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氮化镓:从快充走向手机端及新兴应用市场

来源:爱集微

#氮化镓#

08-11 18:01

集微网报道 近两年来,快充赛道的火爆程度已不言而喻,在智能手机厂商同质化竞争的疯狂“内卷”之际,手机充电时间被一再缩短,“秒充”、“极速充”、“闪充”等技术相继涌现,并迅速成为各大品牌厂商的核心卖点之一。

作为第三代半导体材料的杰出代表,氮化镓技术一时间在快充产品中更是被广泛应用,快充市场日益成为氮化镓应用最大的推动力。如今,氮化镓材料已不仅仅应用于消费电子电源适配器领域,日前这一产品在手机端亦在加速渗透。

今年7月,Realme发布了真我GT2大师探索版,除了搭配百瓦氮化镓充电头之外,还首次在手机端引入氮化镓功率器件,对比传统电荷泵方案,发热可降低85%。

业内人士指出,拥有更高工作频率和低阈值电压的GaN器件,不仅适合于对高频率、小体积、成本敏感的电源领域,迅速下降的成本也是该器件在消费电子电源产品市场爆发的主要原因。

氮化镓技术由快充走向手机主板、新兴市场等领域

氮化镓技术引入手机主板端,在减少主板端面积的同时,还提升了速率并缩小手机厚度,更为重要的是,可在手机充电时减少主板端发热现象,这也意味着该技术的可靠性得到充分认可。

集微咨询高级分析师朱航欧指出,不仅是手机,氮化镓技术在电脑上亦有广泛应用。“联想有一款电脑,它的变压器和电源主板上都有用到氮化镓技术,主要是与电源相关,做功率器件用途。”

大体上,氮化镓有三大应用领域,第一是光电子领域,当中包括较低端的LED以及高端激光应用;第二是射频领域,主要应用于5G基站中的射频放大器,但目前推广似乎陷入了产业上的停滞;第三则是在电力电子即功率器件方面的应用,最火的当属以手机为代表的消费类电子应用。

其中在手机领域,氮化镓技术主要应用于快充和射频领域,不过由于各种原因,后者在手机端并未广泛推广,相较而言综合性能也PK不过砷化镓。

事实上,除了氮化镓技术之外,硅亦可以实现消费电子领域的快充功能,既然如此,为何目前市场上的快充产品更多都使用氮化镓技术?

其认为,单从技术层面来看,氮化镓的确有一些优于硅性能的方面。“它虽然发热,但它对周边一些器件的要求更低,因此总体热量可能也并没有很高,而且本身该材料的散热能力优于硅。”

从产业层面而言,目前硅的毛利基本上已压缩到较低水平,基本处于走量阶段。但是氮化镓并非如此,对于厂家来说,一项新技术的毛利相对来说会更高,那么厂家自然也会大力推进这项技术。此外,由于已经在氮化镓方面累计了相关技术,厂商亦想通过消费电子市场来打开整个氮化镓的应用领域。

截至目前,国内外生产制造GaN快充产品的厂商多达60余家,市场上可提供GaN PD快充的产品超过100款,功率多集中在30W-100W之间,可满足多数手机、平板电脑等产品的充电功率需求。

除此之外,业内人士认为,GaN未来还可以用于白家电、3C类产品,以及高频激光雷达、包络追踪等新兴应用市场。根据Yole预测,以上应用市场未来5年的年均增速超过65%,影响力日益凸显。

居高不下的成本

Yole预计,GaN器件市场正以59%的复合年增长率 (CAGR) 从2021年的1.26亿美元增长到2027年的20亿美元,到2027年,消费类电源市场的价值将超过9.156亿美元,2021年至2027年的年复合增长率为52%。

从商业化进程来看,当前氮化镓主要在消费类电子线应用广泛,而这一领域被人诟病的主要原因在于其对成本较为敏感,这也就造成氮化镓的价格始终居高不下,归根究底就是由于产业化成本较高。

相对而言,该技术用在工业方面的成本敏感度较低,也就导致氮化镓起初在工业方面应用的渗透率高于消费电子。

朱航欧表示,氮化镓的频率高、充电快,但缺点也很明显,即成本高、发热,而且目前从性能稳定上看,仍处在探索过程中。她认为,无线感应充电市场是GaN电力电子在未来的应用中最为看好的市场之一,不过由于GaN高昂的成本、技术成熟度欠佳以及可靠性存疑,目前在该领域的渗透还极为有限。

据了解,目前苹果、三星、华为等大厂均在投入无线感应充电的研发,相信待该技术成熟,各大移动设备厂商将大量采用GaN器件,预计将带来年均200%的增速需求。

而在新能源汽车领域,由于该领域对于器件的稳定性及可靠性要求较高,不仅需要投入大量研发经费,而且车用无线感应充电系统的充电效率还有待提升,造价也相对较高,因此未来或许将会在高端车型发展。

可以预见,尽管当前氮化镓在消费电子、新能源汽车、新兴市场等领域的市场探索受限于成本等因素,目前热度多集中在快充领域,但随着产业发展及市场需求的推动,这一技术还有望在数据中心、高端工业配电系统等领域发挥潜力。(校对/孙俐俐)

责编: 徐志平

李帅

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