Er komt voortdurend goed nieuws naar de markt voor snelladers: op 27 januari publiceerde Apple zijn meest recente kwartaalrapport over het eerste kwartaal van 2021. Dit rapport toonde aan dat de iPhone-omzet in het eerste kwartaal, gedreven door de sterke vraag naar de iPhone 12, met 17% op jaarbasis steeg tot een recordhoogte van 65.6 miljard dollar. De iPad-omzet steeg in het eerste kwartaal met 40%. De Mac-omzet brak alle voorgaande decemberrecords. Apple heeft in de eerste helft van dit jaar orders geplaatst voor meer dan 90 miljoen mobiele telefoons in de toeleveringsketen. Apple-analist Ming-Chi Kuo vertelde de media dat Apple waarschijnlijk 2-3 nieuwe galliumnitride-laders zal lanceren bij de introductie van nieuwe iPhones en Macbooks dit jaar. Dit zal direct de groeimotor worden voor de galliumnitride-industrie.

IDC voorspelt enorme groeimogelijkheden voor 5G-smartphones in 2021 en verwacht dat de markt zal verdubbelen van ongeveer 200 miljoen exemplaren in 2020 naar 500 miljoen exemplaren. Xiaomi, Vivo en Huawei hebben achtereenvolgens galliumnitride-laders voor hun 5G-vlaggenschiptelefoons gelanceerd. Hoewel de COVID-19-epidemie dit jaar nog niet volledig onder controle is, hebben thuisonderwijs en online werken de groei van de laptopmarkt gestimuleerd, waardoor de vraag naar galliumnitride-laders die sneller, efficiënter en lichter laptops opladen mogelijk maken, sterk is toegenomen.

Heeft de markt voor galliumnitride-laders dit jaar een keerpunt bereikt? Galliumnitride-laders van 20W, 65W en 100W zijn de afgelopen tijd in rap tempo op de markt gebracht. Welke producten zullen de standaard worden? Hoe helpen fabrikanten van galliumnitride-chips fabrikanten van terminals bij de lancering van snellaadproducten? Hoe ontwikkelt de ecologische keten van galliumnitride-snelladers zich? Op basis van de meest recente consumentenervaring interviewde de verslaggever Li Wenhui, Sales Director van Nanos Semiconductor, Zhou Wei, Marketing Director van Innosec, Zou Yanbo, Product Application Manager, en Wu Xin, Sales Manager van Nitrosilicon Technology. Zij gaven inzicht in de nieuwste markttrends en analyseerden technische oplossingen in de sector.

Wanneer zal de markt voor galliumnitride-laders een omslagpunt bereiken?

In 2018 introduceerde Nanovi Semiconductor voor het eerst snelladen met galliumnitride (GaN) op de markt. In 2020 zagen branchegenoten dat de markt voor mobiele apparaten enorm was. Meer dan 100 GaN-snelladers werden inmiddels in massaproductie genomen. GaN-technologie heeft zijn intrede gedaan in krachtige markten zoals elektrische voertuigen, 5G, datacenters en zonne-energie.

Op 26 januari van dit jaar maakte Navitas Semiconductor officieel bekend dat het een nieuw record heeft gevestigd wat betreft chipleveringen. Het bedrijf heeft met succes meer dan 13 miljoen galliumnitride (GaN) vermogens-IC's op de markt gebracht, zonder productdefecten. Dit weerspiegelt de versnelde adoptie van galliumnitridechips door de wereldwijde markt voor mobiele consumentenelektronica, die gebruikt wordt voor het snel opladen van mobiele apparaten en aanverwante apparatuur.

Innosec uit Zhuhai, China, is een van de drie grootste leveranciers ter wereld van siliciumgebaseerde galliumnitride-vermogenschips. Vorig jaar verscheepte het bedrijf 4 miljoen galliumnitride-chips. Verkoopdirecteur Zhou Wei van Innosec zei in een interview met elektronica-enthousiasten dat de leveringen van galliumnitride-chips dit jaar naar verwachting vertienvoudigen. Hij schatte zelfs optimistisch in dat de wereldwijde leveringen van galliumnitride vorig jaar rond de 15 miljoen stuks lagen, en dat dit jaar de 100 miljoen stuks zullen overschrijden.

Naarmate consumenten steeds hogere eisen stellen aan hun levenskwaliteit, wordt de markt voor opladers geconfronteerd met een reeks uitdagingen. Consumenten willen bijvoorbeeld krachtigere opladers die sneller opladen. Tegelijkertijd willen ze echter ook dat de opladers klein en elegant zijn, en dat de prijs niet te hoog oploopt. Dit brengt fabrikanten en ontwerpers voor veel problemen te staan, zoals efficiëntie, temperatuur, elektromagnetische interferentie (EMI), compatibiliteit van de uitgangsinterfaceprotocollen en andere kwesties.

GaN, een van de kernmaterialen van de derde generatie halfgeleiders, heeft drie belangrijke eigenschappen: een hoge schakelfrequentie, een grote bandgap en een lage aanweerstand. Het werkt honderd keer sneller dan de oudere, traditionele siliciumtechnologie (Si) en kan in geavanceerde snelladers prestaties leveren die die van bestaande producten ver overtreffen en het uitgangsvermogen verdrievoudigen bij dezelfde afmetingen.

Foto: Li Wenhui, verkoopdirecteur van Navitas Semiconductor

Galliumnitride-laders kampen momenteel met twee grote problemen op het gebied van marktpromotie. Li Wenhui, verkoopdirecteur van Navitas Semiconductor, zei: "Ten eerste is GaN-snelladen een nieuw type lader, en marktacceptatie vereist een bepaalde periode van ontwikkeling; ten tweede is de prijs van galliumnitride-laders meer dan twee keer zo hoog als die van traditionele laders, en een prijsdaling is een belangrijke voorwaarde voor de promotie van galliumnitride-laders. In 2018 kostte een 45W GaN-lader 60 dollar. Vorig jaar was de prijs van Xiaomi's 65W GaN-lader al gestegen tot 149 yuan (23 dollar), en zelfs laders van andere merken boden 99 yuan aan. Ons doel is dat de prijs van GaN-laders en siliciumladers tegen het einde van 2022 vergelijkbaar zal zijn. Zodra de prijs een redelijk niveau bereikt, geloof ik dat het omslagpunt in de markt zal aanbreken."

Zhou Ji, de verkoopdirecteur van Innosec, is optimistischer. Hij gelooft dat het omslagpunt in de markt over ongeveer een jaar bereikt zal worden. De prijs van GaN-laders ligt dicht bij die van siliciumladers, dus het omslagpunt zal er komen. Innosec heeft vorig jaar de eerste generatie galliumnitride-vermogens-IC, de INN650D 02, in massaproductie genomen. De tweede generatie zal naar verwachting in de eerste helft van dit jaar op de markt komen. De prestaties zijn verder verbeterd. Tegelijkertijd kunnen er meer componenten per wafer worden geproduceerd, wat de kosten verlaagt en de productiecapaciteit verhoogt. Dit zijn allemaal gunstige garanties voor de marktintroductie.

Foto: Wu Junjun, verkoopmanager van Nitrosilicon Technology

Wu Junjun, verkoopmanager van Nitrogen Silicon Technology, vertelde verslaggevers dat GaN-laders naar verwachting over twee jaar een omslagpunt in de markt zullen bereiken. Tegen 2023 zullen galliumnitridechips niet alleen populair zijn in laders, maar ook in stroomadapters, voedingen voor verlichting, tv-voedingen, enzovoort.

65W galliumnitride-laders zijn inmiddels gemeengoed op de markt, waarbij kosten en veelzijdigheid de twee belangrijkste factoren zijn.

Volgens gegevens uit een enquête onder elektronicaliefhebbers hebben 10 fabrikanten van mobiele telefoons in 2020 18 modellen met galliumnitride-snelladers op de markt gebracht. OPPO, realme, Xiaomi, Nubia, Samsung, Lenovo en ZTE zijn allemaal toegetreden tot de markt voor galliumnitride-snelladers. Gedreven door zowel mobiele telefoonmerken als externe merken, is er een grote verscheidenheid aan producten met galliumnitride-snelladers verkrijgbaar, variërend van 20W tot 120W. Ook fabrikanten van laptops zijn actief op de markt voor galliumnitride-snelladers, met name krachtige modellen van 65W en hoger. Representatieve merken zijn onder andere Lenovo, Asus, Dell en Xiaomi.

Onlangs vertelde Li Wenhui, verkoopdirecteur van Navitas Semiconductor, aan journalisten: "Sinds de tweede helft van vorig jaar worden GaN-laders op grote schaal op de markt gebracht. We ontvangen maandelijks orders voor 2-3 op maat gemaakte laders en de markt voor producten van derden groeit gestaag. Galliumnitride-laders met een vermogen van 60W tot 100W zijn geleidelijk aan de standaard geworden in de markt."

65W is de gangbare configuratie geworden voor galliumnitride-laders. Li Wenhui analyseerde dat dit door twee belangrijke redenen wordt gedreven. Ten eerste hebben Xiaomi, OPPO en Huawei achtereenvolgens 65W galliumnitride-laders op de markt gebracht, en deze trend heeft een grote impact op de markt. Ten tweede is de algemene stroombehoefte voor laptopadapters 65W, en de meeste nieuwe laptops gebruiken USB-C-poorten. Galliumnitride-laders zijn verkrijgbaar in ontwerpen met twee of drie poorten, waarbij rekening wordt gehouden met de USB-A-poort, waardoor meer mobiele apparaten kunnen worden opgeladen.

Innosec Sales Director Zhou sprak over de veranderingen in de markt voor snelladen en wees erop dat USB PD en Type-C veranderingen teweeg zullen brengen in laders. Vorig jaar werden Type-C en USB PD snelladen populair bij laptops. Vooral in de tweede helft van vorig jaar begonnen fabrikanten van elektrisch gereedschap en kleine huishoudelijke apparaten ook USB PD snelladen te gebruiken. Grote fabrikanten van mobiele telefoons en computers zijn deze standaard steeds meer gaan omarmen. Bovendien is het stroomverbruik van 5G-telefoons aanzienlijk toegenomen. De batterijcapaciteit van gangbare mobiele telefoons bedraagt ​​over het algemeen meer dan 4,000 mAh. De 65W galliumnitride-lader kan een batterij in 45 minuten volledig opladen en in 10 minuten tot 20-30% opladen, waardoor de angst voor een lege batterij verdwijnt.

Foto: Zou Yanbo, Product Application Manager bij Innosec

Zou Yanbo, productapplicatiemanager bij Innosec, analyseerde dat 65W een gangbare configuratie kan worden, voornamelijk vanwege de vraag van klanten en consumenten naar kosteneffectieve producten. Hoewel de prestaties van 100W tot 200W galliumnitride snelladers aanzienlijk zijn verbeterd, leidt de toename van het aantal benodigde printplaten tot een groter formaat en een te hoge prijs. Het wordt voornamelijk gebruikt voor het opladen van gaminglaptops en de huidige vraag zal niet veel toenemen.

Volgens de verplichte eisen van het staatsnet moeten schakelende voedingen met een vermogen van meer dan 75W een PFC-circuit (Power Factor Correction) bevatten om de arbeidsfactor te verbeteren en de belastingseigenschappen te optimaliseren. Hoogvermogen galliumnitride-laders moeten een PFC-circuit bevatten, waardoor de materiaalkosten aanzienlijk stijgen. Consumenten op de markt zijn echter op zoek naar kosteneffectieve producten. Een 65W-lader is geschikt voor het universeel opladen van mobiele telefoons en laptops. De kosten van de lader blijven binnen een redelijk bereik, wat de overstap van siliciumladers naar de nieuwe generatie galliumnitride-laders bevordert.

De galliumnitridechips van Innosec worden gebruikt in 100W snelladers met één USB-C-poort, 100W snelladers met meerdere poorten, 65W ultradunne snelladers met één USB-C-poort, 150W LED-voedingen, dual-channel lidar en andere producten.

Afbeelding: demonstratie van 100W snelladen via meerdere poorten met behulp van de Innosec-chip.

Op de online CES 2021-beurs won de Omega-oplader, uitgerust met twee NanoVis GaNFast-vermogens-IC's (NV6127), de Innovatieprijs. Het is 's werelds kleinste 200W-oplader met galliumnitride-chips en tot 66% kleiner dan traditionele opladers. Qua compatibiliteit is hij compatibel met alle grote fabrikanten zoals Apple, Samsung, Huawei, Qualcomm, OPPO en Vivo.

Afbeelding: 200W minilader met nanomicro-vermogenschip

Wu Junjun, verkoopmanager van Nitrogen Silicon Technology, presenteerde aan verslaggevers hun productserie van 65W snelladers, waaronder 65W mini PD snelladers, 65W 1A1C galliumnitride snelladers en 65W 2C1A galliumnitride snelladers. De 65W mini single C en 1C1A zijn in eigen land geproduceerde versies, inclusief de besturings-IC, synchrone gelijkrichter en protocol-IC, die allemaal van binnenlandse makelij zijn. Daarnaast heeft Nitrogen Silicon, na maandenlang onderzoek, het probleem van circuitinterferentie in de gangbare PFC+LLC-topologie galliumnitride snelladers succesvol opgelost en een 120W 2C1A galliumnitride snellaadoplossing gelanceerd.

Op Bilibili zagen we feedback van een consument:

Een journalist met de bijnaam "Yijiu Wuqi" vertelde dat hij tijdens de Xiaomi 11-persconferentie niet zozeer op de mobiele telefoons van Xiaomi had gelet, maar wel erg onder de indruk was van de 65W galliumnitride-oplader van Xiaomi. Zodra de persconferentie was afgelopen, ging hij naar de officiële website om deze oplader te bestellen.

Hij zei dat de nadelen van traditionele opladers zijn dat ze groot, apart en onhandig zijn om mee te nemen. Hij bezit meerdere apparaten en hoopt vooral tijdens zakenreizen meerdere apparaten met één oplader te kunnen opladen. De 65W galliumnitride-oplader van Xiaomi is slechts een derde zo groot als een traditionele siliciumoplader. Hij testte de single-port galliumnitride-oplader van Xiaomi en was over het algemeen tevreden over de laadprestaties. Daarnaast testte hij ook andere dual-port galliumnitride-opladers op de markt en ontdekte dat bij gelijktijdig opladen de USB-A-poort de stroomtoevoer onderbreekt, terwijl de Type-C-poort normaal gebruikt kan worden. De twee poorten beïnvloeden elkaar. Bovendien probeerde hij de 65W galliumnitride-oplader te gebruiken om zijn Apple Macbook Pro op te laden en ondervond hij geen problemen met internetten, video's kijken en video's bewerken.

Zijn galliumnitridechips niet meer op voorraad? De vorming van een ecologische keten geeft de markt voor opladers een impuls.

De penetratiegraad van GaN-voedingen neemt gestaag toe en diverse fabrikanten zetten deze technologie actief in. Hoewel de GaN-voedingenmarkt nog relatief klein is vergeleken met de siliciumvoedingenmarkt van 32.8 miljard dollar, voorspelt Yole dat de GaN-markt tussen 2021 en 2023 met 55% zal groeien en in 2023 een waarde van 420 miljoen dollar zal bereiken. Momenteel zijn Navitas uit Ierland, Power Integrations uit de Verenigde Staten en Innosec uit China de drie grootste leveranciers van snellaadoplossingen op basis van galliumnitridechips.

In het laatste kwartaal van vorig jaar begonnen de tekorten aan halfgeleiderchips toe te nemen. Aan het begin van 2021 lijken de tekorten in de chipindustrie geen tekenen van verbetering te vertonen. Tekorten aan microcontrollers (MCU's), Bluetooth-chips, NOR-flashchips voor TWS-headsets en chips voor de automobielindustrie verspreiden zich wereldwijd. Volgens insiders in de sector zal de ontoereikende productiecapaciteit van 8-inch fabrieken tot het einde van de eerste helft van dit jaar aanhouden. Om het productiecapaciteitsprobleem fundamenteel op te lossen, kunnen chipfabrikanten alleen 8-inch productieorders omzetten naar 12-inch productie. Een Taiwanese analist is van mening dat het wereldwijde productiecapaciteitsprobleem voor 8-inch chips in de eerste helft van dit jaar niet zal verbeteren. Voor downstream chipfabrikanten zal de hoeveelheid productiecapaciteit die ze van waferfabrieken kunnen verkrijgen, direct van invloed zijn op de prestaties van het bedrijf.

"Veel waferfabrikanten hebben dit jaar hun prijzen verhoogd en hun productiecapaciteit staat onder druk. Vooral dit jaar zijn er grote aantallen galliumnitride-laders op de markt. Hoe is de levering van galliumnitride-stroomchips?" Li Wenhui, verkoopdirecteur van Navitas Semiconductor, antwoordde op vragen van journalisten: "De GaNFast-galliumnitridechip die Navitas heeft gelanceerd, wordt geproduceerd op speciale productielijnen. Navitas is de grootste afnemer van TSMC's GaN-productielijn. We hebben al lange tijd een goede samenwerking op het gebied van levering en de levertijd is ongeveer gelijk aan die van vorig jaar. Xiaomi en OPPO leveren beide normaal en consumenten kunnen laders met nanogalliumnitride-stroomchips via de reguliere kanalen kopen."

Experts uit de industrie wijzen erop dat snelladers met galliumnitride hoofdzakelijk uit twee kerncomponenten bestaan: een IC-chip voor energiebeheer en een discrete vermogenscomponent. In het demontageschema zien we dat de lader uit vier hoofdonderdelen bestaat: een galliumnitride-vermogenscomponent, een protocolchip en een hoofdcontrollerchip, een synchrone gelijkrichterchip, en diverse circuits en condensatoren. Li Wenhui, verkoopdirecteur van Navitas Semiconductor, benadrukt dat alleen de samenwerking tussen fabrikanten van galliumnitride-vermogenschips, protocolchips, synchrone gelijkrichterchips en hoofdcontrollers de snelle groei van de gehele GaN-ladermarkt kan bevorderen. Een 2A2C 65W galliumnitride-lader is bijvoorbeeld uitgerust met 1-2 vermogens-IC's + hoofdcontrollerchips (ON Semiconductor/Xinyuan) + vier protocolchips van Cypress/Zhirong. De gecoördineerde ontwikkeling van de gehele industriële keten kan daarom de toeleveringsketen en een positieve kringloop in de galliumnitride-ladermarkt garanderen.

Om in de toekomst een snelle ontwikkeling van galliumnitridechips te realiseren, is het waarborgen van voldoende productiecapaciteit een belangrijke voorwaarde. Zhou Yi, verkoopdirecteur van Innosec, is ervan overtuigd dat Chinese chipbedrijven hun daadwerkelijke productiecapaciteitsproblemen alleen kunnen oplossen door het IDM-model (Integrated Design & Manufacturing) te hanteren, waarbij chipontwerp en -productie worden geïntegreerd en de volledige controle over de industriële keten wordt verkregen.

In 2018 bereikte de productiecapaciteit van Innosec's 8-inch waferfabriek in Zhuhai 4,000 wafers per maand. Vanaf 2018 is Innosec van plan een grotere waferfabriek te bouwen. Op 19 september 2020 vond de officiële ingebruikname van de apparatuur plaats in Innosec's derde generatie halfgeleiderbasis in Suzhou. Naar verwachting zal de fabriek na volledige productie een maandelijkse productie van 65,000 8-inch siliciumgebaseerde galliumnitride wafers bereiken. Het productassortiment van het bedrijf omvat een volledig scala aan galliumnitride chips van 30V tot 650V. De producten zullen essentiële elektronische componenten leveren voor de onafhankelijke innovatie en ontwikkeling van strategische opkomende industrieën zoals 5G mobiele communicatie, datacenters, elektrische voertuigen, autonoom rijden en snelladen voor mobiele telefoons.

De snelle ontwikkeling van Innosec heeft ook geleid tot de opening van de toeleveringsketen voor binnenlandse galliumnitridechips en randapparatuur. Bij de demontage van een Innosec 20W GaN-lader bleek dat de protocolchip afkomstig is van Huinengtai en de besturingschip van Nanxin Semiconductor. Door de continue instroom van binnenlandse fabrikanten is de binnenlandse galliumnitride-industrieketen geleidelijk aan gevormd, waardoor grootschalige levering met behoud van kwaliteit mogelijk is. Zhou heeft onthuld dat meer dan 40 partners van Innosec galliumnitrideladers in massaproductie hebben genomen. De komende twee jaar zal het volume van laagspanningsgalliumnitrideproducten geleidelijk toenemen. Naast laders vinden galliumnitridechips ook steeds meer toepassingen in de industrie, datacenters voor kunstmatige intelligentie en lidar-toepassingen.

Momenteel is GaN in eigen land voornamelijk gericht op energiezuinigheid, voornamelijk om twee redenen: enerzijds is de productiedrempel voor GaN erg hoog en is de technologie nog niet volledig ontwikkeld; anderzijds moet de IC voor energiebeheer opnieuw worden ontworpen en kunnen bestaande oplossingen niet zomaar worden gekopieerd. Er zijn veel binnenlandse start-ups actief, maar het is nog afwachten wie er daadwerkelijk een doorbraak zal realiseren. GaN maakt gebruik van hetero-epitaxiale materialen, wat grote uitdagingen met zich meebrengt op het gebied van ontwerp en productie. Er zijn wereldwijd slechts zeer beperkte volwaardige productielijnen voor GaN-chips die op grote schaal worden geproduceerd.

De kosten van GaN-laders zijn twee keer zo hoog als die van traditionele laders, maar ze dalen met 20-30% per jaar. Ik geloof dat naarmate meer fabrikanten van mobiele telefoons, zoals Apple, Huawei en Xiaomi, standaard galliumnitride-laders aankondigen, er nieuwe ontwikkelingskansen voor de markt zullen ontstaan. Fabrikanten met een sterk ontwerp, technische expertise en GaN-productiecapaciteit zullen een gunstige positie kunnen innemen in deze zeer competitieve markt.

Let op: Dit artikel is afkomstig van internet en ondersteunt de bescherming van intellectuele eigendomsrechten. Vermeld bij herpublicatie de oorspronkelijke bron en auteur. Neem bij inbreuk contact met ons op zodat we het artikel kunnen verwijderen.

Telefoonnummer van het bedrijf: +86-0755-83044319
Fax: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
Vraag: 3518641314 Manager Li

Vraag: 332496225 Manager Qiu

Adres: Kamer 809, Gebouw C, Zhantao Technologiegebouw, Minzhilaan 1079, Longhua Nieuw District, Shenzhen