【嗶哥嗶特導讀】隨著人們對快速充電的需求越來越大，快充市場晉升為一個市潛過億的市場。那么隨著快充技術的發展，快充廠商將對連接器這個傳輸電的關鍵元器件提出什么新要求?又需要連接器廠商如何配合?本期《對話》邀請了連接器廠商、快充廠商以及電源管理方案廠商共同探討。
編者按：
為了緩解用戶的充電焦慮，快充手段層出不窮，以手機、電腦為主的電子產品紛紛推出了更大功率的充電配置，快充市場也晉升為一個市潛過億的市場。然而隨著快充技術的發展，快充廠商將對連接器這個傳輸電的關鍵元器件提出什么新要求?又需要連接器廠商如何配合?
帶著這些疑問，本期《國際線纜與連接》下設《對話》欄目，邀請連接器廠商與下游快充廠商、電源管理方案廠商等多家快充產業鏈上知名企業代表，圍繞快充未來市場、技術難點與連接器在快充上的應用情況等話題展開對話。
問題導讀：
1. 《國際線纜與連接》:目前快充的發展趨勢是什么，在這些趨勢之下設計方案發生了什么變化?對連接器提出了什么樣的要求?
2. 《國際線纜與連接》:連接器企業應如何為下游企業做配合?
3. 《國際線纜與連接》:快充在往更高功率方向發展，目前快充用連接器還面臨著什么技術或發展難點?
4. 《國際線纜與連接》:氮化鎵材料應用在快充上的優劣勢分別是什么?氮化鎵材料在充電器上的應用給連接器帶來什么影響?
5. 賽爾康：在電阻低、大電流的情況下，該如何解決數據線容易氧化問題?
6. 優籟特：連接器在拔出來的時候恢復性如何，是否會變形?要如何保證連接器彈片的硬性?
7. 優籟特：現實中連接器的使用壽命、插拔次數與實驗室的測試數據存在差異，該如何減小差異?
8. 安科訊：產品設計要往小型化、外觀精美方向發展，因此希望元器件能往集成化、低成本的方向發展，請問貴司對此有何解決方案?
9. 安科訊：在采購連接器產品時會考慮產品的阻抗、壓差、溫升、壽命、鹽霧以及可靠性等，拉伸和沖壓兩種方式產出的連接器是否會存在品質差別，該如何保證產品品質?
10. 《國際線纜與連接》：您如何看待未來3-5年的快充市場?
1. 《國際線纜與連接》:目前快充的發展趨勢是什么，在這些趨勢之下設計方案發生了什么變化?對連接器提出了什么樣的要求?
奧海科技郭修根：
目前快充主要往大功率、小體積兩個方向發展，大功率可滿足消費者快速充電的需求，小型化則是滿足便攜性的要求。
電路拓撲結構的原理相比以前有一些細節方面的變化。第一個方面我們可能會采用一些更高效的電動拓撲，比如LLC、ZVS。第二個方面就是會采用一些效率更高的器件，例如氮化鎵、Cool-Mos。這樣能夠在同等的功率下實現更小的體積。
選擇連接器時，第一，要求它符合USB協會的規范，要有TID認證;第二，在電流方面會有一定的要求，如120W的充電器需要連接器能通過6A以上的電流。此外，還有一些插拔力、鍍層等常規要求。
安科訊李小輝：
目前市場上已經有100W以上的充電器，但多數是多口的，而USB協會推出來的20V、5A指的是在單口上實現100W。因此未來快充的發展一定是高功率化，在配件市場多口充電器的應用會越來越廣，而在標配市場上依然以單口為主。
設計方案也要變化，因為原始的設計方案是固定電壓、提升電流，出于一些安全的考慮，現在延伸出來的快充是要升壓，電流不變，電壓提高，從5V升到20V，最終增大功率，通過能量等效轉換的方式，最終提高設備的充電效率。
對于元件供應商，我們希望集成度越來越高，因為快充功率增大后會體積變大，對于用戶來講攜帶不方面，外觀也不精美。
對于連接器，首先要符合USB協會認證;其次，要符合我們的產品要求：阻抗、壓差、溫升、壽命、可靠性等。除了保證產品品質外，希望連接器產品的性價比能更好一些，同時還能根據快充產品的外觀要求進行設計，如按照原來USB口的體積大小，中間是Type-C口，通過在外部塑膠或五金的設計，將Type-C口設計成原來USB口外框大小。這樣會對我們應用的設計比較方便，不用考慮兩種PCB設計方案，做產品認證的費用也會更低。
MPS王若宇：
在氮化鎵技術的支撐下，現在市場上的快充大都在往小型化、大功率化發展;其次，用戶的需求正往多口化方向發展。
從20W到100w，充電器整體的功率上升了5倍之多，也面臨著更高效率的挑戰。如果電源的效率方案和老方案(采用反激拓撲)一樣的話，在功率上升了5倍之后，可能整個電源會有10%×100W的一個損耗，即10W的損耗。這會讓充電頭發熱嚴重，而且熱都集中在某幾個器件上，相當于單點發熱，可能導致電源無法正常使用，同時用戶的體驗感也不好。
目前我們用的是LLC電源拓撲，優點是開關損耗小、效率高，在功率提升的基礎上損耗沒有提升。而LLC電源以往大多用在一些大功率(例如：400W、600W)的場景中，那么將其用在這種100W的快充上，要將很大的散熱片做小，同時還需兼備造型美觀，這也是新的挑戰。
此外，要考慮怎么在這種電源里面使用氮化鎵器件，氮化鎵器件的頻率比常規MOS管要高非常多，而頻率一旦高起來就要考慮EMI問題。
金盈電子蘇福欽：
目前快充主要是往小體積、大功率、高能效方向在發展，要求連接器承受高電流、更高的溫度，同時這也是未來的趨勢。
2. 《國際線纜與連接》:連接器企業要如何為下游快充企業做配合?
意豐精密鄭垚：
首先，開發不同的產品結構。我們的Type-C母座會有平面90度、180度立式和側向90度的結構。連接器的結構可以影響終端產品插口的方向和整個結構的優化，包括適配器及其體積的優化。因此結構上的研發會豐富整個快充市場客戶端結構的研發，為客戶開發不同結構的充電器，移動電源提供很好的便利。
其次，我們會優化產品的性能。在快充連接器方面，主要的性能就在于大功率的電流輸出。我們的連接器會選用更優質的、極端條件下導電率更高的銅材，以此來給客戶提供安全性的支持。
昌拓五金何繼承：
以前筆記本充電頭以圓頭為主，目前像惠普、戴爾、聯想等筆記本都已經實現Type-C兼容，甚至采用Type-C連接器。
快充的電壓或電流越來越高，對阻抗、溫升、可靠性的要求也越來越高，如我們一個戴爾的項目，機械性能要求正常情況下是10，000次插拔，他們要求達到16，000次。
阻抗方面，一般來說 Type-C都需要接一個電路板，但我們直接利用插頭的針來連接，即產品不需要通過電路板，因為電路板是一個銅箔，導體截面積不夠大，功率過大時需要幾層的電路板，因此我們利用特殊的結構，用插頭里的銅片做導體，過大電流有絕對的優勢，同時成本會更低。
超訊電子肖副理：
配合方面，我們主要是根據客戶要求去給他推薦產品，另外根據客戶已經設計好的方案尋找我們有沒有相關的產品。
快充的發展就是想要充電時間更快，這就意味著通電的電流會更大，要求連接器的金屬件導電性能要好，對連接器的材料、電鍍層和端子的寬度等提出了更高的要求。所以我們會在材料上選擇一些高導通的銅材;也會根據客人的要求去電鍍鍍金，電鍍的鍍層越厚，導電性能就越好;同時如果電流比較大的話，我們就選擇寬一點端子，提出相應的要求讓端子廠商去配合。
創聯精密郭勤明：
客戶只要告訴我們充電的速度、電流、電壓、功率等要求，我們就可以做配合，而配套的連接器只要通過協會標準認證的，基本上都可以達到客戶的要求。
在快充往更高功率發展的過程中，在連接器中端子的材質設計，要求我們要采用一些導電率更好的高導銅來傳輸，才能承受這種大電流的傳輸，而不會導致溫升過高。第二個對端子的結構設計、導電面積要增寬。
3. 《國際線纜與連接》:快充在往更高功率方向發展，目前快充用連接器還面臨著什么技術或發展難點?
優籟特伍長春：
連接器方面最主要的一個就是連接器的使用壽命要盡量長。因為用戶使用的過程當中需要經常插拔，實際上我們也收到很多客戶的反饋，在連接器使用壽命這一塊還有待提升，品質不穩定。
我們與連接器供應商長期合作，在品質管控方面沒大問題，但目前存在兩個問題：材料漲價和芯片缺貨。
昌拓五金何繼承：
快充其實就是一個電源管理，通過一個芯片進行管理。芯片的方案對快充比較重要，我們的缺陷主要是沒有得力的方案商。目前有些芯片又貴又難獲得，相對來說是國際品牌商的芯片更好，但需要等待一段時間。所以當我們的芯片沒那么快到的時候，也就會推遲給客戶出貨的時間。
全方位翟重陽：
快充就是大電流，如何實現大電流充電，對連接器的結構設計、沖壓精度、模具的設計的精度以及高性能材料等都有要求。
我認為不缺大電流的結構設計，平時的一些傳統插座傳輸10A電流的也能做到，但是設計方案在狹小的界面和空間上如何實現大電流就非常有挑戰。體積非常大的連接器可以輕輕松松實現大電流，但是如果說要嫁接到Type-C上，那就要考慮在狹小的空間里面如何利用更少的材料來實現更大的電流，總的來說還是最基礎的材料性能的提升。
意豐精密鄭垚：
第一個就是現在結構設計越來越豐富，大家都在走差異化路線，在連接的設計上就需要我們做更多結構的開發，會涉及到很多模具的開發，需要我們投入大量的資金和人力物力。
第二個就是在品質管控上，全自動化生產模式是最可靠的，所以我們現在從沖壓、注塑到組裝、包裝，再到檢測都是全自動化的模式。
超訊電子肖建龍：
可能難點就是在對應的供應鏈和生產的管控能力。
中科興達聶廷：
24pin的、全功能pin的Type-C本來就支持大電流快充。快充的發展對Type-C的精度的要求會更高。
4. 《國際線纜與連接》:氮化鎵材料應用在快充上的優劣勢分別是什么?氮化鎵材料在充電器上的應用給連接器帶來什么影響?
奧海科技郭修根：
優勢就是同等的功率下體積可以做得更小一些。當然現階段來說，氮化鎵的成本會比普通的硅器件更貴，同時目前的產業鏈暫時沒有硅這么成熟，還是一個發展階段。
安科訊李小輝：
氮化鎵是最近兩年才出來的，頻率比較高，可以縮小變壓器的體積，但帶來的成本高20%以上。
MPS王若宇：
氮化鎵現在相對于常規MOS管成本會高一些，但是氮化鎵對整個電路體積的壓縮、頻率提高、以及它本身低開關損耗的優勢可能是硅管無法替代的。
全方位翟重陽：
氮化鎵做成的芯片方案基本上就是快充方案，而目前快充方案的接口基本上都是TYPE-C，TYPE-C相當于標配接口，所以說它會促成連接器接口朝著TYPE-C接口去發展。
意豐精密鄭垚：
連接器和氮化鎵有間接的聯系，因為氮化鎵基本上是針對PD這一塊大功率快充的適配器，使用氮化鎵的客戶會使用pd的快充協議，這就免不了一定要用Type-C的協議接口。
5. 賽爾康唐必成：在低電阻、大電流的情況下，該如何解決數據線容易氧化問題?
全方位翟重陽：
數據線經過大電流時溫升會升高，間接造成產品產生一些氧化。這和數據線或插頭本身導體的阻抗有關系。如果阻抗低，溫升就低，氧化、老化的速度也會比較慢。相反，如果線材質量差、內阻大，溫升就會高，氧化、老化的風險就大，這是有關聯的。
從連接器的角度來看，全方位首先采用的是導電率45%以上的高導電銅合金，但是市場上的很多小廠會采用黃銅、磷青銅等性能比較差的材料。
意豐精密鄭垚：
氧化一般會出現在鍍金這部分，而連接器廠商一般不會自己去負責電鍍工藝，我們需要做的就是把合作工序的制成外發給電鍍廠。通過電鍍的工藝來鍍一層防腐蝕、防氧化的特殊材質，來提高它的抗氧化效果，鍍金厚度越厚抗氧化能力就越強。正常的鍍金厚度可能是1~3微米，有的客戶要求抗氧化能力更強，我們就會就將鍍層加厚，將鍍金的厚度做到15微米、30微米。
同時我們也采購了一大批關于電鍍抗氧化測試的設備，包括全自動的膜厚測試儀、電鍍膜厚測試儀、鹽霧測試儀等，通過測試來保證電鍍鍍金的品質，這樣在抗氧化方面就沒有太多的問題了。
此外，出現氧化的現象還可能是因為接觸阻抗中端子的材質問題，端子的材質是否用的是高導電率銅材、端子鍍金的厚度、端子塑膠的成型工藝、端子的成型是否平整等都會對接觸阻抗有所影響。
中科興達聶廷：
這個是屬于電鍍這方面的問題，只要符合標準就不會出現這個方面的問題。
超訊電子肖副理：
我們對供應商有嚴格的要求，包括對鍍層也會按照管控的要求，用自己的設備進行測試。
6. 優籟特伍長春：連接器在拔出來的時候恢復性如何，是否會變形?要如何保證連接器彈片的硬性?
昌拓五金何繼承：
這個由產品的結構決定，有的結構很容易讓彈片疲軟、無力，進而彈不起來。
我們的結構設計以塑膠成型的為主，區別于一根根插針插上塑膠殼的做法，但對模具和技術要求比較高。好處是阻抗比較好，彈片厚度為0.2mm(普通的0.15mm)，沒有彈高問題。
全方位翟重陽：
這個跟各個公司的設計和研發實力相關，首先必須有理論分析能力非常強的設計工程師，再加上一些仿真分析，可以去分析端子材料的彈性模量和變形，觀察經過多次插拔之后，彈性會不會出現降幅;其次，在產品實物模具開出來之后，全方位通過產線100%的CCD檢測，對每一個PIN頭的高度進行全自動檢測;然后通過可靠性實驗室測試，測試連接器在1萬次以內的插拔彈高會變化多少，是否跟理論階段一致。
宇球電子蔡上升：
首先要從設計上做一個仿真分析，測試連接器的抗疲勞性是否達到設計的要求;
第二，在生產、組裝過程中的位置度要控制好，不要碰到塑膠壁，這樣會很容易被卡住，造成不良;
此外，還要看選材，一些低端的產品在選材時不考慮壽命問題，只考慮前期的使用問題的話，可能就會選擇便宜的材料。當它的彈性系數、抗疲勞系數都達不到要求時，就會產生這個問題，我們會選擇一些高彈性、抗疲勞系數更好的材料。
意豐精密鄭垚：
鉚合型產品的確會出現這種問題，因為它是由一個縫合起來不是一體的，由一個縫合起來，所以如果不小心被強力扯開是會變形的，而拉伸一體的產品一般的拉伸、踩踏都不會出現這種問題。
同時還有一個卡鉤，在Type-C公頭上面會有一個卡鉤鉤住母座，用來維持Type-C的插拔力，當經過成千次上萬次的插拔之后，卡鉤和母座相應的位置都會磨損，力度就會變松，這樣就會影響插拔手感和插拔力。因此卡鉤要用更優質、硬度更高的材質，同時結構和尺寸的設計也應該需要按照協會的規范去進行。
此外，如果在插拔達到一定次數之后就無法充電了，那就是涉及到里面的端子，如果端子最開始的尺寸沒有按照協會的要求尺寸來做，可能會把它插變形，進而影響后面的充電功能。
7. 優籟特伍長春：現實中連接器的使用壽命、插拔次數與實驗室的測試數據存在差異，該如何減小差異?
昌拓五金何繼承：
這些基本的機械性能，我們有專門的實驗室進行測試，產品都會通過USB協會認證。
全方位翟重陽：
在實驗室測試是單一地測某一項性能，但在終端客戶的使用中會有各種不同環境。實驗室測連接器插拔力1萬次，那在實際現實中插拔1萬次肯定可以的。它壞的原因可能是一些功能性問題，如線材被拽了幾次、線纜尾部的焊點斷了，出現功能性失效，這并不是插拔力實效，這是兩個不同的概念。
宇球電子蔡上升：
這方面需要專業的測試，柔性的模仿手插拔。宇球電子會做一些手插、斜插的驗證 ，其實主要還是依靠選材和仿真測試，從各方面檢測是否符合要求。
8. 安科訊李小輝：產品設計要往小型化、外觀精美方向發展，因此希望元器件能往集成化、低成本的方向發展，請問貴司對此有何解決方案?
全方位翟重陽：
連接器端小型化有行業標準的，我們所有的尺寸按照行業標準來做，所以再小也只是一個外形結構的長短，大家會有一到兩毫米的差異，但沒有太大范圍的。
集成化實際上就是用IC加PCB，再加上周邊的一些I/O接口來實現集成化，這屬于PCB方案。目前很多連接器廠沒有PCB方案設計能力，純粹設計物理接口。而全方位有PCB方案設計，也有Type-C接口的設計，把獨立的電子工程師、機械工程師整合在一起，才能做出集成化的方案。
低成本方面，連接器的成本無非從材料和效率兩個方面控制。快充需要滿足大電流、高頻的應用要求，材料是不能用太低端的，所以我們只能從效率上去改善，從沖壓成型、電鍍到裝配，全面實現自動化，自動化是降低成本和提升效率的最快方案。
宇球電子蔡上升：
小型化快充因為接觸面積小，發熱嚴重，要考慮材料的導電率。不過還是要看客戶的需求，我們根據客戶的需求和外形要求進行設計和仿真分析，再通過一些實驗的結果來確定能不能減小。
另外，產品小型化的同時也想要低成本化，但要看產品做小后的穩定性如何，客戶如果有這方面的需求可以和我們的工程師共同開發。
意豐精密鄭垚：
其實連接器已經足夠小了，連接器能夠做的配合就是在終端產品往小型化發展的過程中，幫他在接口方向上做一些優化，這樣的話終端產品的整個結構設計會更輕松，可以避開一些干涉和零部件的沖突。
9. 安科訊李小輝：在采購連接器產品時會考慮產品的阻抗、壓差、溫升、壽命、鹽霧以及可靠性等，拉伸和沖壓兩種方式產出的連接器是否會存在品質差別，該如何保證產品品質?
全方位翟重陽：
拉伸和沖壓兩種工藝除了在成本和制成工藝上有區別，目前在品質上沒有太大的區別。沖壓工藝產出的產品面帶一個縫，不美觀;而拉伸工藝做出的產品無縫一體，更美觀，因此很多高端客戶都喜歡拉伸。它們在價格上會有幾分錢的差異，如果客戶選擇要便宜一點的、大量方便生產的產品，用沖壓的方式會更好一點。但現在正在縮小它們之間差距，隨著拉伸工藝越成熟，它的價格會接近于沖壓，拉伸取代沖壓是必然的發展趨勢。
產品的品質是設計出來的，好壞直接取決于初期設計，依靠非常專業的研發團隊來保證產品沒有先天缺陷;其次自動化程度越高，制成不良就越少，制成過程中的穩定性、一致性主要靠自動化程度來提升;最后是靠檢驗，全方位擁有CCD檢測品質系統，從進料、制成到出貨環節，根據自己的系統和流程去標準檢驗。做好這三個檢測，我相信這個公司的產品品質不會差。
精確科技朱欽奇：
拉伸工藝未來會逐漸取代沖壓工藝，但目前一個Type-C產品拉伸的成本比沖壓高幾分錢，差別很大。因此高端的產品會選用拉伸的方式，低端的產品選擇沖壓方式多。
拉伸的產品更美觀、可靠性也會更高。但與沖壓方式相比，拉伸方式的投入也會更大，在機器設備、連接器外殼材料、厚度這些方面會變化。精確科技主要供貨給中高端客戶，采用拉伸的方式較多。
宇球電子蔡上升：
從外觀上看，拉伸的產品會更美觀。沖壓會有一個縫，看起來不是那么高端，因此稍微高端點的產品會選擇拉伸工藝，稍微便宜、低端的就會選擇沖壓工藝。此外，拉伸的強度會比沖壓的好，沖壓的產品容易開裂，但在正常使用情況下沒有影響的，也可以用于快充。
這兩種工藝前期成本差異蠻大，但隨著拉伸工藝的發展，目前成本已經降下很多。
10. 《國際線纜與連接》：您如何看待未來3-5年的快充市場?
奧海科技郭修根：
這一定是增長的趨勢，因為消費者對快充的依賴會越來越強。十幾年前我們可能充一次電可以用好幾天。但是現在手機于我們而言不僅是一個通話的工具，它是多功能的，這就意味著我們的使用頻率高了很多，在電池技術沒有革命性變更的情況下，這就十分需要快充。
賽爾康唐必成：
目前芯片的缺貨一定程度上影響了快充市場的發展，但整體而言快充的發展還是很不錯的。尤其是最近一些手機取消了配送充電器，這對于快充行業上下游的廠商來說有著不錯的前景。
優籟特伍長春：
我認為隨著快充技術的發展和終端設備不斷的升級，以后不管是有線充還是無線充，快充肯定會深入到每一個人的工作和生活當中。
安科訊李小輝：
快充是未來的趨勢，是后面手持設備或者需要供電的充電設備的標配。慢充會被淘汰，或者說是有特殊的時候才會保留慢充。
未來快充需求肯定會急劇增加，尤其在去年開始，蘋果公司在手機上不配充電器，這給配件行業帶來了巨大潛在需求。
金盈電子蘇福欽：
快充發展是未來的趨勢，所以相關工廠都會有所增長。但是目前的芯片缺貨影響了它的發展進度。現在國家正在加速研發，如果國產的芯片能夠跟得上現在的功能和市場需求，快充的價格將很快降下來，未來幾年就會占據整個充電市場的重要部分。
全方位翟重陽：
連接器只是一個元器件，我們對這個行業把握度是片面的。我只能說快充行業肯定是未來的發展趨勢，但它只是其中一個方向。高頻高速和快充是兩個并行的線，快充是充電行業的一個發展趨勢。
快充接口由Type-C來實現，這個會給我們連接器行業帶來一個利好，也就是說我們Type-C需求量會越來越大。
超訊電子肖建龍：
肯定是往正向的方向發展，現在大家用的手機或者其他家電都希望可以縮短充電時間，越快越好。包括汽車的車充以及無線充也在朝著快充的方向發展，所以對應的連接器和充電器行業都是一個很有前景的行業。
總結
通過本次與快充上下游企業的對話，可知快充市場正在為各快充廠商所重視，他們一致認為快充是未來充電的發展趨勢。
快充主要是為了滿足消費者對于電子設備快速滿電的需要，綜合各快充廠商意見，快充產品正往大功率、小體積、低成本、多口化等方向發展，相應地對電源適配器集成化程度、電路拓撲結構設計、抗電磁干擾、散熱管理等性能提出了新的要求，這也是對生產企業的嚴格考驗。
傳導到上游的連接器企業，快充廠商在選型時要首先考慮連接器的通流能力、阻抗、壓差、溫升、壽命、可靠性等。因此，載流能力更強、產品結構設計更多樣、可靠性檢測更全面、性能更穩定、成本也更低的連接器企業更有機會脫穎而出。在上述的問答中，不少連接器企業就給出了快充廠商關心的關于產品品質、結構和成本控制方面的方案。
此外，不少企業還表示目前面臨的芯片缺貨、原材料價格上漲等情況將對快充市場的發展造成一定的影響。但從長期來看，這些問題不會阻礙快充市場向上發展的步伐。
目前全球快充市場可以分為七個板塊，而從這七個終端產品在2020年的出貨量數據中可以看到，快充普及度最高的手機、筆電、平板三大板塊，產品年出貨總量接近17億臺，占比超過了50%。
而從2020年的終端設備出貨量總體來看，我們的生活已經步入了快充大爆發時代。在市場的高需求之下，2021年的新品快充需求和此前的市場存量將同時發力，結合各大手機廠商逐漸取消標配充電器的情況，將徹底盤活包括第三方在內的快充市場，為快充市場的發展帶來無限可能。
文章來源：嗶哥嗶特資訊
