עם כניסתו של עידן ה-5G, דרישות החשמל של הטלפונים הניידים הולכות וגדלות, מה שמוביל לשימוש גבוה יותר ויותר בסוללה בטלפונים חזקים יותר, ויותר ויותר טלפונים ניידים נמצאים בשימוש במשחקים ובסטרימינג.

יצרני טלפונים ניידים עשו חידושים גדולים מבחינת גודל, מסך תצוגה וביצועי מצלמה. אמנם הפונקציות והביצועים שופרו, אך גם צריכת החשמל עלתה. קשה לתקן את הבעיה הנפוצה של טעינה פעם ביום, וחיי הסוללה השפיעו זמן רב על חווית המשתמש. הגדלת קיבולת הסוללה אינה יכולה לפתור לחלוטין את בעיית חיי הסוללה, וזמן טעינה קצר יותר הפך לאחד הכיוונים לשיפור הטלפון הנייד.

אגדה: ג'פרי לוטון, מנהל שיווק מוצרים, ON Semiconductor

אייפון12 או לבטל את מתאם החשמל הסטנדרטי? קרנבל יצרני האביזרים מגיע?

בשנת 2019, יצרני טלפונים סלולריים כמו מפעל הטכנולוגיה המוביל בסין, Xiaomi, OPPO ו-VIVO החלו לתקן מטענים מהירים בעלי הספק גבוה, והתקני חשמל נלווים, בקרה ראשי, דרייברים, שבבי פרוטוקול, ניהול צריכת חשמל ואפילו מכשירים פסיביים החלו להיות מוצגים בהתאם. דרישות חדשות. ב-15 בספטמבר, אפל הוציאה את Apple Watch החדש. מהמידע המוצג באתר הרשמי, ה-Apple Watch החדש ממשיך להגיע עם כבל טעינה מגנטי באורך 1 מטר, אך מתאם החשמל של 5W שנכלל בעבר אינו כלול באריזה. תחשבו על שמועות בתעשייה - האייפון החדש שייצא בקרוב יבטל גם את מתאם החשמל הסטנדרטי.

ביטול מתאם החשמל הסטנדרטי למוצרי אפל עשוי להביא הזדמנויות ענק לתעשיית ראשי הטעינה. על פי חברת המחקר Omdia, אפל שלחה כ-37.7 מיליון סמארטפונים של אייפון 11 ברחבי העולם במחצית הראשונה של 2020, 26 מיליון יותר מהמתחרה הבאה שלה. אם האייפון החדש יבטל את מתאם המתח הסטנדרטי, עשרות מיליוני צרכי מתאמי מתח ישוחררו ליצרני מתאמי מתח של צד שלישי.

ג'פרי לוטון, מנהל שיווק מוצרים של ON Semiconductor, אמר ששוק הטעינה המהירה מתפתח במהירות, ונשלט על ידי יצרניות טלפונים ניידים באסיה ושחקני צד שלישי בשוק חלקי תיקון. השוק יותר מהכפיל את עצמו בשנת 2020. הוא מצפה שמטענים סטנדרטיים לטלפונים ישלשו או יכפילו את ההספק, נע בין 15W ל-50 או 60W, כאשר חלק מהטלפונים מיועדים לתמוך בטעינה של יותר מ-100W לפרקי זמן קצרים. "בעבר, יצרני צד שלישי שלטו במטענים בעלי הספק גבוה, במיוחד על ידי הצעת מטענים עם יציאות USB מרובות. ככל שיצרניות הטלפונים משחררות טלפונים התומכים ב-5G, נראה אותם מציעים יותר מטענים בעלי הספק גבוה", אמר ג'פרי לוטון.

על פי הערכות של Yi Changgen, מנכ"ל Chengdu Silicon Power Technology Co., Ltd., ישנם מאות יצרני מטענים של מותגים מקומיים גדולים ואלפי יצרנים קטנים, רובם ממוקמים בשנג'ן. כיסוי יצרני מותגים למפעלי יציקה, ושרשרת התעשייה הושלמה. מנקודת המבט של הביקוש, מוצרי צריכה לרבות טלפונים ניידים, טאבלטים, מחשבים ניידים ומכשירי חשמל ביתיים קטנים משתמשים כולם במטענים, והשוק גדול יחסית. בנוסף, הוא מאמין שהממשק של מוצרי המטען העתידיים יתקרב ל-Type C. Type C הוא ממשק סטנדרטי, שגודלו קטן וניתן לחבר אותו לשני הכיוונים. סוג C מצויד בפרוטוקול USB PD יושם במוצרים מסחריים של 100W.

Yi Changgen, מנכ"ל Chengdu Silicon Power Technology Co., Ltd. מאמין שמכיוון שלטעינה מהירה בעוצמה גבוהה יש יתרונות רבים, התפתחות השוק בלתי ניתנת לעצירה. הטעינה המהירה של ימינו היא לא רק אספקת חשמל. מוצרי טעינה מהירה מתאימים יותר - לא רק טעינה מהירה, אלא גם אינטליגנטית.

במילים פשוטות, לאותו מטען יש את היכולת להטעין מסופי צרכנים כגון טלפונים ניידים, טאבלטים ומחשבים. למשל, בחיבור טלפון נייד, הטלפון הנייד שולח הוראות למטען, ולאחר "לחיצת יד" של שני הקצוות הוא מספק כוח, מתח וזרם סבירים; באופן דומה, בעת חיבור טאבלט או מחשב נייד, הוא יספק גם כוח טעינה מתאים בהתאם להוראות. זה שווה ערך למטען בעל מספר ממשקים, ומטען מתאים להתקני מסוף שונים.

הערה: Yi Changgen, מנכ"ל Chengdu Silicon Power

מטעינה מהירה PD, החלף טעינה לשבבי פרוטוקול, שחקני שבבי טעינה מהירה עושים חשבון נפש

הדרישה של מספר רב של יצרני טעינה מהירה הובילה גם לפיתוח נמרץ של שבבי טעינה מהירה. מאחורי ביטול המטען הסטנדרטי של אפל עומדים שיקולי עלות, שאפשר לומר שזו בחירה מביכה ונבונה. בעוד שעלות המכונה כולה מופחתת, היא גם מפשטת את האריזה וידידותית יותר לסביבה. מצד שני, זה גם משקף את העלות הגבוהה של טעינה מהירה בעוצמה גבוהה, מה שמוביל למחירים גבוהים של מוצרי קצה. גורם העלות הוא גם בעיה ששחקנים שנכנסים לשוק הטעינה המהירה בעוצמה גבוהה צריכים לשקול.

נכון לעכשיו, ישנם יצרנים רבים שנכנסים לשוק הטעינה המהירה בעוצמה גבוהה. Lin Chengwen, מנהל עסקים של Jianbo Microelectronics (Shenzhen) Co., Ltd., אמר כי תחת הנחת היסוד של הבטחת איכות המוצר, כדי להתבלט, זה תלוי בעלות המוצר. בין מוצרי הטעינה המהירה בעלי ההספק הגבוה של יצרנים שונים, היצרנים מנסים כמיטב יכולתם לעשות מאמצים בתאימות מוצרים, גמישות וקלות שימוש, אך בסופו של דבר, עליהם לשלוט בעלות המוצרים כדי להשיג מחירים מקובלים ותחרותיים עבור הצרכנים. .

אגדה: Lin Chengwen, מנהל עסקים של Jianbo Microelectronics (Shenzhen) Co., Ltd.

בנוסף למחיר, תאימות מוצרים היא גם המפתח לחוויית הצרכן. על פי הדיווחים, Jianbo Micro פיתחה שבב טעינה מהירה תואם PD בהספק של עד 100W, שהוצא לטייפ וצפוי להיות מושק במחצית השנייה של השנה.

Chengdu Silicon Power Technology Co., Ltd. נוסדה בסן חוזה, עמק הסיליקון, ארה"ב בשנת 2017. היא הוקמה רשמית בצ'נגדו, סין בנובמבר 2019. המייסדים כולם מחברות מוליכים למחצה אמריקאיות מפורסמות. החברה מתמקדת בשלושה היבטים של מו"פ ומכירות שבבים: ראשית, מיצוב שבבי ניהול כוח אינטליגנטי ברמה גבוהה, מילוי הפער המקומי, שכלול המטרה של החלפת שבבים יוקרתיים בארה"ב, שבירת המונופול של השוק האמריקאי, ולפצוח כמה שבבים מוגבלים במלחמת הסחר. שנית, אתר שבבי ניהול הספק נמוך כדי לספק לשבבים אמינות גבוהה יותר והמתנה ארוכה במיוחד עבור מוצרים אלקטרוניים ניידים שונים. שלישית, אתר את שבבי הטעינה המהירה מסוג C ו-PD, ותכנן סדרה של שבבי PD כגון AC-DC הנשלט על ידי PWM, תיקון סינכרוני SR, 100% מחזור עבודה DC-DC ופרוטוקולים תואמים ל-PD סביב טעינה מהירה PD.

מדווח כי סיליקון פאוור הוכרה על ידי לקוחות גדולים רבים. לדוגמה, שיתוף הפעולה עם Xiaomi ו-Baseus נמצא בשלב משלוח מדגם, והוא נכנס בהצלחה לשרשרת האספקה ​​של מותגי מסופי מטענים מיינסטרים. על מנת להרחיב את יישומי המוצר, חברת הבת שלה Ivan Microelectronics מספקת ללקוחות תמיכה טכנית ושירותי פיתוח פתרונות.

תחת מתקפת הפרסום של יצרני הטלפונים הסלולריים, הרעיון של טעינה מהירה היה ידוע ברבים. בעידן של טלפונים מיוחדים, שבבי טעינה ליניאריים יכולים לעמוד בדרישות הטעינה הנוכחיות של 800mA עד 1A. בעידן 3G/4G, הופיעו החסרונות של יעילות המרה נמוכה ועליית טמפרטורה של שבבי טעינה ליניאריים. מיתוג טעינה החליף בהדרגה את הטעינה הליניארית והפך למיינסטרים. שבבי טעינת מתג התרחבו בהדרגה מטלפונים ניידים למוצרי צריכה אלקטרוניים כגון אוזניות TWS, סיגריות אלקטרוניות ומקליטי קול.

אגדה: Ou Xinhua, המנהל הכללי של Shanghai Xinyong Electronic Technology Co., Ltd.

לדברי Ou Xinhua, המנהל הכללי של Shanghai Xinyong Electronic Technology Co., Ltd., Xindao פיתחה שבב טעינה מיתוג כבר בשנת 2016, ביעילות של 92-95%, שהוא שבב הכוח העיקרי לטעינה מהירה. מונעים על ידי המגמה של טעינה בעוצמה גבוהה, טלפונים ניידים זקוקים לזרם טעינה גדול יותר. טלפון נייד נוטה להשתמש בשניים או שלושה שבבי טעינה מיתוג. לדוגמה, טלפון נייד עם מפרט טעינה של 120W משתמש בשלושה שבבי טעינה מיתוג, שכל אחד מהם נושא 40W של הספק. Coreguide משלב גם פרוטוקולי טעינה עבור מוצרים מתאימים, כגון פרוטוקול הטעינה המהירה של MediaTek PE1.0/2.0 ו-QC2.0 של קוואלקום.

על פי דיווחים, אם מחלקים את שבבי הטעינה הממותגים הנוכחיים לפי זרם הטעינה, מוצרי שבבי הטעינה המרכזיים הם עדיין מוצרים של 1.5A, 2A ו-3A, ורוב יצרני המטענים משתמשים בשבבים טייוואניים, ולספקים היבשתיים בטווח המוצרים של 1.5A יש שוק מסוים. נתח השוק של שבבי טעינה ממותגים של 1.5A ו-2A הגיע ל-1-2 דולר אמריקאי.

בנוסף ליצרנים העוסקים באופן עמוק בתחום אספקת החשמל, ישנן גם חברות המתרחבות לתחום הטעינה המהירה מתחומים נוספים. אם לוקחים את המוצרים של Nanjing Qinheng Microelectronics כדוגמה, זה התחיל לראשונה כשבב ממשק USB, ולבסוף התרחב לשבב פרוטוקול USB PC. שבבי פרוטוקול מחולקים בעיקר לשבבי טעינה ושבבי קליטת חשמל. תכונה אחת של המוצר היא שבב בודד יכול לשלב מספר פרוטוקולי טעינה מהירה כדי להשיג תאימות גבוהה של מוצרי קצה. מוצרים אופייניים כוללים את שבב פרוטוקול הטעינה המהירה USB PD CH236 בקצה הטעינה, ואת שבב פרוטוקול הטעינה המהירה USB PD CH224 בקצה מקבל החשמל. ) שבב רב פרוטוקול CH237. Qinhengwei אמר כי שבב הפרוטוקול בקצה מקבל החשמל יכול לאפשר לציוד חשמלי שלא תמך במקור בפרוטוקול PD, כגון רמקולים, כלי עבודה חשמליים ומכשירים קטנים אחרים לתמוך בטעינה מהירה. יחד עם זאת, פרוטוקול PD מתאים לטעינה אלחוטית, ושבב הפרוטוקול בגודל קטן עוזר לשפר את האינטגרציה של מוצרי מסוף, כגון Qinheng Micro CH246. המוצר כולל תמיכה בפרוטוקולים PD, BC ופרוטוקולים אחרים, מנהל התקן MOS מלא גשר מובנה, מקלט משדר אלחוטי מעגלים וציוד היקפי מפושט, ובכך מפחיתים את ה-BOM של המוצר הסופי.

כחברה בת 6, שיעור הצמיחה השנתי המורכב של Yingjixin מ-2015 עד 2019 היה 151%, במקום הראשון בנתח השוק העולמי של תעשיית החשמל הניידת, עם נתח שוק של למעלה מ-60%. בנוסף לשבבי חשמל ניידים, המוצרים של Yingjixin מכסים חמש קטגוריות: כולל שבבי ניהול חשמל, שבבי ניהול סוללה, טעינה אלחוטית SOC, PMU ושבבי ממשק. מאז שחרורו של השבב הראשון בייצור המוני בשנת 2015 ועד היום, משלוח השבבים הכולל עלה על מיליארד אחד.

ב"פורום ה-10th Songshan Lake China IC Innovation Summit", שהתקיים לאחרונה על ידי איגוד ה-Integrated Circuit Design Association של סין ב-Chinese Semiconductor Industry Branch ו-VeriSilicon Microelectronics (Shanghai) Co., Ltd. Peng Feng, מנהל השיווק של Yingjixin Technology Co., Ltd. שבב טעינה מהירה בעוצמה גבוהה IP5388.

אגדה: פנג פנג, מנהל השיווק של Yingjixin Technology Co., Ltd.

פנג פנג אמר כי IP5388 הוא שבב הטעינה המהירה BUCK/BOOST המשולב ביותר בעולם, עם בקר buck-boost מובנה/power MOS/MCU/TypeC PD PHY וכו'. . ניתן להשתמש בו באופן נרחב באספקת חשמל ניידת בעלת הספק גבוה, במטען GaN בצפיפות גבוהה, בטעינה מהירה במיוחד ובתחומים אחרים.

על פי דיווחים, כל פריפריית ה-BOM של IP5388 יעילה מאוד, מלבד כמה נגדים וקבלים, יש רק מיתוג בידוד של נתיבים. במקביל, מובנים פרוטוקולי טעינה מהירה שונים. שדרוגים איטרטיביים חלקים אפשריים הודות ל-MCU המובנה. במקביל, הוא תומך גם בכמה הרחבות מותאמות אישית. לדוגמה, חלק מהלקוחות יפתחו פונקציות משלהם לצרכיהם האישיים. פנג פנג אמר שאין יותר משלושה שבבי טעינה מהירה של BUCK/BOOST בייצור המוני ביבשת סין, ו-Yingjixin הוא אחד מהם. ספקי שבבי פרוטוקול טעינה מהירה כוללים את Cypress, Huinengtai, Tianyu, Yingjixin, Zhirong, Nanxin, Youwei, Weiquan ויצרנים נוספים. פרוטוקול הטעינה המהירה של Yingjixin IC דורג במקום הראשון בסין, ושיתף פעולה עם מטענים רבים של מותגי טלפונים ניידים כגון Xiaomi, OPPO, Samsung Vivo וכן הלאה. פנג פנג הביע את תקוותו כי ייקח שנה נוספת להפוך למקום הראשון בעולם.

תכנון שבב טעינה מהירה הוא חלק בלתי נפרד מההתקנים הבדידים הסובבים אותו. לדברי ג'פרי לוטון, מנהל שיווק מוצר ב-ON Semiconductor, ON Semiconductor מספקת את כל הרכיבים המשולבים העיקריים לטעינה מהירה בהספק גבוה, כולל בקרי תיקון גורם הספק (PFC), בקרי אפנון רוחב דופק (PWM), דרייברים של מיישר סינכרוני, בקרי טעינה USB PD, מצמדים אופטיים ו-MOSFETs. הפתרונות האחרונים שלה כוללים את בקר PFC NCP1622, בקר flyback קוואזי-רזוננטי NCP1342, בקר flyback מהדק אקטיבי NCP1568, בקר טעינה USB PD 3307 FUSB3.0 ודרייבר מיישר סינכרוני NCP4306. ON Semiconductor היא גם אחת הספקיות הבודדות המציעות הכל, החל מדיודות ועד בקרי PWM רזוננטיים מורכבים עבור עיצובי מתאם.

מגמות טכנולוגיות: האם פרוטוקול PD יאחד את העולם?

מנקודת מבט טכנית, כאשר מוצרי מסוף משודרגים, מה שספקי ויצרני שבבים צריכים לעשות הוא להחסיר שבבים ולצמצם ציוד היקפי, כך שלקוחות קצה יוכלו לשלב טוב יותר ומהיר יותר שבבים במסופים. רכיבים הקשורים למטען, לרבות מיישר, דרייבר, MOS וכו', ימשיכו גם הם להשתנות עם הפופולריות של טעינה מהירה בעוצמה גבוהה. Yi Changgen מאמין ש-100W ו-120W גדולים מספיק עבור מטענים לצרכן כדי לענות על צורכי החשמל של מחשבים ניידים ומכשירי חשמל ביתיים קטנים, ואין זה משמעותי לשאוף להספק גבוה יותר.

כשנשאל אם טעינה מהירה בעוצמה גבוהה תעבור את מסלול הפיתוח של טלפונים ניידים נוק-אוף, אמר Yi Changgen שלטלפונים ניידים נוק-אוף, כמוצר שלם, יש פתרונות בוגרים. ניתן למכור פתרון אחד על ידי החלפת המעטפת והדבקה במותג אחר. יש גרסה ציבורית של ערכת המודל הציבורי, ההומוגניות של המוצר ברורה, והיצרנים במורד הזרם ממלאים יותר את תפקיד ההרכבה.

ההבדל הוא שטעינה מהירה בעוצמה גבוהה דורשת מהיצרנים יכולות מחקר ופיתוח של שבבים ומוצרים, ודורשת שנים של משקעים טכניים. גם אם נעשה שימוש באותם רכיבים, ההבדל באיכות של מוצרים שונים עדיין קיים. ניתן לראות שהמפרט הנוכחי הוא גם פונקציית 20W, וטווח המחירים של מוצרים שונים הוא גדול. לכן, אסטרטגיות המוצר שאומצו על ידי יצרני טעינה מהירה בעוצמה גבוהה אינן זהות, מה שלא ניתן להשוות לטלפונים ניידים בקוטג'.

ג'פרי לוטון, מנהל שיווק מוצרים של ON Semiconductor, מאמין שייתכנו כמה אתגרים טכניים בפיתוח טעינה בהספק גבוה. בעיקר היכולת לנהל ביעילות המרת הספק ולשפר את צפיפות ההספק. המטענים הנוכחיים הם כנראה בסביבות 15W, קפיצה ל-45W או 100W פירושו לספק פי 3 עד 7 מהספק. צרכנים לא רוצים לראות את המטענים שלהם גדלים פי 7! היכולת לשפר את יעילות האנרגיה וצפיפות ההספק פירושה שהם מרוויחים הכי הרבה מהיכולת לספק רמות הספק גבוהות יותר מבלי להגדיל את גודל המטען. ניתן להשיג זאת באמצעות תדרי מיתוג גבוהים יותר ואינטגרציה גבוהה יותר של טופולוגיות המרת הספק חסכוניות יותר באנרגיה כגון פליטת קוואזי-תהודה בתדר גבוה והחזרת מהדק אקטיבית. לדבריו, ON Semiconductor היא חברת המוליכים למחצה היחידה המציעה את שתי הטופולוגיות בתחום השוק הזה.

בנוסף, קיימים פרוטוקולי טעינה מהירה שונים בתעשיית הטעינה המהירה בעוצמה גבוהה, כולל USB-PD, Qualcomm QC, OPPO VOOC, ארגון הטכנולוגיה המוביל של סין SCP/FCP, MediaTek PE וכו'. בעבר, אפל הגדילה את זרם הטלפונים הניידים ל-1A ואת הזרם של הטאבלטים ל-2.4A, וסמסונג הגדילה את הזרם ל-2V. מאוחר יותר, טעינת מתח גבוה של Qualcomm QC 5 ו-QC 2.0 התחרתה עם טעינת זרם גבוה VOOC של Oppo. עם זאת, VOOC דורש כבלים קנייניים ועלויות גבוהות יותר. מכיוון שקוואלקום לא פתחה את הסטנדרט שלהם לכולם, סמסונג יצרה את הטעינה המהירה האדפטיבית (AFC) משלהם והמיזם הטכנולוגי המוביל של סין יצר את פרוטוקול הטעינה המהירה (FCP) ו-Super Charge (SCP) שלהם. שלושת הפרוטוקולים האחרונים, AFC, FCP ו-SCP, נוצרו בעזרת ON Semiconductor והם כולם על גבי מחברי A ו-Micro-B סטנדרטיים מסורתיים.

ביניהם, USB PD (שם מלא USB-Power Delivery) הוא אחד מפרוטוקולי הטעינה המהירה המיינסטרים הנוכחיים, שיכול לשמש להעברת נתונים וטעינה ופריקה בהספק גבוה. רוב מוצרי הטעינה המהירה תואמים לפרוטוקול זה. הממשקים התומכים ב-PD הם בעיקר TypeC, אך לא כל ממשקי TypeC תומכים בפרוטוקול הטעינה של PD. פרוטוקול ה-USB PD משמש לא רק לטעינת טלפונים ניידים, אלא גם יכול לשמש עבור אספקת חשמל ניידת למחשבים ניידים; לחיבור צגי מחשב ומארחים.

אז, האם USB PD יאחד את תקן הטעינה המהירה?

ג'פרי לוטון, מנהל שיווק מוצרים ב-ON Semiconductor, מאמין שהתשובה היא כן. מכיוון שה-USB PD מתייצב על מחבר ה-USB-C, הוא מספק תקן פתוח מתכנס המאפשר טעינת מתח גבוה לא רק עבור טלפונים ניידים, אלא גם מחשבים ניידים וטאבלטים. יצרני OEM עדיין יכולים להשיג בידול מוצר באמצעות ה- Vendor Defined Message (VDM) בערימת פרוטוקולי התקשורת של PD. קוואלקום, אפל וסמסונג הצטרפו, כך שהן מתכנסות למגמה של USB PD.

עם זאת, OPPO, Xiaomi ו-Vivo עדיין דוחפות את הסטנדרטים הקנייניים שלהן, והזמן יגיד אם הן תואמות גם לתאימות USB-C/USB-PD ומאמצות USB PD עם VDM. ON Semiconductor תורם למגמה זו לקראת USB PD 3.0 עם מוצרי PD Programmable Power Supply (PPS) המותאמים לרמות הספק ותכונות שונות כדי לשרת את כל ספקטרום הטעינה המהירה שהוזכרה קודם לכן.

העלות יקרה מדי, מתי טעינה מהירה GaN תהפוך לפופולרית?

עם התבגרות הדרגתית של הטכנולוגיה של יצרני השבבים, שיפור כושר הייצור והוזלת המחירים וכו', נפתחה שוב הדלת של מכשירי הכוח של GaN למשתמשים הצרכנים. הביקוש לציוד קצה חכם הוא הגורם העיקרי לפופולריות של התקני כוח GaN (גליום ניטריד).

כיום, אין מעט טלפונים ניידים שמוכרים טעינה גבוהה של GaN (גליום ניטריד). ל-GaN מאפיינים טובים יותר מחומרי מוליכים למחצה מסורתיים מסיליקון (Si) והוא משמש לייצור טרנזיסטורים, מגברים, דיודות ורכיבים אחרים, במיוחד בתחום ההספק. בתחום המכשירים, GaN מאפשר מטענים קטנים יותר ויעילים יותר.

ל-GaN יש פער פס גדול פי 3 מסיליקון, חוזק שדה פירוק גבוה פי 10, מהירות נדידת אלקטרוני רוויה גדולה פי 3 ומוליכות תרמית גבוהה פי 2. היתרון שמביאים שיפורי הביצועים הללו הוא ש-GaN מתאים יותר להתקני הספק גבוהים ותדרים גבוהים מאשר סיליקון, בעוד שהוא קטן יותר בגודלו וצפיפות הספק גבוהה יותר. למכשירי GaN יש מהירויות מיתוג גבוהות במיוחד והתנגדות במצב קטן מתחת לאותה רקיק, מה שמאפשר יעילות גבוהה יותר וטעינה מהירה יותר בתדרי מיתוג גבוהים יותר.

החדרת טכנולוגיית GaN מזריקה זרז לשוק הטעינה המהירה בעלת ההספק הגבוה, מאיצה את מהירות העדכון והאיטרציה, ומפעילה לחלוטין את שוק אספקת החשמל לצרכן ששותק כבר כמעט עשר שנים.

לפי הסטטיסטיקה, בשוק המטענים הנשלט על ידי לקוחות מסחר אלקטרוני, המשלוח של מכשירי הכוח של GaN ב-2019 יהיה כ-3-4 מיליון חתיכות. גידול של פי 6, עם משלוח כולל של 15-20 מיליון חלקים, ומשלוח מכשירי GaN צפוי להגיע ל-50 מיליון חלקים ב-2021.

טעינה מהירה של GaN בהחלט יכולה להפחית את עוצמת הקול. Lin Chengwen, מנהל עסקים של Jianbo Microelectronics (Shenzhen) Co., Ltd. מאמין שהגודל הנוכחי של המטען אינו הגורם הקובע עבור צרכנים לקנות מוצרי טעינה מהירה, אבל המחיר מודאג יותר. Lin Chengwen אמר כי חומרי GaN אינם אופציה הכרחית בתחום הטעינה המהירה בעוצמה גבוהה, ומחירים נמוכים יותר יכולים באמת לפתוח את מבנה השוק. צפוי כי המחיר של טעינה מהירה בעוצמה גבוהה מהמיינסטרים יופחת בסופו של דבר לפחות מ-100 יואן.

עם זאת, התקני חשמל GaN יקרים, ו-FETs GaN הם הרכיבים היקרים ביותר בפתרונות טעינה מהירה בעלי הספק גבוה, המהווים 15% עד 25% מהעלות. לין צ'נגוון אמר ש-MOSFETs כ-GaN יכולים לשפר את יעילות האנרגיה הטובה יותר ותדרי המיתוג הגבוהים יותר הנדרשים על ידי מטענים בעלי צפיפות הספק גבוהה. ככל שמטענים בעלי הספק גבוה יהפכו לנורמה, נראה את מחירם של התקני חשמל GaN יורד. נכון לעכשיו, GaN לא צפוי להחליף לחלוטין את MOSFETs Si, מכיוון שעדיין ישנם טלפונים סלולריים זולים ומוצרים אחרים הדורשים אביזרי מטען קופסאות זולים יותר. בנוסף, ישנם יישומים רבים אחרים בעלי הספק נמוך יותר שאינם דורשים את הביצועים של GaN.

נכון לעכשיו, ישנם שלושה ספקים עיקריים של התקני כוח GaN: Innosec, Nano Micro Semiconductor ו-PI. כשהטעינה המהירה של GaN הפכה בהדרגה למיינסטרים, PI לקחה את ההובלה בהשקת טכנולוגיית PowiGaN, ופיתחה 5 סדרות של מוצרי שבבים המבוססים על טכנולוגיית PowiGaN, כולל InnoSwitch3-CP, EP, Pro, MX ו-LYTSwitch-6, תוך שכלול משפחת שבבי הכוח. .

IC הכוח GaN של Navitas מועדפים על השוק כמו PI. על פי נתונים סטטיסטיים חלקיים, ICs של Navitas GaN Fast Power נמצאו בשימוש נרחב בטעינה מהירה של OPPO 50W Biscuit GaN וטעינה מהירה RAVPOWER 65W 1A1C GaN. מכשיר, מטען Xiaomi 65W USB PDGaN, SlimQ 65WGaN USB PD מטען מהיר 1A1C, Anker PowerCore Fusion PD מטען אולטרה קוטבי, מטען RAVPower 45W GaN PD, מטען Baseus 65WGaN, מטען USB 66W GaN מהיר ROxANNE 120W GaN. ביניהם, מטען 2W, 1C6127A GaN (GaN) + סיליקון קרביד (SiC) שהושק לראשונה על ידי Baseus ביולי משתמש גם בשבב Nano-Micro NVXNUMX.

Innosec היא היצרנית המקומית היחידה של GaN-on-סיליקון ברשימה. נכון להיום, ישנם שני בסיסי מו"פ וייצור של שבבי GaN מבוססי סיליקון בגודל 8 אינץ' בז'והאי ובסוז'ו, וקו המוצרים מכסה מגוון שלם של שבבי 40V-650V GaN. נכון לעכשיו, Innosec INN650D02 משמש במוצרי טעינה מהירה של 65W של Meizu, Lapo ו-Loke.

בנוסף לשלושת הספקים הנ"ל, חברות כמו Xiaomi, מפעל הטכנולוגיה המוביל בסין, סמסונג, OPPO ואפל כולן צברו ניסיון בטכנולוגיית GaN והן צפויות ללכת רחוק יותר בדרך זו. קיבולת שוק הטעינה המהירה של GaN צפויה להתרחב במהירות. יצרני מתאמי חשמל של צד שלישי נכנסו לתחום, מה שהופך את התחום הזה למגמה של תחרות. בעתיד, זה יהיה אוליגופול, או מאה פרחים יפרחו; אם היא תישלט על ידי יצרני טלפונים ניידים, או תוביל על ידי יצרני מסחר אלקטרוני ומתאמי חשמל, נחכה ונראה.

כתב ויתור: מאמר זה משוכפל מתוך "Xinwen מס' 1". מאמר זה מייצג רק את דעותיו האישיות של המחבר, לא את הדעות של Saco Micro והתעשייה. זה מיועד רק להדפסה מחדש ולשיתוף, ותומך בהגנה על זכויות קניין רוחני. נא לציין את המקור המקורי ואת המחבר, אם יש הפרה כלשהי, אנא צור איתנו קשר כדי למחוק אותה.