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近日以来,GaN(氮化镓)半导体产品的消息络绎不绝,各大厂商纷纷宣布自己未来将进驻GaN产品领域。引爆GaN产品关注度的事件,还需要追溯到2月13日小米召开的新品发布会,除了在发布会上小米推出了自己的新旗舰手机之外,最引人注意的便是小米所发布的那款65W的GaN充电器。
当然,早在去年10月份,OPPO 便已经发布了标配65W 超级闪充 GaN 充电器,这也是 GaN 首次应用于手机原装快充充电器,OPPO 也是作为全球首家将GaN技术导入手机充电器的厂商。相比普通的充电器,GaN 充电器更加小巧,充电更高效,发热也更低。
之所以有这样的表现与GaN的特性密切相关,GaN 是一种宽能隙半导体材料,具有高硬度、机械稳定性、热容量、对电离辐射的极低灵敏度和导热性。与传统的硅基半导体相比,GaN 在功率应用上有巨大优势,比如在更高的功率下获得较好的节能效益,使得功耗大幅降低。同时,GaN 技术能够容许精简元件通过巧妙的设计实现更好的尺寸、重量等。此外,相比普通的硅基元件,GaN 元件的切换速度要快10倍,还可以在更高的温度下运作,这些优异的特性都让 GaN 广泛适用于汽车、工业、电信以及特定的消费电子产品上。
目前来看,GaN 应用在手机充电器上的技术已经相对成熟,众多厂商显然不会放弃这个巨大的风口。据相关资料显示,2019年的适配器市场,GaN 器件出货量在300万-400万 颗,随 着 手 机 以 及 笔 记 本 电 脑 等 产 品 的 进 一 步 普 及,微电子、扬杰科技等在内的多家公司均已积极布局第三代半导体。小米此次的充电器采用纳微(Navitas)半导体的 GaNFast充电技术。据《半导体信息》的文章分析,随着手机电池容量的不断增加,大功率的快充变得越来越重要,而传统硅材料受限于体积以及功率密度的极限无法满足市场需要,氮化镓通过自身的优势迅速吸引了市场。虽然氮化镓增长最快的要数快充市场,但是,目前中国氮化镓功率应用市场还处于起步阶段,市场对于氮化镓的认识还不够,并且氮化镓自身的成本还太高。随着硅基氮化镓成本的降低以及可靠性的大幅提高,采用氮化镓材料的快充充电器或将成为行业的主流。与此同时,氮化镓在大功率市场的需求也非常巨大,尤其在5G 基站供电模块,以及新能源汽车车载充电(OBC)领域,国内和国际厂商都将目光瞄准了这些市场。随着汽车的电动化,GaN 在汽车领域的应用前景值得期待。中国是世界上最大的电动汽车市场之一,这也将促进 GaN 器件在中国市场的应用发展。有业内人士认为,目前国内氮化镓供应商并不多,有很多公司是将建立氮化镓工艺线作为宣传噱头,真正能够量产氮化镓功率或者射频芯片的公司如凤毛麟角。原因就在于氮化镓生产线技术门槛和生产成本过高,而且氮化镓市场目前并不成熟,应用设计公司依然偏少。