電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/劉靜）2018年開始氮化鎵被引入快充充電器，為充電器工廠提供了巨大的發(fā)展空間，大批的傳統(tǒng)充電器廠商紛紛轉(zhuǎn)戰(zhàn)氮化鎵市場。隨著蘋果推出140W大功率的筆電快充方案，充電器行業(yè)向大功率快充趨勢發(fā)展變得不可逆轉(zhuǎn)。要足夠快速充電又便于攜帶，電源設(shè)計上就必須提高轉(zhuǎn)換效率來縮小體積，而氮化鎵這種材料正好滿足要求。

氮化鎵相較前兩代的硅、砷化鎵材料，具有禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導(dǎo)率高、電子飽和速率高、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)勢。氮化鎵的結(jié)電容僅為硅的1/5，反向恢復(fù)電荷及恢復(fù)時間僅為硅的1/10，因此氮化鎵在減小體積和重量的基礎(chǔ)上，可以有效降低電源系統(tǒng)的開關(guān)損耗，提高工作頻率和功率密度，實現(xiàn)系統(tǒng)高性能的升級。

氮化鎵快充進(jìn)入300W+，PI、納微和英諾賽科氮化鎵芯片進(jìn)入2022全球前三

氮化鎵在快充領(lǐng)域得到迅猛發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計，在2021年之前便已有數(shù)十家主流電源廠家拓展了氮化鎵快充新產(chǎn)品線，推出了數(shù)百款氮化鎵快充新品。在短短三四年的時間，氮化鎵充電器新品的功率也從過去的30W向65W、100W、200W+突破。甚至中國臺灣有一家廠商吉新能源，開發(fā)的氮化鎵充電器綜合充電功率已經(jīng)沖到340W。

氮化鎵顯著加快了大功率快充市場的發(fā)展，而這一切的背后離不開芯片廠商的助力。今天，我們來重點(diǎn)看一下氮化鎵快充芯片廠商的最新情況。據(jù)了解，氮化鎵快充產(chǎn)品主要涉及氮化鎵控制器、氮化鎵功率器件、快充協(xié)議控制器等核心芯片。最早布局氮化鎵快充芯片的英諾賽科、納微半導(dǎo)體、PI，成為第一波吃螃蟹的人。

而在這三家廠商之后，Transphorm、GaNsystems、氮矽科技、芯冠科技、未來芯科技、鴻鎵科技、茂睿芯、南芯半導(dǎo)體、必易微、杰華特、瑞薩、亞成微、美思半導(dǎo)體、華源半導(dǎo)體、昂寶電子、鈺泰半導(dǎo)體、智融科技等也均推出了氮化鎵快充芯片。

近日國際知名市場調(diào)研機(jī)構(gòu)集邦咨詢發(fā)布2022年GaN主要廠商出貨量排名。數(shù)據(jù)顯示，2022年在全球GaN功率半導(dǎo)體市場，PI以20%的市占率排名第一，納微半導(dǎo)體緊隨其后以17%的市場率排名第二，英諾賽科、EPC、GaNSystems、Transphorm分別占據(jù)16%、15%、12%、9%的市場份額。

數(shù)據(jù)來源：TrendForce（集邦咨詢）

前三大廠商PI、納微半導(dǎo)體、英諾賽科占據(jù)的市場份額超過全球的一半，國產(chǎn)廠商英諾賽科強(qiáng)勢攻進(jìn)全球前三。此前英諾賽科公開披露的數(shù)據(jù)，稱其目前氮化鎵芯片出貨已突破1.7億顆。而排名第二的納微半導(dǎo)體，在今年三月份給出的數(shù)據(jù)是，“出貨超7500萬顆高壓氮化鎵功率器件”。在英諾賽科的瘋狂出貨下，2023年全球GaN功率半導(dǎo)體市場份額排名或再生異動。

在第一、二代半導(dǎo)體材料的發(fā)展上，我國起步時間遠(yuǎn)慢于其他國家，導(dǎo)致在材料上受制于人，但是在第三代半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，我國廠商起步與國外廠商相差不多，有非常大的希望在技術(shù)上實現(xiàn)追趕，完成國產(chǎn)替代。集邦咨詢最新公布的氮化鎵市場份額排名，也足以印證中國廠商在第三代半導(dǎo)體市場的領(lǐng)先性。


2023年氮化鎵芯片新品持續(xù)推出，合封、高壓成主要趨勢

其中市占率排名第一的PI，基于其自主研發(fā)的PowiGaN技術(shù)，此前已開發(fā)了5個系列的氮化鎵快充芯片產(chǎn)品，包括InnoSwitch3-CP、EP、Pro、MX和LYTSwitch-6，被安克、JZAO京造、PAVPOWER、畢亞茲、OPPO、realme、斯泰克、三星等品牌大量使用。

作為全球氮化鎵芯片的龍頭，2023年P(guān)I更是帶來了具有引領(lǐng)性意義的氮化鎵芯片新品。在今年4月，PI面向汽車、工業(yè)高功率應(yīng)用市場，重磅推出了900V PowiGaN氮化鎵產(chǎn)品InnoSwitch3-AQ。據(jù)了解，這款氮化鎵新品繼承了上一代InnoSwitch3輸出級的同步整流、準(zhǔn)諧振開關(guān)、FluxLink數(shù)字隔離等多方面的優(yōu)勢，比上一代750V的氮化鎵產(chǎn)品具有更高的裕量及耐用性。集成度也進(jìn)一步提升了，完成一個典型電源設(shè)計僅需要80個元件。而且PI這個900V的氮化鎵新品效率相比900V硅器件提高了1.5%，可以減少20%的熱量，能支持高達(dá)100W輸出。

而市占率排名第二的納微半導(dǎo)體，此前已推出了8款氮化鎵芯片，分別為NV6113、NV6115、NV6117、NV6123、NV6125、NV6127、NV6128以及NV6252。OPPO 50W餅干氮化鎵快充、RAVPOWER 65W 氮化鎵快充充電器、小米65W USB PD氮化鎵充電器、倍思120W 2C1A氮化鎵充電器等都是采用納微半導(dǎo)體的氮化鎵快充芯片。

今年3月，納微半導(dǎo)體先一步PI，在今年3月發(fā)布新一代GaNSenseTMControl合封氮化鎵芯片新品。納微半導(dǎo)體想要憑借這新品拿下移動快充、家用電器以及數(shù)據(jù)中心市場的更多份額。據(jù)了解，納微的這款新品在集成度和性能上有亮眼表現(xiàn)。它集成了無損電流檢測、高壓啟動、抖頻、低待機(jī)功耗、寬Vdd輸入電壓的特性，能在元件更少、無電流采樣電阻熱點(diǎn)的前提下，帶來小巧、高效、溫控更優(yōu)的系統(tǒng)。而且GaNSenseTMControl合封氮化鎵芯片新品，還具備高頻準(zhǔn)諧振反激，支持QR、DCM、CCM，最大支持開關(guān)頻率225KHz等優(yōu)勢。

英諾賽科在今年也持續(xù)推出了不少氮化鎵芯片新品。2023年開年，英諾賽科便沖刺，加速氮化鎵芯片推出。在1月，英諾賽科推出了高集成半橋驅(qū)動功率芯片Solid GaN系列之100V半橋氮化鎵芯片新品-ISG3201，產(chǎn)品大幅降低柵極和功率回路寄生電感，并減少占板面積73%，外圍電路得到了極大的簡化。

3月，英諾賽科又推出了高性價比120W氮化鎵新品方案，采用TO252/TO220封裝，效率高達(dá)94.6%。同月，基于氮化鎵40V平臺和迭代和升級，英諾賽科又發(fā)布了兩款新品INN040W080A、INN040W120A，進(jìn)一步完善了VGaN家族產(chǎn)品。4月，英諾賽科推出300W適配器方案，體積減少30%，功率密度提高8W/in^3。在上半年，英諾賽科推出了至少10款氮化鎵芯片新品。

這些新品的應(yīng)用信息顯示，英諾賽科正在從消費(fèi)電子領(lǐng)域，向汽車、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)與新能源等領(lǐng)域市場大力拓展。在新品的加持下，英諾賽科在一季度也取得了非常好的業(yè)績增長。英諾賽科高級銷售總監(jiān)孫偉表示，2023年第一季度公司氮化鎵芯片出貨量就突破了5000萬顆，銷售額達(dá)1.5億，是去年同期的4倍。

此外，昂寶電子、必易微、鈺泰半導(dǎo)體、智融科技、東科半導(dǎo)體等廠商也推出了氮化鎵芯片新品。而且電荷泵芯片巨頭南芯科技，2022年入局氮化鎵芯片賽道，在2023年其也發(fā)布了其新一代POWERQUARK?全集成氮化鎵快充方案。這款氮化鎵新品，集成了原邊控制器、高壓GaN、隔離通訊、次級SR控制器、協(xié)議五顆芯片，可以減少外圍20多顆元器件，并支持最新的PD3.0、UFCS快充協(xié)議。

從上述廠商發(fā)布的氮化鎵芯片新品來看，合封、高集成、高壓、封裝創(chuàng)新是行業(yè)產(chǎn)品迭代升級的主要趨勢。在這之外，我們也可以到廠商開始加快新品推出速度，搶占汽車、工業(yè)等市場。

GaN Systems中國區(qū)銷售副總經(jīng)理林志彥表示，“隨著各國政府陸續(xù)公布減碳政策與目標(biāo)，我們認(rèn)為電動車將迎來另一波成長。氮化鎵GaN功率元件在電動車的應(yīng)用潛力不可小覷，GaN的寬能源材料性能大幅提高元件能效，且開發(fā)成本低。全球氮化鎵市場預(yù)期在未來五年內(nèi)成長60億美元，其中成長動能主要來自車用，年復(fù)合增長率達(dá)97%。”毫無疑問，未來汽車將成為氮化鎵芯片廠商競爭的新高地。


小結(jié)：

整體而言，在手機(jī)、電腦等消費(fèi)單品沒有明顯復(fù)蘇之際，氮化鎵芯片新品熱度并沒有衰減，國內(nèi)外廠商反倒是緊追發(fā)布，這或許也有來自汽車、工業(yè)、儲能等領(lǐng)域需求強(qiáng)勁的影響。