Mit dem Aufkommen der 5G-Ära wird der Strombedarf von Mobiltelefonen immer höher, was zu einem immer höheren Akkuverbrauch leistungsstärkerer Telefone führt und immer mehr Mobiltelefone für Spiele und Streaming verwendet werden.

Mobiltelefonhersteller haben große Innovationen in Bezug auf Größe, Bildschirm und Kameraleistung vorgenommen. Während Funktionen und Leistung verbessert wurden, ist auch der Stromverbrauch gestiegen. Das häufige Problem des einmaligen Aufladens am Tag ist schwer zu beheben, und die Akkulaufzeit beeinträchtigt seit langem das Benutzererlebnis. Eine Erhöhung der Akkukapazität kann das Problem der Akkulaufzeit nicht vollständig lösen, und eine kürzere Ladezeit ist zu einer der Richtungen für die Verbesserung von Mobiltelefonen geworden.

Legende: Jefferay Lawton, Produktmarketingmanager, ON Semiconductor

iPhone12 oder Standard-Netzteil kündigen? Der Karneval der Zubehörhersteller steht vor der Tür?

Im Jahr 2019 begannen Handyhersteller wie Chinas führende Technologieunternehmen Xiaomi, OPPO und VIVO mit der Standardisierung von Hochleistungs-Schnellladegeräten und stellten neue Anforderungen an die zugehörigen Stromversorgungsgeräte, Hauptsteuerungen, Treiber, Protokollchips, Energieverwaltung und sogar passive Geräte. Am 15. September brachte Apple die neue Apple Watch auf den Markt. Laut der offiziellen Website wird die neue Apple Watch weiterhin mit einem 1 Meter langen magnetischen Ladekabel geliefert, das bisher mitgelieferte 5-W-Netzteil ist jedoch nicht mehr im Lieferumfang enthalten. Branchengerüchten zufolge wird auch das kommende neue iPhone auf das Standard-Netzteil verzichten.

Die Abschaffung des Standard-Netzteils für Apple-Produkte könnte große Chancen für die Ladekopfbranche mit sich bringen. Nach Angaben des Forschungsunternehmens Omdia hat Apple im ersten Halbjahr 37.7 weltweit schätzungsweise 11 Millionen iPhone 2020-Smartphones ausgeliefert, 26 Millionen mehr als sein nächstbester Konkurrent. Wenn das neue iPhone das Standard-Netzteil abschafft, werden zig Millionen Netzteile an Drittanbieter-Netzteilhersteller weitergegeben.

Jeffrey Lawton, Produktmarketingmanager von ON Semiconductor, sagte, der Schnelllademarkt entwickle sich rasant und werde von Mobiltelefonherstellern in Asien und Drittanbietern auf dem Ersatzteilmarkt dominiert. Der Markt hat sich im Jahr 2020 mehr als verdoppelt. Er geht davon aus, dass Standard-Telefonladegeräte die Leistung verdreifachen oder vervierfachen werden und von 15 W auf 50 oder 60 W reichen, wobei einige Telefone für kurze Zeiträume das Laden mit mehr als 100 W unterstützen. „In der Vergangenheit dominierten Dritthersteller die Hochleistungsladegeräte, insbesondere durch das Angebot von Ladegeräten mit mehreren USB-Ausgängen. Wenn Telefonhersteller 5G-fähige Telefone auf den Markt bringen, werden wir sehen, dass sie mehr Hochleistungsladegeräte anbieten“, sagte Jeffrey Lawton.

Nach Schätzungen von Yi Changgen, CEO von Chengdu Silicon Power Technology Co., Ltd., gibt es Hunderte von Ladegeräteherstellern großer inländischer Marken und Tausende kleiner Hersteller, von denen die meisten in Shenzhen ansässig sind. Von Markenherstellern bis hin zu Gießereien und der Industriekette ist dies vollständig. Aus Sicht der Nachfrage verwenden Verbraucherprodukte wie Mobiltelefone, Tablets, Notebooks und kleine Haushaltsgeräte alle Ladegeräte, und der Markt ist relativ groß. Darüber hinaus glaubt er, dass sich die Schnittstelle zukünftiger Ladegeräte dem Typ C annähern wird. Typ C ist eine standardisierte Schnittstelle, die klein ist und in beide Richtungen angeschlossen werden kann. Typ C mit USB-PD-Protokoll wurde in kommerziellen 100-W-Produkten implementiert.

Yi Changgen, CEO von Chengdu Silicon Power Technology Co., Ltd. ist davon überzeugt, dass die Marktentwicklung nicht aufzuhalten ist, da das Hochleistungs-Schnellladen viele Vorteile bietet. Beim heutigen High-Power-Schnellladen geht es nicht nur um die Bereitstellung von Strom. Geeigneter sind Schnellladeprodukte – nicht nur Schnellladen, sondern auch intelligent.

Vereinfacht gesagt kann mit demselben Ladegerät Verbraucherterminals wie Mobiltelefone, Tablets und Computer aufgeladen werden. Wenn Sie beispielsweise ein Mobiltelefon anschließen, sendet das Mobiltelefon Anweisungen an das Ladegerät und stellt nach dem „Handshake“ der beiden Enden angemessene Leistung, Spannung und Strom bereit. Ebenso wird beim Anschluss eines Tablets oder Laptops entsprechend der Anleitung auch die entsprechende Ladeleistung bereitgestellt. Dies entspricht einem Ladegerät mit mehreren Schnittstellen, wobei ein Ladegerät für verschiedene Endgeräte geeignet ist.

Hinweis: Yi Changgen, CEO von Chengdu Silicon Power

Vom PD-Schnellladen über Switch-Laden bis hin zu Protokollchips ziehen Spieler von Schnellladechips Bilanz

Die Nachfrage einer Vielzahl von Schnellladeherstellern hat auch zu einer starken Entwicklung von Schnellladechips geführt. Hinter der Abschaffung des Standardladegeräts durch Apple stehen Kostenerwägungen, die man als peinliche und kluge Entscheidung bezeichnen kann. Während die Kosten für die gesamte Maschine sinken, vereinfacht sich dadurch auch die Verpackung und ist umweltfreundlicher. Andererseits spiegelt es auch die hohen Kosten des Hochleistungs-Schnellladens wider, was zu hohen Preisen für Endprodukte führt. Auch der Kostenfaktor ist ein Problem, das Spieler berücksichtigen müssen, die in den Hochleistungs-Schnelllademarkt einsteigen.

Derzeit steigen viele Hersteller in den Markt für Hochleistungs-Schnellladegeräte ein. Lin Chengwen, Geschäftsführer von Jianbo Microelectronics (Shenzhen) Co., Ltd., sagte, dass es bei der Sicherstellung der Produktqualität auf die Produktkosten ankomme, um sich von anderen abzuheben. Bei den Hochleistungs-Schnellladeprodukten verschiedener Hersteller bemühen sich die Hersteller nach besten Kräften um Produktkompatibilität, Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit. Letztendlich müssen sie jedoch die Kosten der Produkte kontrollieren, um akzeptable und wettbewerbsfähige Preise für die Verbraucher zu erzielen .

Legende: Lin Chengwen, Geschäftsführer von Jianbo Microelectronics (Shenzhen) Co., Ltd.

Neben dem Preis ist auch die Produktkompatibilität der Schlüssel zum Verbrauchererlebnis. Berichten zufolge hat Jianbo Micro einen PD-kompatiblen Schnellladechip mit einer Leistung von bis zu 100 W entwickelt, der auf dem Markt ist und voraussichtlich in der zweiten Jahreshälfte auf den Markt kommt.

Chengdu Silicon Power Technology Co., Ltd. wurde 2017 in San Jose, Silicon Valley, USA, gegründet. Die offizielle Gründung erfolgte im November 2019 in Chengdu, China. Die Gründer stammen alle von berühmten amerikanischen Halbleiterunternehmen. Das Unternehmen konzentriert sich auf drei Aspekte der Chip-Forschung und -Entwicklung sowie des Vertriebs: Erstens die Positionierung hochwertiger intelligenter Power-Management-Chips, das Schließen der inländischen Lücke, die Perfektionierung des Ziels, High-End-Chips in den Vereinigten Staaten zu ersetzen, das Brechen des Monopols des amerikanischen Marktes, und einige eingeschränkte Chips im Handelskrieg zu knacken. Zweitens: Suchen Sie nach Energieverwaltungschips mit geringem Stromverbrauch, um Chips mit höherer Zuverlässigkeit und extrem langer Standby-Zeit für verschiedene tragbare elektronische Produkte bereitzustellen. Drittens: Lokalisieren Sie Typ-C- und PD-Schnellladechips und entwerfen Sie eine Reihe von PD-Chips wie PWM-gesteuertes AC-DC, synchrone Gleichrichtung SR, 100 % Arbeitszyklus DC-DC und PD-vollkompatible Protokolle rund um das PD-Schnellladen.

Es wird berichtet, dass Silicon Power von vielen Großkunden anerkannt wurde. Beispielsweise befindet sich die Zusammenarbeit mit Xiaomi und Baseus in der Musterlieferungsphase und ist erfolgreich in die Lieferkette der gängigen Marken von Ladeterminals eingestiegen. Um die Produktanwendungen zu erweitern, bietet die Tochtergesellschaft Ivan Microelectronics den Kunden technischen Support und Lösungsentwicklungsdienste an.

Im Zuge der Werbeoffensive der Handyhersteller erlangte das Konzept des Schnellladens große Bekanntheit. Im Zeitalter der Feature-Phones können lineare Ladechips die aktuellen Ladeanforderungen von 800 mA bis 1 A erfüllen. Im 3G/4G-Zeitalter sind die Nachteile einer geringen Umwandlungseffizienz und eines Temperaturanstiegs linearer Ladechips deutlich geworden. Das Schaltladen hat nach und nach das lineare Laden abgelöst und ist zum Mainstream geworden. Switch-Ladechips haben sich nach und nach von Mobiltelefonen auf Unterhaltungselektronikprodukte wie TWS-Kopfhörer, elektronische Zigaretten und Diktiergeräte ausgeweitet.

Legende: Ou Xinhua, General Manager von Shanghai Xinyong Electronic Technology Co., Ltd.

Laut Ou Xinhua, General Manager von Shanghai Xinyong Electronic Technology Co., Ltd., hat Xindao bereits 2016 einen Schaltladechip mit einem Wirkungsgrad von 92–95 % entwickelt, der der wichtigste Leistungschip für schnelles Laden ist. Aufgrund des Trends zum Hochleistungsladen benötigen Mobiltelefone einen größeren Ladestrom. Ein Mobiltelefon verwendet in der Regel zwei oder drei Schaltladechips. Beispielsweise verwendet ein Mobiltelefon mit einer 120-W-Ladespezifikation drei schaltbare Ladechips, von denen jeder 40 W Leistung liefert. Coreguide integriert auch Ladeprotokolle für entsprechende Produkte, etwa das MediaTek-Schnellladeprotokoll PE1.0/2.0 und Qualcomms QC2.0.

Berichten zufolge sind die gängigen Ladechip-Produkte immer noch 1.5-A-, 2-A- und 3-A-Produkte, wenn man die aktuellen Schaltladechips durch den Ladestrom dividiert, und die meisten Ladegerätehersteller verwenden taiwanesische Chips, und Zulieferer auf dem Festland haben die 1.5-A-Produktpalette verwendet einen bestimmten Markt. Share, 1.5A, 2A-Schalter-Ladechip hat 1-2 US-Dollar erzielt.

Neben den Herstellern, die stark im Bereich der Stromversorgung tätig sind, gibt es auch Unternehmen, die aus anderen Bereichen in den Bereich Schnellladen vordringen. Am Beispiel der Produkte von Nanjing Qinheng Microelectronics begann es zunächst als USB-Schnittstellenchip und wurde schließlich zu einem USB-PC-Protokollchip erweitert. Protokollchips werden hauptsächlich in Ladechips und Stromempfangschips unterteilt. Ein Merkmal des Produkts besteht darin, dass ein einzelner Chip mehrere Schnellladeprotokolle integrieren kann, um eine hohe Kompatibilität der Endprodukte zu erreichen. Zu den typischen Produkten gehören der USB-PD-Multi-Schnellladeprotokoll-Chip CH236 auf der Ladeseite und der USB-PD-Multi-Schnellladeprotokoll-Chip CH224 auf der Stromempfangsseite. ) Multiprotokoll-Chip CH237. Qinhengwei sagte, dass der Protokollchip auf der Stromempfangsseite elektrische Geräte, die das PD-Protokoll ursprünglich nicht unterstützten, wie Lautsprecher, Elektrowerkzeuge und andere Kleingeräte, in die Lage versetzen kann, schnelles Laden zu unterstützen. Gleichzeitig eignet sich das PD-Protokoll für das kabellose Laden und der kleine Protokollchip trägt dazu bei, die Integration von Terminalprodukten wie Qinheng Micro CH246 zu verbessern. Die Produktfunktionen unterstützen PD, BC und andere Protokolle, einen integrierten MOS-Vollbrückentreiber sowie einen drahtlosen Transceiver. Schaltkreise und Peripheriegeräte werden vereinfacht, wodurch die Stückliste des Endprodukts reduziert wird.

Als sechs Jahre altes Unternehmen betrug die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von Yingjixin von 6 bis 2015 2019 % und belegte damit mit einem Marktanteil von über 151 % den ersten Platz im weltweiten Marktanteil der mobilen Energiebranche. Zusätzlich zu Chips für die mobile Stromversorgung decken die Produkte von Yingjixin fünf Kategorien ab: darunter Power-Management-Chips, Batterie-Management-Chips, drahtlose Lade-SOC, PMU und Schnittstellen-Chips. Seit der Veröffentlichung des ersten massenproduzierten Chips im Jahr 60 bis heute hat die gesamte Chiplieferung 2015 Milliarde überschritten.

Beim „10. Songshan Lake China IC Innovation Summit Forum“, das kürzlich von der China Semiconductor Industry Association Integrated Circuit Design Branch und VeriSilicon Microelectronics (Shanghai) Co., Ltd. veranstaltet wurde, stellte Peng Feng, Marketingdirektor von Yingjixin Technology Co., Ltd., seine vor IP5388 Hochleistungs-Schnellladechip.

Legende: Peng Feng, Marketingdirektor von Yingjixin Technology Co., Ltd.

Peng Feng sagte, dass IP5388 der weltweit am besten integrierte BUCK/BOOST-Schnellladechip mit integriertem Buck-Boost-Controller/Power-MOS/MCU/TypeC PD PHY usw. ist. Das neueste Hochleistungs-Schnellladeprotokoll für große Mobiltelefonmarken . Es kann in großem Umfang in mobilen Hochleistungsstromversorgungen, GaN-Ladegeräten mit hoher Dichte, superschnellem Laden und anderen Bereichen eingesetzt werden.

Berichten zufolge ist die gesamte BOM-Peripherie des IP5388 sehr rationalisiert, mit Ausnahme einiger Widerstände und Kondensatoren gibt es nur einige Isolationsschaltungen der Pfade. Gleichzeitig sind verschiedene Schnellladeprotokolle integriert. Dank der integrierten MCU sind nahtlose iterative Upgrades möglich. Gleichzeitig werden auch einige personalisierte Erweiterungen unterstützt. Einige Kunden entwickeln beispielsweise eigene Funktionen für ihre individuellen Bedürfnisse. Peng Feng sagte, dass es auf dem chinesischen Festland nicht mehr als drei massenproduzierte Zwei-Wege-BUCK/BOOST-Schnellladechips gibt, und Yingjixin ist einer davon. Zu den Anbietern von Schnellladeprotokoll-Chips gehören Cypress, Huinengtai, Tianyu, Yingjixin, Zhirong, Nanxin, Youwei, Weiquan und andere Hersteller. Der Schnellladeprotokoll-IC von Yingjixin steht in China an erster Stelle und hat mit Ladegeräten vieler Mobiltelefonmarken wie Xiaomi, OPPO, Samsung Vivo usw. zusammengearbeitet. Peng Feng äußerte seine Hoffnung, dass es noch ein Jahr dauern werde, bis er die Nummer eins der Welt sei.

Die Entwicklung eines Schnellladechips ist untrennbar mit den dazugehörigen diskreten Bauelementen verbunden. Laut Jefferay Lawton, Produktmarketingmanager bei ON Semiconductor, bietet ON Semiconductor alle wichtigen integrierten Komponenten für das Hochleistungs-Schnellladen an, darunter Leistungsfaktorkorrektur-Controller (PFC), Pulsweitenmodulation-Controller (PWM), Synchrongleichrichtertreiber, USB-PD-Ladecontroller, Optokoppler und MOSFETs. Zu den neuesten Lösungen gehören der PFC-Controller NCP1622, der quasi-resonante Flyback-Controller NCP1342, der aktive Clamp-Flyback-Controller NCP1568, der USB-PD-3307-Ladecontroller FUSB3.0 und der Synchrongleichrichtertreiber NCP4306. ON Semiconductor ist zudem einer der wenigen Anbieter, die von Dioden bis hin zu komplexen resonanten PWM-Controllern für Adapterdesigns alles anbieten.

Technologietrends: Wird das PD-Protokoll die Welt vereinen?

Aus technischer Sicht müssen Chiplieferanten und -hersteller bei der Aufrüstung von Terminalprodukten Chips entfernen und Peripheriegeräte reduzieren, damit Endkunden Chips besser und schneller in Terminals integrieren können. Auch ladegerätbezogene Komponenten wie Gleichrichter, Treiber, MOS usw. werden mit der Popularität des Hochleistungs-Schnellladens weiter zunehmen. Yi Changgen glaubt, dass 100 W und 120 W groß genug sind, damit Verbraucherladegeräte den Strombedarf von Notebooks und kleinen Haushaltsgeräten decken können, und dass es keinen Sinn macht, eine höhere Leistung anzustreben.

Auf die Frage, ob Hochleistungs-Schnellladen den Entwicklungspfad von gefälschten Mobiltelefonen durchlaufen wird, sagte Yi Changgen, dass gefälschte Mobiltelefone als Komplettprodukt über ausgereifte Lösungen verfügen. Eine Lösung kann verkauft werden, indem die Schale ausgetauscht und mit einer anderen Marke verklebt wird. Es gibt eine öffentliche Version des öffentlichen Modellschemas, die Produkthomogenität ist offensichtlich und die nachgelagerten Hersteller spielen eher die Rolle der Montage.

Der Unterschied besteht darin, dass das Hochleistungs-Schnellladen von den Herstellern Forschungs- und Entwicklungskapazitäten für Chips und Produkte sowie jahrelange technische Ausarbeitung erfordert. Selbst wenn die gleichen Komponenten verwendet werden, besteht immer noch ein Qualitätsunterschied zwischen verschiedenen Produkten. Es ist ersichtlich, dass die aktuelle Spezifikation auch eine 20-W-Funktion umfasst und die Preisspanne verschiedener Produkte groß ist. Daher sind die Produktstrategien der Hersteller von Hochleistungs-Schnellladegeräten nicht dieselben, was nicht mit denen von Mobiltelefonen für zu Hause verglichen werden kann.

Jefferay Lawton, Produktmarketingmanager von ON Semiconductor, glaubt, dass es bei der Entwicklung von Hochleistungsladegeräten einige technische Herausforderungen geben könnte. In erster Linie die Fähigkeit, die Stromumwandlung effizient zu verwalten und die Leistungsdichte zu verbessern. Aktuelle Ladegeräte haben wahrscheinlich eine Leistung von etwa 15 W, ein Sprung auf 45 W oder 100 W bedeutet, dass sie die 3- bis 7-fache Leistung liefern. Verbraucher möchten nicht, dass ihre Ladegeräte um das Siebenfache größer werden! Durch die Möglichkeit, die Energieeffizienz und Leistungsdichte zu verbessern, profitieren sie am meisten davon, höhere Leistungsniveaus liefern zu können, ohne die Größe des Ladegeräts zu erhöhen. Dies kann durch höhere Schaltfrequenzen und eine stärkere Integration energieeffizienterer Leistungsumwandlungstopologien wie Hochfrequenz-Quasi-Resonanz-Flyback und Active-Clamp-Flyback erreicht werden. Er sagte, ON Semiconductor sei das einzige Halbleiterunternehmen, das beide Topologien in diesem Marktsegment anbiete.

Darüber hinaus gibt es in der Branche der Schnellladetechnik verschiedene Protokolle, darunter USB-PD, Qualcomm QC, OPPO VOOC, Chinas führendes Technologieunternehmen SCP/FCP, MediaTek PE usw. In der Vergangenheit erhöhte Apple die Stromstärke von Mobiltelefonen auf 1 A und die von Tablets auf 2.4 A, und Samsung erhöhte die Stromstärke auf 2 A, beide mit 5 V-Stromversorgung. Später konkurrierten die Hochspannungsladeverfahren Qualcomm QC 2.0 und QC 3.0 mit Oppos VOOC-Hochstromladeverfahren. VOOC erfordert jedoch proprietäre Kabel und ist teurer. Da Qualcomm seinen Standard nicht für alle zugänglich machte, entwickelte Samsung sein eigenes Adaptive Fast Charging (AFC) und Chinas führendes Technologieunternehmen sein Fast Charging Protocol (FCP) und Super Charge (SCP). Die drei letztgenannten Protokolle AFC, FCP und SCP wurden mit Unterstützung von ON Semiconductor entwickelt und basieren auf herkömmlichen Standard-A- und Micro-B-Anschlüssen.

Unter diesen ist USB PD (vollständiger Name USB-Power Delivery) eines der aktuellen Mainstream-Schnellladeprotokolle, das für die Datenübertragung sowie das Laden und Entladen mit hoher Leistung verwendet werden kann. Die meisten Schnellladeprodukte sind mit diesem Protokoll kompatibel. Die Schnittstellen, die PD unterstützen, sind hauptsächlich TypeC, aber nicht alle TypeC-Schnittstellen unterstützen das PD-Ladeprotokoll. Das USB-PD-Protokoll wird nicht nur zum Aufladen von Mobiltelefonen verwendet, sondern kann auch zur mobilen Stromversorgung von Notebooks verwendet werden. zum Anschluss von PC-Monitoren und Hosts.

Wird USB PD den Schnellladestandard vereinheitlichen?

Jefferay Lawton, Produktmarketingmanager bei ON Semiconductor, glaubt, dass die Antwort „Ja“ lautet. Da USB PD den USB-C-Anschluss standardisiert, bietet es einen konvergenten offenen Standard, der das Hochspannungsladen nicht nur für Mobiltelefone, sondern auch für Laptops und Tablets ermöglicht. OEM-Hersteller können weiterhin eine Produktdifferenzierung durch die Vendor Defined Message (VDM) im PD-Kommunikationsprotokollstapel erreichen. Qualcomm, Apple und Samsung haben sich zusammengeschlossen und nähern sich damit dem Trend von USB PD an.

Allerdings treiben OPPO, Xiaomi und Vivo weiterhin ihre proprietären Standards voran, und die Zeit wird zeigen, ob sie auch die USB-C/USB-PD-Konformität einhalten und USB PD mit VDM einführen. ON Semiconductor trägt zu diesem Trend zu USB PD 3.0 mit PD Programmable Power Supply (PPS)-Produkten bei, die für unterschiedliche Leistungsstufen und Funktionen optimiert sind, um das gesamte zuvor erwähnte Schnellladespektrum abzudecken.

Die Kosten sind zu hoch. Wann wird GaN-Schnellladen populär?

Mit der allmählichen Reife der Technologie der Chiphersteller, der Verbesserung der Produktionskapazität und der Preissenkung usw. wurde die Tür von GaN-Stromversorgungsgeräten für Verbraucheranwender wieder geöffnet. Die Nachfrage nach intelligenten Endgeräten ist der Hauptfaktor für die Popularisierung von GaN-Leistungsgeräten (Galliumnitrid).

Derzeit werden zahlreiche Mobiltelefone mit Hochleistungsladegeräten aus GaN (Galliumnitrid) verkauft. GaN weist bessere Eigenschaften als herkömmliche Siliziumhalbleitermaterialien (Si) auf und wird zur Herstellung von Transistoren, Verstärkern, Dioden und anderen Komponenten verwendet, insbesondere im Leistungsbereich. Im Gerätebereich ermöglicht GaN kleinere und effizientere Ladegeräte.

GaN hat eine dreimal größere Bandlücke als Silizium, eine zehnmal höhere Durchbruchfeldstärke, eine dreimal größere Sättigungselektronenwanderungsgeschwindigkeit und eine zweimal höhere Wärmeleitfähigkeit. Der Vorteil dieser Leistungsverbesserungen besteht darin, dass GaN besser für Hochleistungs- und Hochfrequenz-Leistungsgeräte geeignet ist als Silizium, während es kleiner ist und eine höhere Leistungsdichte aufweist. GaN-Geräte verfügen über extrem hohe Schaltgeschwindigkeiten und einen kleinen Durchlasswiderstand unter demselben Wafer, was eine höhere Effizienz und schnelleres Laden bei höheren Schaltfrequenzen ermöglicht.

Die Einführung der GaN-Technologie bringt einen Katalysator in den Hochleistungs-Schnelllademarkt, beschleunigt die Aktualisierungs- und Iterationsgeschwindigkeit und aktiviert den seit fast zehn Jahren stillen Markt für Verbraucherstromversorgung vollständig.

Laut Statistik wird der Versand von GaN-Stromversorgungsgeräten im Jahr 2019 auf dem von E-Commerce-Kunden dominierten Ladegerätemarkt etwa 3 bis 4 Millionen Stück betragen. Eine Steigerung um das Sechsfache mit einer Gesamtlieferung von 6 bis 15 Millionen Stück, und die Lieferung von GaN-Geräten wird voraussichtlich 20 50 Millionen Stück erreichen.

GaN-Schnellladen kann die Lautstärke durchaus reduzieren. Lin Chengwen, Geschäftsführer von Jianbo Microelectronics (Shenzhen) Co., Ltd. ist der Ansicht, dass die aktuelle Größe des Ladegeräts für Verbraucher nicht ausschlaggebend für den Kauf von Schnellladeprodukten ist, sondern dass der Preis wichtiger ist. Lin Chengwen sagte, dass GaN-Materialien im Bereich des Hochleistungs-Schnellladens keine notwendige Option seien und niedrigere Preise die Marktstruktur wirklich öffnen könnten. Es wird erwartet, dass der Preis für das Mainstream-Hochleistungs-Schnellladen irgendwann auf weniger als 100 Yuan sinken wird.

GaN-Leistungsbauelemente sind jedoch teuer, und GaN-FETs sind mit 15 bis 25 % der Kosten die teuersten Komponenten in Hochleistungs-Schnellladelösungen. Lin Chengwen erklärte, dass MOSFETs als GaN die Energieeffizienz und die höheren Schaltfrequenzen verbessern können, die für Ladegeräte mit hoher Leistungsdichte erforderlich sind. Mit der zunehmenden Verbreitung von Hochleistungsladegeräten werden die Preise für GaN-Leistungsbauelemente sinken. Derzeit ist nicht damit zu rechnen, dass GaN Si-MOSFETs vollständig ersetzen wird, da es immer noch preiswerte Mobiltelefone und andere Produkte gibt, die günstigeres Zubehör für Box-Ladegeräte benötigen. Darüber hinaus gibt es viele andere Anwendungen mit geringerem Stromverbrauch, die die Leistung von GaN nicht benötigen.

Derzeit gibt es drei Hauptlieferanten von GaN-Leistungsgeräten: Innosec, Nano Micro Semiconductor und PI. Da GaN-Schnellladen allmählich zum Mainstream wurde, übernahm PI die Führung bei der Einführung der PowiGaN-Technologie und entwickelte fünf Serien von Chipprodukten auf Basis der PowiGaN-Technologie, darunter InnoSwitch5-CP, EP, Pro, MX und LYTSwitch-3, und perfektionierte damit die Power-Chip-Familie .

Die GaN-Leistungs-ICs von Navitas erfreuen sich auf dem Markt ebenso großer Beliebtheit wie PI. Unvollständigen Statistiken zufolge wurden Navitas GaN Fast Power ICs häufig beim OPPO 50W Biskuit-GaN-Schnellladen und beim RAVPOWER 65W 1A1C GaN-Schnellladen eingesetzt. Gerät, Xiaomi 65W USB PDGaN Ladegerät, SlimQ 65WGaN USB PD Schnellladegerät 1A1C, Anker PowerCore Fusion PD ultrapolares Ladegerät, RAVPower 45W GaN PD Ladegerät, Baseus 65WGaN Ladegerät, ROxANNE 66W GaN USB PD Dual-Port Schnellladegerät Warten. Unter ihnen verwendet das 120 W, 2C1A GaN (GaN) + Siliziumkarbid (SiC)-Ladegerät, das Baseus erstmals im Juli auf den Markt brachte, ebenfalls den Nano-Micro NV6127-Chip.

Innosec ist der einzige inländische GaN-auf-Silizium-Hersteller auf der Liste. Derzeit gibt es in Zhuhai und Suzhou zwei Forschungs- und Entwicklungs- und Produktionsstandorte für 8-Zoll-GaN-Chips auf Siliziumbasis, und die Produktlinie deckt eine vollständige Palette von 40-V-650-V-GaN-Chips ab. Derzeit wird Innosec INN650D02 in 65-W-Schnellladeprodukten von Meizu, Lapo und Locke verwendet.

Neben den drei oben genannten Anbietern verfügen Unternehmen wie Xiaomi, Chinas führendes Technologieunternehmen, Samsung, OPPO und Apple über umfangreiche Erfahrung in der GaN-Technologie und werden diesen Weg mit Sicherheit weiter beschreiten. Es wird erwartet, dass die Marktkapazität für GaN-Schnellladelösungen rasant wächst. Drittanbieter von Netzteilen sind in den Markt eingestiegen und sorgen für einen starken Wettbewerb. In Zukunft wird es ein Oligopol geben, oder es werden hundert Blumen gedeihen; ob es von Handyherstellern dominiert oder von E-Commerce- und Netzteilherstellern angeführt wird, bleibt abzuwarten.

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