示,小米 AIoT 平台设备数达 4.78 亿台,同时拥有 5 件及以上设备的用户数达 950 万人。而随着小米 AIoT 生态的持续建设,一个更重要的问题摆在了面前:面对智能家居等物联网场景,小米还未 探索 出一条可行的、更具差异化的商业模式。
而赚取硬件毛利,依然是小米 AIoT 的不二法门。至此,小米为何加大半导体布局就显而易见了。如果小米能掌握 AIoT 芯片的产研,那么智能家居等以亿计算出货量的板块将成为巨大的利润来源。在当前国内外的严峻形势下,芯片的制约不仅影响了一众智能家电品牌,对于小米也产生了不小的影响。
换句话说,多重事件的影响下,更加坚定了小米布局半导体的决心。半导体产业对于小米来说,不仅是自身筋骨的修炼,同时也是长远的战略投资。一系列事件说明,掌握半导体技术,对于一个消费电子品牌来说至关重要。
最后,联想到雷军宣称对标苹果这件事,也能看出一点:只有掌握硬 科技 ,才能实现真正的转型。
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