硬件氮化镓快充市场增速迅猛国产主控芯片实现自主可控氮化镓快充市场增速迅猛|国产

2020年氮化镓快充技术的商用正式进入快车道，尤其是随着数码产品大功率快充以及5G时代的到来，氮化镓技术在消费类电源领域的发展如鱼得水，市场容量增速迅猛。氮化镓快充市场的爆发，带来的不仅是功率器件市场的变革，同时也促进了GaNFET控制技术发展，目前国内外已出现一批有实力的芯片公司，纷纷推出氮化镓控制器。
一、氮化镓快充市场规模
氮化镓（gallium nitride，GaN）是下一代半导体材料，其运行速度比旧式传统硅（Si）技术加快了二十倍，并且能够实现高出三倍的功率，用于尖端快速充电器产品时，可以实现远远超过现有产品的性能，在尺寸相同的情况下，输出功率提高了三倍。

也正是得益于这些性能优势，氮化镓在消费类快充电源市场中有着广泛的应用。充电头网统计数据显示，目前已有数十家主流电源厂商开辟了氮化镓快充产品线，推出的氮化镓快充新品多达数百款。华为、小米、OPPO、魅族、三星、中兴、努比亚、魅族、Realme、戴尔、联想等多家知名手机/笔电品牌先后入局，苹果也将在2021年推出氮化镓快充。
另有数据显示，在以电商客户为主的充电器市场，2019年氮化镓功率器件出货量约为300万-400万颗，随着手机以及笔记本电脑渗透率进一步提升，2020年将实现5-6倍增长，总体出货1500-2000万颗，2021年GaN器件的出货量有望达到5000万颗。预计2025年全球GaN快充市场规模将达到600多亿元，市场前景异常可观。
二、氮化镓快充核心芯片市场现状
芯片乃快充之根本，对于GaN快充的开发而言，需要用到氮化镓功率器件和氮化镓控制器两大最为核心的芯片。在氮化镓功率器件方面，全球范围内已有纳微、英诺赛科、transphorm、GaNsystems、英飞凌、氮矽科技、芯冠科技、聚能创芯、量芯微、艾美创、未来芯科技、鸿镓科技等数十家供应商。
国产氮化镓原厂以英诺赛科为代表，其在苏州已建成了全球最大的集研发、设计、外延生产、芯片制造、测试等于一体的第三代半导体全产业链研发生产平台，满产后可将实现月产8英寸硅基氮化镓晶圆65000片，为快充领域的应用提供了充足的供货保障。此外，氮矽科技、芯冠科技、聚能创芯、量芯微等一批本土氮化镓原厂也相继发布了应用于快充领域的新品，并有成熟的方案可选。
相比氮化镓功率器件而言，氮化镓控制芯片的研发就成了国产半导体厂商的薄弱的环节，氮化镓快充产品的开发基本依赖于进口控制器。充电头网通过拆解了解到，目前市面上量产的主流氮化镓快充产品中，除了采用PI的高集成的合封氮化镓主控芯片之外，仅有安森美、TI两家进口品牌可选，尤其是安森美高频QR反激控制器，已经成为了时下众多高性价比氮化镓快充发方案的首选。
在氮化镓快充市场迅速扩大的进程中，氮化镓控制芯片的单一性导致了产品趋于同质化，竞争力下降，不利于市场良性发展。此外，国产半导体厂商一天不实现氮化镓控制技术突破，整个氮化镓快充市场的主动权就一天掌握在进口品牌手中。所以对于本土氮化镓快充控制芯片厂商而言，国产替代进口迫在眉睫。
三、氮化镓控制技术自主可控
在半导体国产化的时代大背景下，国内芯片原厂已经陆续实现了普通快充电源芯片的国产替代，尤其是在DC-DC电源芯片、小功率AC-DC电源芯片，以及快充协议芯片领域成绩斐然。不过对于氮化镓快充而言，由于GaN功率器件驱动电压范围很窄，VGS对负压敏感，器件开启电压阈值（VGS-th）低1V~2V左右，极易受干扰而误开启。所以相较传统硅器件而言，驱动氮化镓的驱动器和控制器一直都是国产半导体厂商技术攻坚的难点。