啥技术让雷军花式安利?
原创2020-02-22 11:07

啥技术让雷军花式安利?

如果你是个数码发烧友,那么氮化镓(GaN)你一定不会陌生,采用了该技术的充电头,相同功率下能将体积缩小近一半,堪称黑科技,出差党的福音。


刚刚结束不久的小米 10 发布会上,雷军也是不遗余力地安利小米的新款 GaN 充电头,就差直接塞到你的手上。 

 


随着雷军的高调介绍,GaN 再次走入行业视野,概念股也随之大涨。


氮化镓,不出意外会成为今年行业升级的“标配“,而产业链也将受益,甚至有分析人士指出,随着 GaN 充电器被消费者熟知,产品快速放量带来成本下降,GaN 充电器有望迅速成为后续手机品牌的盒内标配,可能成为继 TWS 耳机后消费电子领域的又一个爆款。


逐渐走入消费领域的军工级技术

 

氮化镓(GaN、Gallium nitride),顾名思义是氮和镓的化合物,是一种 III 族和 V 族的直接能隙(direct bandgap)的半导体,自 1990 年起常用在发光二极管中。此化合物结构类似纤锌矿,硬度很高。氮化镓的能隙很宽,为 3.4 电子伏特,可以用在高功率、高速的光电元件中。

 

氮化镓也被认为是第三代半导体材料,前两代分别是 Ge、Si 半导体材料和 GaAs、InP 化合物半导体材料,GaN 有着诸多优越的特性,比如更高的密度和迁移率,更高的工作温度,更强的击穿能力等等。


氮化镓目前主要有三个应用方向:光电、功率以及射频,过去主要应用在光电、航空、军事等领域,而随着技术的成熟,氮化镓逐渐走入消费市场。



目前消费者感知最深、能直接接触到的,就是在充电器上的应用。GaN 拥有低损耗和高开关频率的特点,不仅发热更低,同时可以减小变压器和电容的体积。在功率相同的情况下,GaN 技术大幅缩小了充电头的体积。

 

比如小米的新款 GaN 充电头只有传统 65 W 充电器体积的 60%,而其他品牌如安克、倍思等,也做到了缩减 30%~40% 的体积,可以做到用手机充电器的大小,为笔记本电脑的充电,同时发热并不会有明显提升,甚至控制得更好


充电协议上,GaN 充电头目前以可以 PD 协议为主,可以对支持该协议的设备进行快充,比如 MacBook(以及其他 C 口笔记本)、iPad Pro、iPhone、Switch 等等,同时手机厂商的快冲头,也会支持自家的私有协议。

 

小米 GaN 充电器与苹果原装充电器的体积对比


目前,国产 GaN 65W 充电器的价格主要集中在 160~190 元左右,除了第三方配件厂商以外,手机、PC 企业也在考虑出场时标配 GaN 充电器。


随着快冲功率不断被刷新,在提高功率的同时,不让充电器的体积太过巨大,就需要引入氮化镓这样的技术。


目前 GaN 充电头的功率已经可以达到 100 W,如果用传统技术去做传闻中的 100W 快充头的话,那体积可能就真的是砖头了,同时发热控制也是难题。


全行业跟进,产业链受益


2018 年 10 月, 安克(Anker)在美国纽约召开新品发布会,全球首发了GaN PD系列充电产品,这款充电头比 Apple Macbook 原装的29W USB-C充电器小 40%。

 

到 2019 年 9 月,OPPO 在深圳举办 2019 VOOC 闪充技术沟通会,宣布 OPPO Reno Ace 将配备65W 氮化镓快充充电器,OPPO 也成为首个配备 GaN 充电技术的手机厂商。

   

而小米的发布会则让 GaN 再次走入主流视野。不出意外,今年国产头部企业都会开始逐渐采用 GaN 充电头。


比如 OPPO 旗下的 realme,就在小米发布会后表示本月发布的新品会标配 65W 的充电头;此外,三星、苹果也开始布局,据 Macdailynews 报道,苹果或将发布 GaN 充电器,通过 USB-C 接口提供快速充电解决方案,并支持最高 65W 的快速充电。


这款氮化镓充电器可以根据所连接设备自动调节输出中,预计我们可以看到苹果推出一款支持多种苹果设备的充电器。

  

无论是第三方的配件,还是厂商出厂标配,可以肯定的是,未来你会越来越多地看到氮化镓充电头的出现,它会很大程度上拯救你的背包和办公桌。同时,在该技术的支撑下,手机的快冲功率有望再创新高,


目前,Macbook Pro 16 寸峰值功率已经突破 120W,已经超过了原装充电头 96W 的功率,这时候就需要更高功率的充电器,GaN 的引入就很有必要。


Yole 曾预测 ,2017~2022 年 GaN 市场将出现年复合增长率 79% 的爆发性增长,到 2022 年功率 GaN 市场总规模将达到 4.60 亿美元。



而不只是功率 GaN 市场,射频 GaN 市场在 5G 的推动下,也有望得到提振


华西证券指出,得益于GaN 的宽带、高频特性,在毫米波基站应用上 GaN 的需求将更为强烈。据 YoleDevelopment 数据,目前 GaN 在 RF 市场(除手机PA)的市占率超过 20%,未来 GaN 将替代 LDMOS,预计通信领域RF 用 GaN 市场规模将从 2017 年的 1.5 亿美元增长到 2023 年的 5.6 亿美元。


目前 GaN 的成本还比较高,不过随着认知度的提高,GaN 相关产品出货量增大,形成规模效应后,成本会逐渐降低,厂商们也会开始在手机、笔记本等产品中标配 GaN 充电器,初期会有一定的让利作教育市场。


GaN 在小米的发布会亮相之后,A 股与之相关的企业都迎来一波涨情,2 月 14 日,A 股相关上市公司中,三安光电盘中上涨超 7%,士兰微盘中上涨超 8%,华微电子盘中上涨超 8%,海特高新直接涨停。

 

而整个产业链也会在下游的推动下受益。


中国产业信息网指出,氮化镓产业链基本包括衬底、外延片、器件制造等环节,目前主流氮化镓生产厂家依旧集中在欧洲国家及日本等,我国企业尚未进入供给端第一梯队。



来源:材料深一度


氮化镓功率芯片主要来源于三大供货厂家:Power Integrations, Inc,OPPO 的 SuperVOOC 2.0 采用的就是这家公司的方案,而 PI 也是目前出货量最高的供应商;


纳微半导体(Navitas),小米的 GaN 充电器采用的就是该公司的方案;


英诺赛科(Innoscience),国产硅基氮化镓厂商,国产发展起步较晚,与国际水平仍有差距。


华西证券在研报中提出,GaN 充电器已经走进消费电子,将迎来快速爆发,随着 GaN 产品在消费电子渗透率提升和 5G 基建刚需的带动下,成本下降,应用场景将进一步扩大到新能源汽车、激光雷达、 数据中心等,从而刺激功率半导体市场繁荣


而 GaN 代工、Type C 连接器等公司都有望受益。


消费端,你的充电器今年要实现升级换代了,而从 B 端来看,“GaN 概念股”值得关注。

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