Постоянные позитивные новости для рынка быстрой зарядки: 27 января в последнем финансовом отчете Apple за первый квартал 2021 года было показано, что благодаря высокому спросу на iPhone 12 выручка от продаж iPhone в первом квартале выросла на 17% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года, достигнув рекордной отметки в 65.6 млрд долларов США. Выручка от продаж iPad в первом квартале взлетела на 40%. Выручка от продаж Mac побила предыдущие декабрьские рекорды. Apple разместила заказы на более чем 90 миллионов мобильных телефонов в первой половине этого года. Аналитик Apple Минг-Чи Куо сообщил СМИ, что Apple, вероятно, выпустит 2-3 новых зарядных устройства на основе нитрида галлия при выпуске новых iPhone и MacBook в этом году, что станет прямым двигателем роста для всей отрасли производства устройств на основе нитрида галлия.

IDC прогнозирует огромный рост рынка смартфонов 5G в 2021 году и предсказывает, что его объем удвоится с примерно 200 миллионов единиц в 2020 году до 500 миллионов единиц. Xiaomi, Vivo и Huawei последовательно выпустили зарядные устройства на основе нитрида галлия для флагманских мобильных телефонов 5G. В этом году, хотя эпидемия COVID-19 еще не полностью взята под контроль, домашнее обучение и онлайн-работа стимулировали рост рынка ноутбуков, и спрос на зарядные устройства на основе нитрида галлия, способные обеспечить более быструю, эффективную и легкую зарядку ноутбуков, начал расти.

В этом году рынок зарядных устройств на основе нитрида галлия пережил переломный момент в своем развитии? Одно за другим были выпущены зарядные устройства на основе нитрида галлия мощностью 20 Вт, 65 Вт и 100 Вт. Какие продукты питания станут основными на рынке? Как производители микросхем из нитрида галлия помогают производителям терминалов запускать продукты для быстрой зарядки? Как развивается экосистема быстрой зарядки на основе нитрида галлия? Основываясь на последних данных об опыте потребителей, журналист взял интервью у директора по продажам Nanos Semiconductor Ли Вэньхуэя, директора по маркетингу Innosec Чжоу Вэя, менеджера по применению продукции Цзоу Яньбо и менеджера по продажам Nitrosilicon Technology У Синя. Они поделились своими соображениями о последних рыночных тенденциях и анализом технических решений в отрасли.

Когда рынок зарядных устройств на основе нитрида галлия достигнет переломного момента?

В 2018 году компания Nanovi Semiconductor впервые представила на рынке быструю зарядку на основе нитрида галлия (GaN). В 2020 году коллеги по отрасли увидели огромный потенциал рынка мобильных устройств. На рынок было запущено более 100 устройств GaNFast, предназначенных для массового производства. Технология GaN нашла применение на рынках мощных устройств, таких как электромобили, 5G, центры обработки данных и солнечная энергетика.

26 января этого года компания Navitas Semiconductor официально объявила о новом рекорде по поставкам микросхем. Она успешно поставила на рынок более 13 миллионов силовых микросхем на основе нитрида галлия (GaN), не допустив ни одного сбоя в работе, что отражает ускоренное внедрение микросхем нитрида галлия на мировом рынке мобильной потребительской электроники для обеспечения быстрой зарядки мобильных устройств и сопутствующего оборудования.

Китайская компания Innosec из Чжухая является одним из трех крупнейших мировых поставщиков силовых микросхем на основе нитрида галлия. В прошлом году она отгрузила 4 миллиона микросхем из нитрида галлия. Директор по продажам Innosec Чжоу Вэй в интервью энтузиастам электроники заявил, что в этом году ожидается десятикратное увеличение поставок микросхем из нитрида галлия. Он даже оптимистично оценил, что в прошлом году мировые поставки нитрида галлия составили около 15 миллионов единиц, а в этом году, по прогнозам, превысят 100 миллионов единиц.

Поскольку требования потребителей к качеству жизни постоянно растут, рынок зарядных устройств сталкивается с рядом проблем. Например, потребители хотят, чтобы зарядные устройства были более мощными и обеспечивали более высокую скорость зарядки. Однако в то же время они хотят, чтобы зарядные устройства были компактными и изящными, а цена не была завышена. Это создает множество проблем для производителей и разработчиков, таких как эффективность, температурный режим, электромагнитная совместимость, совместимость протоколов выходного интерфейса и другие.

Нитрид галлия (GaN), являющийся одним из основных материалов полупроводников третьего поколения, обладает тремя главными характеристиками: высокой частотой переключения, большой шириной запрещенной зоны и низким сопротивлением в открытом состоянии. Он работает в сто раз быстрее, чем более старая традиционная кремниевая (Si) технология, и при использовании в передовых продуктах для быстрой зарядки может достигать характеристик, значительно превосходящих существующие продукты, и утраивать выходную мощность при тех же размерах.

На фото: Ли Вэньхуэй, директор по продажам компании Navitas Semiconductor.

В настоящее время зарядные устройства на основе нитрида галлия сталкиваются с двумя основными трудностями в сфере продвижения на рынке. Ли Вэньхуэй, директор по продажам компании Navitas Semiconductor, сказал: «Во-первых, быстрая зарядка на основе нитрида галлия — это новый тип зарядных устройств, и для его принятия на рынке требуется определенный период адаптации; во-вторых, цена зарядных устройств на основе нитрида галлия более чем вдвое выше, чем у традиционных зарядных устройств, и снижение цен является важной предпосылкой для их продвижения. В 2018 году цена 45-ваттного зарядного устройства на основе нитрида галлия составляла 60 долларов США. К прошлому году 65-ваттное зарядное устройство Xiaomi на основе нитрида галлия достигло 149 юаней (23 доллара США), а даже у сторонних производителей цена достигла 99 юаней. Наша цель — к концу 2022 года цены на зарядные устройства на основе нитрида галлия и кремниевых зарядных устройств сравняются. После того, как цена достигнет разумного диапазона, я считаю, что наступит переломный момент на рынке».

Чжоу Цзи, директор по продажам компании Innosec, настроен более оптимистично. Он считает, что переломный момент на рынке наступит примерно через год. Цена GaN-зарядных устройств приближается к цене кремниевых, и переломный момент обязательно наступит. В прошлом году Innosec запустила в серийное производство первое поколение силовых микросхем на основе нитрида галлия INN650D 02. Ожидается, что второе поколение будет выпущено в первой половине этого года. Его характеристики были дополнительно улучшены. В то же время, использование одной кремниевой пластины позволяет производить больше устройств, снижая затраты и увеличивая производственные мощности. Все это является благоприятными гарантиями для поставок на рынок.

Фото: У Цзюньцзюнь, менеджер по продажам компании Nitrosilicon Technology.

У Цзюньцзюнь, менеджер по продажам компании Nitrogen Silicon Technology, сообщил журналистам, что зарядные устройства на основе нитрида галлия, как ожидается, достигнут переломного момента на рынке через два года. К 2023 году чипы из нитрида галлия будут популярны не только в зарядных устройствах, но и в адаптерах питания, источниках питания для осветительных приборов, источниках питания для телевизоров и т.д.

Зарядные устройства на основе нитрида галлия мощностью 65 Вт стали широко распространены на рынке, причем ключевыми факторами являются стоимость и универсальность.

Согласно данным опроса среди энтузиастов электроники, в 2020 году 10 производителей мобильных телефонов выпустили 18 моделей устройств быстрой зарядки на основе нитрида галлия. OPPO, realme, Xiaomi, Nubia, Samsung, Lenovo и ZTE вышли на рынок быстрой зарядки на основе нитрида галлия. Благодаря усилиям как производителей мобильных телефонов, так и сторонних брендов, на рынке быстрой зарядки на основе нитрида галлия представлено сотни устройств мощностью от 20 до 120 Вт с довольно разнообразными характеристиками. Кроме того, производители ноутбуков также вышли на рынок быстрой зарядки на основе нитрида галлия, особенно с мощными устройствами мощностью 65 Вт и выше. Среди представленных брендов — Lenovo, Asus, Dell и Xiaomi.

Недавно Ли Вэньхуэй, директор по продажам компании Navitas Semiconductor, заявил журналистам: «Со второй половины прошлого года мы начали массово выпускать зарядные устройства на основе нитрида галлия. В среднем, каждый месяц у нас поступает заказ на 2-3 устройства, изготовленных по индивидуальному заказу, и рынок продукции сторонних производителей постепенно растет. Зарядные устройства на основе нитрида галлия мощностью 60-100 Вт постепенно становятся основным сегментом рынка».

Зарядные устройства на основе нитрида галлия мощностью 65 Вт стали наиболее распространенной конфигурацией. Ли Вэньхуэй проанализировал это по двум основным причинам. Во-первых, Xiaomi, OPPO и Huawei последовательно выпустили на рынок зарядные устройства на основе нитрида галлия мощностью 65 Вт, и эта тенденция нашла применение на рынке; во-вторых, стандартная потребляемая мощность адаптеров для ноутбуков составляет 65 Вт, и большинство новых ноутбуков используют порты USB-C. Зарядные устройства на основе нитрида галлия имеют двух- и трехпортовую конструкцию, учитывающую наличие порта USB-A, что позволяет заряжать больше мобильных устройств.

Говоря об изменениях на рынке быстрой зарядки, директор по продажам Innosec Чжоу отметил, что USB PD и Type-C внесут изменения в зарядные устройства. В прошлом году быстрая зарядка Type-C и USB PD стала популярной в ноутбуках. Особенно во второй половине прошлого года производители электроинструментов и мелкой бытовой техники также начали использовать быструю зарядку USB PD. Крупные производители мобильных телефонов и компьютеров начали приближаться к этому стандарту. Кроме того, значительно возросло энергопотребление мобильных телефонов 5G. Емкость аккумуляторов большинства мобильных телефонов обычно превышает 4,000 мАч. Зарядное устройство на основе нитрида галлия мощностью 65 Вт может полностью зарядить устройство за 45 минут и довести заряд до 20-30% за 10 минут, решая проблему беспокойства по поводу зарядки.

Фото: Цзоу Яньбо, менеджер по применению продукции компании Innosec.

Цзоу Яньбо, менеджер по применению продукции компании Innosec, проанализировал ситуацию и отметил, что 65-ваттная конфигурация может стать основной благодаря спросу клиентов и потребителей на экономичные продукты. Хотя характеристики быстрой зарядки на основе нитрида галлия мощностью от 100 до 200 Вт значительно улучшились, увеличение количества необходимых печатных плат приведет к увеличению размеров и слишком высокой цене. В основном она используется для зарядки игровых ноутбуков, и текущий спрос на нее существенно не увеличится.

Согласно обязательным требованиям Государственной электросетевой компании, импульсные источники питания мощностью более 75 Вт должны быть оснащены схемой коррекции коэффициента мощности (PFC) для улучшения коэффициента мощности и характеристик нагрузки. Мощные зарядные устройства на основе нитрида галлия также требуют добавления схем PFC, что значительно увеличивает стоимость комплектующих. Однако потребители на рынке стремятся к экономически выгодным продуктам. Зарядные устройства мощностью 65 Вт подходят для универсальной зарядки мобильных телефонов и ноутбуков. Стоимость зарядного устройства контролируется в разумных пределах, что способствует переходу потребителей от кремниевых зарядных устройств к зарядным устройствам нового поколения на основе нитрида галлия.

Микросхемы из нитрида галлия компании Innosec используются в устройствах быстрой зарядки мощностью 100 Вт с одним портом C, многопортовой быстрой зарядке мощностью 100 Вт, сверхтонкой быстрой зарядке мощностью 65 Вт с одним портом C, блоках питания для светодиодов мощностью 150 Вт, двухканальных лидарах и других типах продукции.

Изображение: Демонстрация быстрой зарядки мощностью 100 Вт с использованием многопортового чипа Innosec.

На онлайн-выставке CES 2021 в этом году зарядное устройство Omega, оснащенное двумя силовыми микросхемами NanoVis GaNFast (NV6127), получило награду за инновации. Это самое маленькое в мире зарядное устройство на основе нитрида галлия мощностью 200 Вт, которое на 66% меньше традиционных зарядных устройств. Что касается совместимости, оно совместимо со всеми основными производителями, такими как Apple, Samsung, Huawei, Qualcomm, OPPO и Vivo.

Рисунок: Мини-зарядное устройство мощностью 200 Вт с использованием наномикрочипа.

Менеджер по продажам компании Nitrogen Silicon Technology У Цзюньцзюнь представил журналистам серию продуктов для быстрой зарядки мощностью 65 Вт, включая мини-зарядку PD мощностью 65 Вт, быструю зарядку на основе нитрида галлия 1A1C мощностью 65 Вт и быструю зарядку на основе нитрида галлия 2C1A мощностью 65 Вт. Среди них мини-зарядки SingleC и 1C1A мощностью 65 Вт являются отечественными версиями, включая микросхемы управления, синхронного выпрямления и протокола, все отечественного производства. Кроме того, в области мощных устройств мощностью 120 Вт компания Nitrogen Silicon после нескольких месяцев исследований успешно решила проблему помех в цепи, характерную для быстрой зарядки на основе нитрида галлия с топологией PFC+LLC, и выпустила решение для быстрой зарядки на основе нитрида галлия мощностью 120 Вт с микросхемой 2C1A.

На сайте Bilibili мы увидели отзыв от одного из пользователей:

Представитель СМИ по прозвищу «Ицзю Уци» рассказал, что на пресс-конференции Xiaomi 11 он не слишком обращал внимание на мобильные телефоны Xiaomi. Вместо этого его глубоко впечатлило зарядное устройство Xiaomi мощностью 65 Вт на основе нитрида галлия. Сразу после окончания пресс-конференции он зашел на официальный сайт, чтобы заказать это зарядное устройство.

Он сказал, что главными недостатками традиционных зарядных устройств являются их большой размер, необходимость в отдельном устройстве и неудобство переноски. У него несколько устройств, и он особенно надеется на возможность заряжать несколько устройств одним зарядным устройством во время деловых поездок. Зарядное устройство Xiaomi мощностью 65 Вт на основе нитрида галлия всего в три раза меньше традиционного кремниевого зарядного устройства. Он протестировал однопортовое зарядное устройство Xiaomi на основе нитрида галлия и в целом остался доволен качеством зарядки. Кроме того, он также протестировал другие двухпортовые зарядные устройства на основе нитрида галлия, представленные на рынке, и обнаружил, что при одновременной зарядке порт USB A отключает ток, а порт Type-C работает нормально. Эти два фактора влияют друг на друга. Также он попробовал использовать зарядное устройство на основе нитрида галлия мощностью 65 Вт для зарядки Apple Macbook Pro, и проблем с просмотром интернета, просмотром видео и редактированием видео не возникло.

Исчезли ли чипы из нитрида галлия в наличии? Формирование экологической цепочки подстегивает рост рынка зарядных устройств.

Уровень проникновения GaN-источников питания на рынок постепенно растет, и различные производители активно внедряют их. Хотя рынок GaN-источников питания все еще относительно невелик по сравнению с 32.8 миллиардами долларов США на рынке кремниевых источников питания, компания Yole прогнозирует, что рынок GaN вырастет на 55% в период с 2021 по 2023 год и достигнет 420 миллионов долларов США в 2023 году. В настоящее время на рынке представлены три ведущих мировых поставщика решений для быстрой зарядки на основе чипов из нитрида галлия: ирландская компания Navitas, американская Power Integrations и китайская Innosec.

В последнем квартале прошлого года начался рост дефицита полупроводниковых чипов. В начале 2021 года дефицит в индустрии чипов, похоже, не показывает признаков ослабления. Дефицит микроконтроллеров, чипов Bluetooth, NOR Flash-чипов для TWS-гарнитур и автомобильных чипов распространяется по всему миру. По мнению экспертов отрасли, недостаточные производственные мощности заводов по выпуску 8-дюймовых чипов сохранятся до конца первого полугодия этого года. Для фундаментального решения проблемы производственных мощностей производителям чипов остается лишь перевести заказы на 8-дюймовые чипы на производство 12-дюймовых чипов. Тайваньский аналитик считает, что глобальная проблема с производственными мощностями для 8-дюймовых чипов не улучшится в первом полугодии этого года. Для производителей чипов, работающих на последующих этапах производства, объем производственных мощностей, которые они смогут получить от заводов по производству кремниевых пластин, будет напрямую влиять на показатели компании.

«Многие заводы по производству полупроводниковых пластин в этом году повысили цены, и их производственные мощности ограничены. Особенно в этом году на рынке в больших количествах появились зарядные устройства на основе нитрида галлия. Как обстоят дела с поставками силовых чипов из нитрида галлия?» — ответил журналистам Ли Вэньхуэй, директор по продажам компании Navitas Semiconductor. — «Чип GaNFast на основе нитрида галлия, выпущенный компанией Navitas, использует выделенные линии. Navitas является крупнейшим заказчиком на производственной линии GaN компании TSMC. У нас всегда было долгосрочное сотрудничество в области поставок, и сроки поставки остаются в том же диапазоне, что и в прошлом году. Xiaomi и OPPO поставляют продукцию в обычном режиме, и потребители могут приобрести зарядные устройства с использованием наноразмерных силовых чипов из нитрида галлия через обычные каналы».

Эксперты отрасли отметили, что продукты для быстрой зарядки на основе нитрида галлия в основном включают два основных компонента: микросхему управления питанием и дискретный силовой компонент. На схеме разборки видно, что зарядное устройство состоит из четырех основных частей: силового компонента на основе нитрида галлия, микросхемы протокола и основного управляющего чипа, микросхемы синхронного выпрямителя, а также схем и конденсаторов. Ли Вэньхуэй, директор по продажам компании Navitas Semiconductor, отметил, что только сотрудничество производителей силовых микросхем на основе нитрида галлия, производителей микросхем протокола, производителей микросхем синхронного выпрямителя и производителей основных контроллеров может способствовать быстрому росту всего рынка зарядных устройств на основе нитрида галлия. Например, зарядное устройство 2A2C мощностью 65 Вт на основе нитрида галлия оснащено 1-2 силовыми микросхемами + основными управляющими чипами (ON Semiconductor/Xinyuan) + четырьмя микросхемами протокола Cypress/Zhirong. Таким образом, скоординированное развитие всей производственной цепочки может обеспечить бесперебойное снабжение и благоприятный цикл рынка зарядных устройств на основе нитрида галлия.

Для обеспечения быстрого развития микросхем на основе нитрида галлия в будущем важным условием является обеспечение производственных мощностей. Чжоу И, директор по продажам компании Innosec, считает, что только внедрение модели IDM, интегрирующей проектирование и производство микросхем и обеспечивающей полный контроль над всей производственной цепочкой, позволит китайским компаниям-производителям микросхем решить реальные проблемы с производственными мощностями.

В 2018 году производственная мощность завода Innosec по выпуску 8-дюймовых кремниевых пластин в Чжухае достигла 4,000 пластин в месяц. Начиная с 2018 года, Innosec планирует построить более крупный завод по производству пластин. 19 сентября 2020 года состоялась церемония переезда оборудования на завод Innosec по производству полупроводников третьего поколения в Сучжоу. Ожидается, что после выхода на полную производственную мощность будет достигнуто производство 65 000 8-дюймовых кремниевых пластин из нитрида галлия в месяц. Линейка продукции компании охватывает полный спектр микросхем из нитрида галлия с напряжением от 30 В до 650 В. Продукция станет основным источником электронных компонентов для самостоятельных инноваций и развития стратегически важных отраслей, таких как мобильная связь 5G, центры обработки данных, электромобили, автономное вождение и быстрая зарядка мобильных телефонов.

Быстрое развитие компании Innosec также привело к открытию цепочки поставок отечественных микросхем и периферийных устройств на основе нитрида галлия. При разборке зарядного устройства Innosec 20W GaN мы обнаружили, что протокольная микросхема произведена компанией Huinengtai, а управляющая — компанией Nanxin Semiconductor. С непрерывным появлением отечественных производителей постепенно сформировалась цепочка поставок нитрида галлия в стране, что позволяет обеспечить крупномасштабные поставки при гарантированном качестве. Чжоу сообщил, что более 40 партнеров Innosec уже наладили массовое производство зарядных устройств на основе нитрида галлия. В ближайшие два года объемы производства низковольтных изделий из нитрида галлия будут постепенно увеличиваться. Помимо зарядных устройств, микросхемы из нитрида галлия также нашли широкое применение в промышленности, центрах обработки данных искусственного интеллекта и в области лидаров.

В настоящее время отечественные GaN-микросхемы в основном ориентированы на низкое энергопотребление, главным образом по двум причинам: с одной стороны, порог в технологическом процессе производства GaN очень высок, и технология еще не очень зрелая; с другой стороны, требуется перепроектирование микросхем управления питанием, и существующие решения не могут быть скопированы. В стране много стартапов, но кто действительно сможет добиться успеха, покажет время. GaN использует гетероэпитаксиальные материалы, что создает большие проблемы в проектировании и производственных процессах. В мире существует очень ограниченное количество зрелых линий массового производства GaN.

Стоимость зарядных устройств на основе нитрида галлия вдвое выше, чем у традиционных зарядных устройств, но она снижается на 20-30% в год. Я считаю, что по мере того, как все больше производителей мобильных телефонов, таких как Apple, Huawei и Xiaomi, анонсируют стандартные зарядные устройства на основе нитрида галлия, рынок откроет новые возможности для развития. Производители, обладающие сильными конструктивными, техническими и производственными мощностями по выпуску нитрида галлия, смогут занять выгодное положение на этом высококонкурентном рынке.

Примечание: Данная статья воспроизведена из интернета и направлена ​​на защиту прав интеллектуальной собственности. При перепечатке, пожалуйста, указывайте первоисточник и автора. В случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления публикации.

Номер телефона компании: +86-0755-83044319
Факс: +86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Менеджер Ли

QQ: 332496225 Менеджер Цю

Адрес: Комната 809, корпус C, технологический корпус Чжаньтао, проспект Миньчжи, 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.