電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/劉靜）2018年開(kāi)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(chǎng)。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(shì)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(jì)上就必須提高轉(zhuǎn)換效率來(lái)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(chǎng)高、熱導(dǎo)率高、電子飽和速率高、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。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(shí)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(kāi)關(guān)損耗，提高工作頻率和功率密度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高性能的升級(jí)。

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(jì)，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(shí)間，氮化鎵充電器新品的功率也從過(guò)去的30W向65W、100W、200W+突破。甚至中國(guó)臺(tái)灣有一家廠商吉新能源，開(kāi)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(chǎng)的發(fā)展，而這一切的背后離不開(kāi)芯片廠商的助力。今天，我們來(lái)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(lái)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(guó)際知名市場(chǎng)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(chǎng)，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(chǎng)率排名第二，英諾賽科、EPC、GaNSystems、Transphorm分別占據(jù)16%、15%、12%、9%的市場(chǎng)份額。

數(shù)據(jù)來(lái)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(chǎng)份額超過(guò)全球的一半，國(guó)產(chǎn)廠商英諾賽科強(qiáng)勢(shì)攻進(jìn)全球前三。此前英諾賽科公開(kāi)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(wàn)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(chǎng)份額排名或再生異動(dòng)。

在第一、二代半導(dǎo)體材料的發(fā)展上，我國(guó)起步時(shí)間遠(yuǎn)慢于其他國(guó)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(guó)廠商起步與國(guó)外廠商相差不多，有非常大的希望在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)追趕，完成國(guó)產(chǎn)替代。集邦咨詢最新公布的氮化鎵市場(chǎng)份額排名，也足以印證中國(guó)廠商在第三代半導(dǎo)體市場(chǎng)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(shì)

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(kāi)發(fā)了5個(gè)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(lái)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(chǎng)，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(jí)的同步整流、準(zhǔn)諧振開(kāi)關(guān)、FluxLink數(shù)字隔離等多方面的優(yōu)勢(shì)，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(gè)典型電源設(shè)計(jì)僅需要80個(gè)元件。而且PI這個(gè)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(dòng)快充、家用電器以及數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)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(wú)損電流檢測(cè)、高壓?jiǎn)?dòng)、抖頻、低待機(jī)功耗、寬Vdd輸入電壓的特性，能在元件更少、無(wú)電流采樣電阻熱點(diǎn)的前提下，帶來(lái)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(kāi)關(guān)頻率225KHz等優(yōu)勢(shì)。

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(kāi)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(dòng)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(jiǎn)化。

3月，英諾賽科又推出了高性價(jià)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(tái)和迭代和升級(jí)，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(chǎng)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(jī)?cè)鲩L(zhǎng)。英諾賽科高級(jí)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(wàn)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(jí)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(lái)看，合封、高集成、高壓、封裝創(chuàng)新是行業(yè)產(chǎn)品迭代升級(jí)的主要趨勢(shì)。在這之外，我們也可以到廠商開(kāi)始加快新品推出速度，搶占汽車、工業(yè)等市場(chǎng)。

GaN Systems中國(guó)區(qū)銷售副總經(jīng)理林志彥表示，“隨著各國(guó)政府陸續(xù)公布減碳政策與目標(biāo)，我們認(rèn)為電動(dòng)車將迎來(lái)另一波成長(zhǎng)。氮化鎵GaN功率元件在電動(dòng)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(kāi)發(fā)成本低。全球氮化鎵市場(chǎng)預(yù)期在未來(lái)五年內(nèi)成長(zhǎng)60億美元，其中成長(zhǎng)動(dòng)能主要來(lái)自車用，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)97%。”毫無(wú)疑問(wèn)，未來(lái)汽車將成為氮化鎵芯片廠商競(jìng)爭(zhēng)的新高地。


小結(jié)：

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