中國(guó)粉體網(wǎng)訊 2020年7月15日,，OPPO發(fā)布了全球首款無(wú)電解電容設(shè)計(jì)氮化鎵快充充電器,，實(shí)現(xiàn)了功率密度的新突破，體積僅有餅干大小,，引發(fā)了業(yè)內(nèi)人士高度關(guān)注,。
一、氮化鎵快充時(shí)代來(lái)臨
在此之前,，由雷軍代言的小米65W氮化鎵充電器以及羅永浩代言的倍思65W氮化鎵充電器也早已火遍了整個(gè)數(shù)碼圈,。
氮化鎵(gallium nitride，GaN)是下一代半導(dǎo)體材料,，其運(yùn)行速度比舊式慢速硅(Si)技術(shù)加快了二十倍,，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高出三倍的功率,，用于尖端快速充電器產(chǎn)品時(shí),，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有產(chǎn)品的性能,，在尺寸相同的情況下，充電速度提高了三倍,。
據(jù)充電頭網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,，目前已有25家主流電源廠商開(kāi)辟了氮化鎵快充產(chǎn)品線，推出的氮化鎵快充新品多達(dá)數(shù)百款,。華為,、小米、OPPO,、魅族,、三星、努比亞,、魅族,、realme、thinkplus等多家知名手機(jī)/筆電品牌先后入局,。另一份行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,，在以電商客戶為主的充電器市場(chǎng)，2019年氮化鎵功率器件出貨量約為300萬(wàn)-400萬(wàn)顆,，隨著手機(jī)以及筆記本電腦滲透率進(jìn)一步提升,，2020年將實(shí)現(xiàn)5-6倍增長(zhǎng)，總體出貨1500-2000萬(wàn)顆,，2021年GaN器件的出貨量有望達(dá)到5000萬(wàn)顆,。這也就意味著氮化鎵快充時(shí)代的來(lái)臨。
二,、氮化鎵快充控制芯片設(shè)計(jì)技術(shù)難點(diǎn)
氮化鎵器件因比傳統(tǒng)的硅器件的開(kāi)關(guān)速度更快,、通態(tài)電阻(RDS-on)低、驅(qū)動(dòng)損耗更小,，在小型化電源等需要更高頻率的應(yīng)用場(chǎng)合中,，相較于傳統(tǒng)硅器件具有無(wú)可比擬的高轉(zhuǎn)換效率和低發(fā)熱特性。這也成為了氮化鎵替代傳統(tǒng)硅器件的重要原因,，并讓氮化鎵成為未來(lái)功率器件的主流發(fā)展方向,。
但是作為一種新型半導(dǎo)體材料器件，因?yàn)镚aN功率器件驅(qū)動(dòng)電壓范圍很窄,，VGS對(duì)負(fù)壓敏感,，器件開(kāi)啟電壓閾值(VGS-th)低1V~2V左右，極易受干擾而誤開(kāi)啟,。所以相較傳統(tǒng)硅器件而言,，驅(qū)動(dòng)氮化鎵的驅(qū)動(dòng)器和控制器需要解決更多的技術(shù)問(wèn)題,。
據(jù)了解，目前市面上除了少數(shù)內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路的GaN功率器件對(duì)外部驅(qū)動(dòng)器要求較低之外,，其他大多數(shù)GaN功率器件均需要借助外部驅(qū)動(dòng)電路,。
沒(méi)有內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路而又要保證氮化鎵器件可靠的工作并發(fā)揮出它的優(yōu)異性能，除了需要對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的高速性能和驅(qū)動(dòng)功耗做重點(diǎn)優(yōu)化,，還必須讓驅(qū)動(dòng)器精準(zhǔn)穩(wěn)定的輸出驅(qū)動(dòng)電壓,，保障器件正確關(guān)閉與開(kāi)啟，同時(shí)需要嚴(yán)格控制主回路上因開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的負(fù)壓對(duì)GaN器件的影響,。
三,、氮化鎵快充控制芯片三大主要供貨廠家
據(jù)充電頭網(wǎng)了解，目前市面上的氮化鎵快充充電器控制芯片主要有三大供貨廠家：
1,、Texas Instruments德州儀器
TI是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體跨國(guó)公司,，以開(kāi)發(fā)、制造,、銷(xiāo)售半導(dǎo)體和計(jì)算機(jī)技術(shù)聞名于世,，主要從事創(chuàng)新型數(shù)字信號(hào)處理與模擬電路方面的研究、制造和銷(xiāo)售,。除半導(dǎo)體業(yè)務(wù)外,，還提供包括傳感與控制、教育產(chǎn)品和數(shù)字光源處理解決方案,。TI總部位于美國(guó)德克薩斯州的達(dá)拉斯,，并在25多個(gè)國(guó)家設(shè)有制造、設(shè)計(jì)或銷(xiāo)售機(jī)構(gòu),，是世界第一大數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和模擬電路元件制造商,，其模擬和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在全球具有統(tǒng)治地位。
據(jù)了解,，采用TI控制器的產(chǎn)品有OPPO 50W餅干氮化鎵充電器,、小米65W氮化鎵充電器、AUKEY 27W氮化鎵充電器,、Anker氮化鎵超級(jí)充,、RAVPower 45W氮化鎵充電器等。
2,、ON Semiconductor安森美半導(dǎo)體
安森美半導(dǎo)體從1999年從摩托羅拉的半導(dǎo)體部門(mén)分拆成立而來(lái),，公司致力于推動(dòng)高能效電子的創(chuàng)新，使客戶能夠減少全球的能源使用,。在初創(chuàng)時(shí)期,，安森美的產(chǎn)品主要是一些標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體和分立器件;過(guò)去的20年當(dāng)中，公司大力拓展產(chǎn)品陣容,，從傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體,、分立器件,，拓展到模擬半導(dǎo)體和信號(hào)產(chǎn)品、傳感器,，以及完整的系統(tǒng)單芯片(SOC)等,，為客戶提供全面的高能效聯(lián)接、感知,、電源管理,、模擬、邏輯,、時(shí)序、分立及定制器件陣容,。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車(chē),、通信、計(jì)算機(jī),、消費(fèi)電子,、工業(yè)、醫(yī)療,、航空等領(lǐng)域,。
據(jù)了解，采用安森美控制器的產(chǎn)品有thinkplus 65W氮化鎵充電器,、貝爾金雙USB-C口68W氮化鎵充電器,、魅族65W 2C1A氮化鎵充電器、HYPER JUICE 100W氮化鎵充電器,、倍思65W氮化鎵充電器等,。
3、MIX-DESiGN美思迪賽半導(dǎo)體
美思迪賽半導(dǎo)體作為唯一上榜的國(guó)產(chǎn)氮化鎵快充控制器的廠商,，在當(dāng)前中美貿(mào)易戰(zhàn)的大背景下獲得了許多快充廠商的關(guān)注,。美思迪賽半導(dǎo)體是國(guó)內(nèi)首家掌握氮化鎵控制及驅(qū)動(dòng)技術(shù)的公司，并在全球范圍內(nèi)成為繼美國(guó)TI和安森美之后的第三家推出氮化鎵驅(qū)動(dòng)及控制器的公司,。值得一提的是,，美思迪賽半導(dǎo)體推出的氮化鎵快充控制器相比于安森美NCP1342而言擁有更高的集成度，除了控制器外還集成了柵極驅(qū)動(dòng)電路,，從而實(shí)現(xiàn)單顆IC即可直接驅(qū)動(dòng)GaN器件,，簡(jiǎn)化外圍電路。
此外,，得益于美思迪賽半導(dǎo)體多年來(lái)致力于初級(jí)功率器件IC和次級(jí)數(shù)字多協(xié)議IC的系統(tǒng)的同時(shí)研發(fā),，開(kāi)發(fā)了一套獨(dú)特的(Smart-Feedback)數(shù)字智能反饋技術(shù)，使產(chǎn)品極致精簡(jiǎn)的外圍器件下,，仍能獲得高性能恒流恒壓輸出特性,，簡(jiǎn)潔的外圍器件相比于傳統(tǒng)方案,，系統(tǒng)成本及生產(chǎn)成本得到有效的降低。
總結(jié)
近年來(lái),，氮化鎵功率器件開(kāi)始滲透入手機(jī)和筆記本電腦等電子設(shè)備的配件市場(chǎng),，市場(chǎng)容量迅速擴(kuò)大;同時(shí)，各大主流電商及電源廠也是摩拳擦掌,，出現(xiàn)扎堆發(fā)布的氮化鎵充電器的局面,，功率涵蓋30W、45W,、65W,、100W等多個(gè)級(jí)別，接口涵蓋單C口,、雙C口,、2C1A、2C2A,、3C1A等多種配置,，產(chǎn)品類(lèi)目非常豐富，受到廣大消費(fèi)者的追捧和喜愛(ài),。
可以預(yù)見(jiàn),，在接下來(lái)的幾年中，氮化鎵快充將迎來(lái)發(fā)展的巔峰,，市場(chǎng)容量異�,？捎^。歷史性的風(fēng)口已經(jīng)形成,，而掌握氮化鎵快充控制技術(shù),，并能提供高性價(jià)比氮化鎵快充整體方案的芯片廠商，將最有可能成為市場(chǎng)的大贏家,。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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