氮化镓跟普通充电器有什么区别

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，如果能碰巧解决你现在面临的问题，希望能够帮助到您。

相信最近关心手机行业的朋友们都有注意到“氮化镓（GaN） ” ，这个名词在近期出现比较频繁 。特别是随着小米发布旗下首款65W氮化镓快充充电器之后
，“氮化镓
”这一名词就开始广泛出现在了大众的视野中
。那么，引入了“氮化镓（GaN）”的充电器和传统的普通充电器有什么不一样呢？

传统的普通充电器 ，它的基础材料是硅，硅也是电子行业内非常重要的材料。但随着硅的极限逐步逼近
，硅的开发也到了一定的瓶颈，许多厂商开始努力寻找更合适的替代品 。

加之随着快充功率的增大 ，快充头体积也就更大
，携带起来非常不方便；一些大功率充电器长时间充电还容易引起充电头发热；因此，寻找新型的代替材料就更加迫

氮化镓（GaN）被称为第三代半导体材料
。相比硅 ，它的性能成倍提升
，而且比硅更适合做大功率器件 、体积更小
、功率密度更大。氮化镓芯片频率远高于硅，有效降低内部变压器等原件体积 ，同时优秀的散热性能也使内部原件排布可以更加精密
，最终完美解决了充电速率和便携性的矛盾 。很明显，氮化镓就是我们要寻找的代替材料。

了解了各自的材质特性 ，氮化镓充电器和普通充电器的区别也就不言而喻了
，氮化镓充电器同功率下体积更小，且散热更优秀 ，轻松实现小体积大功率
。

由于氮化镓采用了新型材料，早前的技术还不够成熟
，成本也相对更高，其中最主要的成本来自于MOS功率芯片。不过随着技术越来越成熟 ，不仅在性能与体验上会有改进
，成本也会慢慢下降 。

在充电协议上，GaN 充电头目前以PD协议为主 ，对支持该协议的设备均能进行快充
，包括MacBook（以及其他 C 口笔记本）、iPad Pro 、iPhone
、Switch 等设备
。在氮化镓的加持下，相信智能手机的快充功率有望再创新高。

目前市面上的氮化镓充电器大多是长条形设计 ，插在墙壁开关上的话很容易被数据线牵拉继而松动
，因而很多品牌也在尝试不同的设计，如果体积跟AirPods Pro一般大小 ，那携带起来就非常方便了 。

第三代半导体材料爆发！氮化镓站上最强风口

1、氮化镓是氮和镓的化合物
，是一种直接能隙的半导体，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材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料 ，并与SIC
、金刚石等半导体材料一起
，被誉为是继第一代Ge、Si半导体材料 、第二代GaAs
、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料 。

2、氮化镓具有宽的直接带隙 、强的原子键
、高的热导率、化学稳定性好（几乎不被任何酸腐蚀）等性质和强的抗辐照能力，在光电子 、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景
。其实说白了就是氮化镓充电器充电功率更高 ，体积比传统同功率充电更小
，看起来会更精致一些，但是同样的价格也更贵。

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、传统的普通充电器 ，它的基础材料是硅
，硅也是电子行业内非常重要的材料 。但随着硅的极限逐步逼近，硅的开发也到了一定的瓶颈 ，许多厂商开始努力寻找更合适的替代品
。加之随着快充功率的增大
，快充头体积也就更大，携带起来非常不方便；一些大功率充电器长时间充电还容易引起充电头发热；因此 ，寻找新型的代替材料就更加迫切。氮化镓充电器就是在这样的环境下诞生的 。

4、氮化镓充电器其实只是利用了氮化镓材料的特性，电源适配器从根本上降低了开关损耗和传导损耗
，让转换器拥有更高的开关频率，同时减小变压器的尺寸 ，提升转化效率
，同时发热减少了，散热材料可以进一步缩减 ，电源适配器的整体尺寸自然也可以做得更小
，转换效率还更高。

5 、理论上氮化镓充电器在发热方面控制得会更好一些，但是在一些实际的使用过程中发现 ，氮化镓充电器比普通充电器的发热量更大
，可能是因为体积减少的缘故吧
。综合来看，氮化镓似乎并没有带来什么质的飞跃 ，虽然性能上确实厉害一点
，但牺牲了发热，最重要的是体积重量与价格上并没有傲视群雄。现在市面上氮化镓充电器普遍比同类型的普通充电器贵50%以上 。

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、氮化镓充电器最主要的成本来自于MOS功率芯片 ，昂贵的原材料直接导致了消费级氮化镓充电器价格偏高，目前市面上的氮化镓充电器基本上是一百多块
。不过随着越来越多厂商参与进来
，相信技术会越来越成熟，成本下降只是时间问题。

7、随着用户对充电器通用性 、便携性的需求提高 ，未来氮化镓快充市场规模将快速上升 。就整个消费电子行业的情况来看
，氮化镓已经在全球主流的消费电子厂商中得到了关注和投入，氮化镓也正在伴随充电器快速爆发
。综合性能和成本两个方面 ，氮化镓也有望在未来成为消费电子领域快充器件的主流选择。

随着市场对半导体性能的要求不断提高
，第三代半导体等新型化合物材料凭借其性能优势开始崭露头角，成为行业未来重要增长点 。

相对于第一代（硅基）半导体 ，第三代半导体禁带宽度大
，电导率高、热导率高
。第三代半导体的禁带宽度是第一代和第二代半导体禁带宽度的近3倍，具有更强的耐高压
、高功率能力。

氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)并称为第三代半导体材料的双雄 ，由于性能不同
，二者的应用领域也不相同 。

氮化镓、高电流密度等优势，可显著减少电力损耗和散热负载 ，迅速应用于变频器 、稳压器
、变压器、无线充电等领域，是未来最具增长潜质的化合物半导体
。

与GaAs和InP等高频工艺相比
，氮化镓器件输出的功率更大；与LDCMOS和SiC等功率工艺相比，氮化镓的频率特性更好。

随着行业大规模商用 ，GaN生产成本有望迅速下降
，进一步刺激GaN器件渗透，有望成为消费电子领域下一个杀手级应用 。

GaN主要应用于生产功率器件 ，目前氮化镓器件有三分之二应用于军工电子
，如军事通讯 、电子干扰
、雷达等领域。

在民用领域，氮化镓主要被应用于通讯基站、功率器件等领域
。氮化镓基站PA的功放效率较其他材料更高 ，因而能节省大量电能
，且其可以几乎覆盖无线通讯的所有频段，功率密度大 ，能够减少基站体积和质量。

氮化镓在光电子 、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景 。随着5G高频通信的商业化
，GaN将在电信宏基站
、真空管在雷达和航空电子应用中占有更多份额
。

根据Yole估计，大多数Sub 6GHz的蜂窝网络都将采用氮化镓器件 ，因为LDMOS无法承受如此之高的频率，而砷化镓对于高功率应用又非理想之选。

同时
，由于较高的频率会降低每个基站的覆盖范围，需要安装更多的晶体管 ，因此市场规模将迅速扩大 。

Yole预测
，GaN器件收入目前占整个市场20%左右，到2025年将占到50%以上 ，氮化镓功率器件规模有望达到4.5亿美元
。

从产业链方面来看
，氮化镓分为衬底、外延片和器件环节。

尽管碳化硅被更多地作为衬底材料（相较于氮化镓），国内仍有从事氮化镓单晶生长的企业 ，主要有苏州纳维 、东莞中镓
、上海镓特和芯元基等 。

从事氮化镓外延片的国内厂商主要有三安光电、赛微电子 、海陆重工、晶湛半导体
、江苏能华、英诺赛科等
。

从事氮化镓器件的厂商主要有三安光电 、闻泰 科技 
、赛微电子、聚灿光电 、乾照光电等。

GaN技术的难点在于晶圆制备工艺
，欧美日在此方面优势明显 。由于将GaN晶体熔融所需气压极高，须采用外延技术生长GaN晶体来制备晶圆
。

其中日本住友电工是全球最大GaN晶圆生产商 ，占据了90%以上的市场份额。GaN全球产能集中于IDM厂商
，逐渐向垂直分工合作模式转变 。美国Qorvo
、日本住友电工、中国苏州能讯等均以IDM模式运营。

近年来随着产品和市场的多样化，开始呈现设计业与制造业分工的合作模式
。

尤其在GaN电力电子器件市场 ，由于中国台湾地区的台积电公司和世界先进公司开放了代工产能，美国Transphorm 、EPC
、Navitas、加拿大GaN Systems等设计企业开始涌现。

在射频器件领域
，目前LDMOS（横向扩散金属氧化物半导体） 、GaAs（砷化镓）
、GaN（氮化镓）三者占比相差不大，但据Yoledevelopment预测 ，至2025年
，砷化镓市场份额基本维持不变的情况下，氮化镓有望替代大部分LDMOS份额 ，占据射频器件市场约50%的份额 。

GaAs芯片已广泛应用于手机/WiFi等消费品电子领域
，GaN PA具有最高功率、增益和效率，但成本相对较高 、工艺成熟度略低 ，目前在近距离信号传输和军工电子方面应用较多
。

经过多年的发展
，国内拥有昂瑞微、华为海思
、紫光展锐、卓胜微 、唯捷创芯等20多家射频有源器件供应商。

根据2019年底昂瑞微董事长发表的题为《全球5G射频前端发展趋势和中国公司的应对之策》的报告显示，截至报告日 ，国内厂家在2G/3G市场占有率高达95%；在4G方面有30%的占有率
，产品以中低端为主，销售额占比仅有10% 。

目前我国半导体领域为中美 科技 等领域摩擦中的卡脖子方向 ，是中国 科技 崛起不可回避的环节，产业链高自主
、高可控仍是未来的重点方向
。第三代半导体相对硅基半导体偏低投入、较小差距有望得到重点支持
，并具备弯道超车的可能。

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