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2020 年 3 月 26 日，被外界稱為 OPPO VOOC 閃充之父的張加亮首次開通了個人微博，當天，他發布了兩條信息，一條是自我介紹，另一條拋出一個行業猛料：「聽產品同事說，我們做的 40W 無線充電今年會商用。」 是的，40W 無線充電，你沒看錯，如果 OPPO 能率先將此投入商用，則意味著比目前友商們能做到的 30W 無線閃充極限更精進了一步，也意味著，無線充電將具備與有線充電相媲美的速率，再次刷新智慧型手機的充電續航體驗。 在手機充電這件事上，這已不是 OPPO 第一次亮出讓人吃驚的王牌。2020 年第一季度，國產手機廠商間的「快充大戰」不斷升級，當友商們普遍在旗艦機型上開始使用 40W、50W 有線快充時， OPPO 發布的年度旗艦 Find X2 Pro 搭載的則是 65W 閃充，38 分鐘可充滿 4260mA 的電池，速度一騎絕塵，這是手機市場上已商用的最大功率水平的閃充。 ...圖｜OPPO Find X2 Pro 官宣的快充性能（來源：OPPO） 近年來，手機行業同質化競爭十分飽和，軟硬體性能 PK 不斷逼近極限，而在這樣的極限挑戰中想要保持領先並非易事。 「領先很難，但是我們一直在領先。」 張加亮自豪地說。OPPO 在閃充技術領域的突破能力正在豎起一個行業標桿，不過鮮為人知的是，在這領先一步的背後， OPPO 閃充團隊可能至少經歷了 8 年時間的摸爬滾打。 智能機時代的普遍焦慮 OPPO 探索閃充技術的歷史大約可以追溯到 2012 年，這一年，也常被業界稱作是國產智慧型手機的元年。 彼時，十餘家廠商群雄逐鹿，整個手機行業和消費市場正經歷著從功能機向智慧型手機轉變的節點，行動網路也處於從 3G 向 4G 切換的檔口，網速越來越快，手機應用越來越多，硬體配置越來越高。在這樣的背景之下，很多手機的電池續航已不能滿足用戶一天的使用需求。 而作為最簡單直接的解決方案，當時很多廠商主要集中在擴大電池容量以應對手機續航不足的問題，但不可避免引發的另一個難題就是充電時間加長。 ...圖｜智慧型手機的續航問題越來越突出（來源：Pixabay） 按照當時主流 5V-1.2A 的充電速率，手機電池容量稍微大一些比如擴容到 2500-3000mA 左右，充電時長動輒就要超過 3 個小時，這是一種漫長的等待，如果是電池容量 8000mA 的平板電腦，邊玩邊充電，充電速度可能還不如掉電快，續航焦慮成為智能機時代如影隨形的問題。 當時負責硬體研發的張加亮已在 OPPO 工作 8 年，作為一個手機行業的老兵，對行業正在發生的變革也更加敏銳。 他很快意識到，智能機時代，大螢幕、高功耗以及越來越豐富的手機應用場景，讓續航和充電這兩個問題變得更加重要，且短期內電池能量密度難有重大突破，手機工業設計要求越來越輕薄導致內部電池空間十分有限，快充勢必會成為保證續航的剛性需求。 摒棄「成熟方案」，自主研發 雖然有了初步的想法和動機，但距離技術落地還相差很遠，為了先行研發實驗，張加亮就和幾個同事開始利用業餘時間搞「地下研究」。 最終歷時兩年左右，在行業普遍採用高通、MTK 的高壓小電流快充方案的情況下，他帶領團隊創新提出了低壓大電流的解決思路，VOOC 閃充方案正式誕生。 2014 年，VOOC 閃充首次在 OPPO Find 7 上落地商用，相比當時市面上常見的5V-2A、9V-2A 的充電規格，VOOC 閃充率先採用了 5V-5A 的規格，充電速度首先得到了明顯的提升，3000mA 的電池用 VOOC 閃充 30 分鐘可直接充到 75%。 ...圖｜OPPO 技術人員探討快充技術方案（來源：OPPO） 「充電 5 分鐘，通話 2 小時」的說法便由此而來，至 R7 機型發布，這句廣告語已成為家喻戶曉的快充技術代稱，友商們也紛紛開始針對這條閃充技術路徑加強研發布局。 為什麼當時不直接選用高通、MTK 成熟的高壓快充方案？ 在 OPPO 內部對張加亮也曾有這樣的質疑，自主研發低壓大電流的快充方案即使是當時的蘋果、三星等行業巨頭都沒去布局，失敗的風險可想而知，但張加亮仍堅持了自己的技術路線。 主要原因是，高壓快充有一個明顯短板：導致手機端發熱較高，影響充電效率，用戶在邊玩邊充電的情況下更為嚴重，這往往意味著安全隱患。 以電壓超過 9V 的快充為例，這樣的高電壓並不能直接輸入給手機電池，需要在手機端二次降壓到 5V 的水平才能給手機進行安全充電，但根據焦耳定律，這種降壓方式會導致手機端在充電過程中發燙，且充電轉化效率只有 80% 左右。 OPPO VOOC 閃充採用的低壓大電流方案，則將手機內部的降壓器件放到了適配器上，降低機身發熱，充電轉化率可以提升到 97% 以上，且能把熱量分散，而據了解，OPPO VOOC 的 7 針引腳設計也加入了對充電狀態進行檢測、判斷的通路。 ...圖｜快充適配器測試（來源：OPPO） 為了整體解決閃充帶來的發熱問題，張加亮帶領團隊從適配器、電池、數據線、電路、接口等 5 個關鍵環節進行了相應的安全化升級定製，例如首次在適配器中加入 MCU 智能晶片，實時監測電壓電流，對整個電流傳輸進行精準調節和 5 級過載保護。 在業內，這是第一次將「充電接收端、發射端、充電端以及電池端」視為一體進行整體方案研發。通過定製化的硬體、算法，形成 VOOC 充電協議閉環，OPPO VOOC 將閃充安全指數從 PPM（百萬分之一）提升至 DPM（十億分之一）級別，同時，VOOC 也通過了工信部旗下泰爾實驗室五星認證，並成為泰爾實驗室五星認證的首個快充技術。 另外一條路徑，也是從 2012 年開始，隨著對 VOOC 閃充技術的探索，OPPO 其實也開始同步摸索無線充電進入實質應用的階段。在 2012 年 6 月份公布 OPPO Finder 超薄手機的時候，曾同步推出一個無線充電套件，採用了 TI 的無線充電晶片， 遵循 WPC 無線充電標準，這算是無線充電最早期的一種實現方案。 ...圖｜OPPO Finder 曾嘗試的無線充電方案（來源：OPPO） OPPO VOOC 閃充技術創新很大程度上為緩解智能機時代的續航焦慮提供了一種新的可能，對於手機快充的發展具有巨大影響力，低壓大電流的技術路徑逐漸普及開來。 至 2015 年，OPPO 旗下中高端機型基本都支持 VOOC 閃充，在同檔位機型中做出了很好的技術差異化，同時也在不斷拓展使用場景，陸續開發了基於 VOOC 技術的移動電源和車載閃充，在線下門店和車站、機場等公共場所也積極布局閃充服務，一個新的閃充時代就此拉開帷幕。 比快更快的不斷極限挑戰 用戶體驗一旦提升上去後，再去降低標準是很難的，閃充開始普及後，最高能實現多大功率的充電？速率還有沒有可能更快？這促使整個手機行業開始深入研究，包括先行者 OPPO。 2016 年，OPPO 再次提出了 SuperVOOC 超級閃充的概念，手機峰值充電功率直接上升到了 50W 的水平。 要知道，同期的閃充能做到 20W、30W 已到了一定瓶頸，這種近乎翻倍的功率增長背後，不得不提一下新的創新方式：串聯雙電芯的快充方案。 ...圖｜雙電芯手機電池（來源：OPPO） 在 VOOC 閃充技術架構不斷成熟的基礎上，OPPO 在業界首創了串聯雙 3C 電芯的電池架構，通過兩塊性能高度匹配的電池串聯分壓，讓輸入到每個電芯的功率只有 25W，實際在手機內部仍維持在 5V-5A 的安全輸入水平，但綜合下來的充電速度得到了大幅提升；而在電池放電時，可以利用電荷泵將雙電芯的電壓減半，以兼容當下的手機晶片組，供給手機運行所需要的特定電壓。 同時，OPPO 加入了全新 VFC 閃充算法，改進了涓流充電，把涓流充電速度提升了 200%，這大幅縮短手機電池最後 10% 的充電時間，進一步把整體充電時長縮短 23.8%，50W 的 SuperVOOC 超級閃充可以在 35 分鐘內充滿一臺 3700mA 電池的手機。 ...圖｜SuperVOOC 2.0 充滿 4000mA 電池的速度（來源：OPPO） 對於用戶日常來說，可能是早晨一個刷牙洗漱的功夫，手機就能充到接近滿電，2018 年，OPPO 這一充電技術率先落地在了旗下中高端旗艦機型 Find X、R17Pro 上，實現商用普及。 雖然技術複雜和工藝要求更高會導致成本有所上浮，但這一電池框架思路在行業中是具有突破性的，這意味著，未來隨著更高性能的電芯、更具創新的電池串聯方式，閃充功率的水平還能有翻倍增長的可能。比如功率達 65W（10V-6.5A）的SuperVOOC 2.0 超級閃充，仍是目前投入商用的最快閃充，30 分鐘時間即可充滿等效 4000mA 的電池。 同時，SuperVOOC 2.0 方案讓手機充電兼容性得到了改善，兼容市面上的 QC/PD 適配器 9V2A 快充，即便是忘帶原裝充電器，也能以 18W 的速度「回血」，極大滿足了用戶日常生活中使用體驗。 ...圖｜SuperVOOC 2.0 閃充方案的核心技術（來源：OPPO） 此外，為了讓充電器既小巧便攜又能滿足高功率充電需求，張加亮團隊從 2015 年快充興起時就開始做一系列的技術儲備，最終把目光鎖定在第三代半導體材料–GaN（氮化鎵）上。 採用 GaN 的功率器件，可以通過升高開關頻率來減小變壓器的體積，並且還可憑藉著氮化鎵高效的特性，減小或者省略散熱片，從而讓大功率充電器的體積趨於小型化，將 65W 適配器體積做到了接近上一代 50W 的水平，並在 2019 年成功將氮化鎵應用在了支持 SuperVOOC 2.0 的原裝手機適配器上。 對於用戶來說，這些可能只是產品的細枝末節，但對於 OPPO 閃充團隊而言，則是對行業技術極限和不可能的接連挑戰。 ...圖｜OPPO VOOC 閃充的三條技術發展路線（來源：OPPO） 直至今日，在閃充技術領域，經過 8 年技術長跑的 OPPO 已基本形成以「VOOC 閃充、SuperVOOC 超級閃充和無線 VOOC 閃充」完整的三條線，用來搭配不同級別的手機產品，實現不同的用戶需求。 據悉，截至 2019 年 10 月，全球 VOOC 閃充用戶已突破 1.45 億人次，目前 OPPO 自主研發的快速充電技術，在全球範圍內已申請超過 1700 項專利，並累計向 20 余家企業開放閃充專利許可，一個包含壁壘專利、行業標準、技術認證在內的閃充專利生態圈正在形成。 ...圖｜OPPO VOOC 有線閃充和無線閃充對比（來源：OPPO） 值得關注的是，在 2019 年 10 月，OPPO 曾正式發布了 30W 無線 VOOC 閃充技術，也是目前已商用的最高水平，不過 OPPO 官方並未急於將 30W 的無線閃充技術快速推向量產商用，而是直接將量產的目光放到了 40W 無線閃充上。 正如本文開篇所說，40W 無線閃充將是革命性的開端，用戶將能真實體會到不亞於有線閃充的高效體驗，而對待無線充電商用，OPPO 很可能採取一步到位的策略，形成後來者居上的行業競爭勢能。 5G，國產手機廠商的下一局 相比較三星、蘋果等國際巨頭，國產智慧型手機近年來的創新發展其實可圈可點，在高度飽和的市場競爭環境下，從做工材質、拍照像素、性能跑分、結構設計等多個維度，各路廠家不斷竭盡所能去 PK 差異化和性能極限。 ...圖｜5G 已成為手機廠商的下一個賽點（來源：東方IC） 對於普通消費者而言，閃充可能會是一個越來越影響購買決策的因素，尤其在當下智慧型手機從 4G 向 5G 推進的階段，未來 5G 網絡高帶寬低延遲的特性勢必會激發手機軟硬體整體功耗的再度飆升，此情此景，恰如 2012 年的變革前夕。 手機充電功率還有沒有可能比 65W 更大，張加亮表示：我覺得一切皆有可能，而 OPPO 的「充電 5 分鐘」還能給我們帶來怎樣超乎想像的驚喜，未來可以拭目以待。
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