对快充市场而言利好消息不断：1月27日，苹果公司发布2021财年第一季度财报，受iPhone 12强劲需求的推动，iPhone第一季度营收同比增长17%，创下65.6亿美元的历史新高；iPad第一季度营收飙升40%；Mac营收也刷新了此前12月份的纪录。苹果今年上半年已向供应链下单超过9000万部手机。苹果分析师郭明錤向媒体透露，苹果今年发布新款iPhone和MacBook时，可能会推出2-3款氮化镓充电器，这将直接成为氮化镓产业链腾飞的驱动力。

IDC预测，2021年5G智能手机市场将迎来巨大的增长机遇，市场规模将从2020年的约2亿部翻一番，达到5亿部。小米、vivo和华为已相继推出适用于5G旗舰手机的氮化镓充电器。今年，尽管新冠疫情尚未完全得到控制，但居家学习和在线办公刺激了笔记本电脑市场的增长，对能够满足更快、更高效、更轻便的笔记本电脑充电需求的氮化镓充电器的需求开始激增。

今年，氮化镓充电器市场是否迎来了发展拐点？20W、65W、100W的氮化镓充电器相继上市，哪些功率产品将成为市场主流？氮化镓芯片厂商如何助力终端厂商推出快充产品？氮化镓快充生态链的发展现状如何？基于最新的消费者体验，记者采访了Nanos Semiconductor销售总监李文辉、Innosec市场总监周伟、产品应用经理邹彦博以及Nitrosilicon Technology销售经理吴鑫，他们带来了对最新市场趋势和技术解决方案的独到见解。

氮化镓充电器市场何时会迎来拐点？

2018年，纳米维半导体首次将氮化镓（GaN）快速充电技术推向市场。2020年，业内同行意识到移动设备市场的巨大潜力，超过100款GaN快速充电器已实现量产并投放市场。GaN技术也已进入电动汽车、5G、数据中心和太阳能等高功率市场。

今年1月26日，纳维达半导体正式宣布其芯片出货量创下新纪录。该公司已成功向市场交付超过1300万颗氮化镓（GaN）功率IC，实现了零产品故障率，这反映出全球移动消费电子市场正在加速采用氮化镓芯片，以实现移动设备及相关设备的快速充电。

中国珠海的英诺赛克（Innosec）是全球三大硅基氮化镓功率芯片供应商之一。去年，该公司氮化镓芯片出货量达4万颗。英诺赛克销售总监周伟在接受电子爱好者采访时表示，预计今年公司氮化镓芯片出货量将增长10倍。他甚至乐观地估计，去年全球氮化镓芯片出货量接近15万颗，而今年预计将超过100亿颗。

随着消费者对生活品质的要求越来越高，充电器市场面临着一系列挑战。例如，消费者希望充电器功率更大、充电速度更快；但同时，他们也希望充电器小巧精致，价格又不能过高。这给制造商和设计人员带来了诸多难题，例如效率、温度、电磁干扰、输出接口协议兼容性等。

作为第三代半导体的核心材料之一，氮化镓（GaN）具有三大特点：高开关频率、宽带隙和低导通电阻。它的运行速度比传统的硅（Si）技术快百倍，应用于尖端快充产品时，其性能远超现有产品，且在相同尺寸下输出功率可提升三倍。

图片：李文辉，Navitas Semiconductor销售总监

目前氮化镓充电器在市场推广方面面临两大难题。纳维达半导体销售总监李文辉表示：首先，氮化镓快充是一种新型充电器，市场接受度需要一定的培育期；其次，氮化镓充电器的价格是传统充电器的两倍以上，降价是推广氮化镓充电器的重要前提。2018年，45W氮化镓充电器的价格为60美元。到去年，小米的65W氮化镓充电器价格已降至149元（约合23美元），甚至一些第三方品牌也达到了99元。我们的目标是到2022年底，氮化镓充电器和硅基充电器的价格能够趋于一致。我相信，价格达到合理区间后，市场转机就会到来。

英诺赛克销售总监周骥则更为乐观。他认为市场转折点将在一年左右到来。氮化镓充电器的价格将接近硅充电器，转折点即将到来。英诺赛克去年已量产第一代氮化镓功率IC产品INN650D 02，第二代产品预计将于今年上半年上市，其性能将得到进一步提升。同时，单片晶圆可制造更多器件，从而降低成本并提高产能。这些都是有利于市场出货的因素。

图片：Nitrosilicon Technology销售经理吴俊俊

氮硅科技销售经理吴俊俊告诉记者，氮化镓充电器预计将在两年内迎来市场拐点。到2023年，氮化镓芯片不仅会在充电器中广泛应用，还会应用于电源适配器、照明电源、电视电源等领域。

65W氮化镓充电器已成为市场主流，其成本和多功能性是两个关​​键因素。

根据电子爱好者调查数据，2020年已有10家手机厂商推出了18款氮化镓快充机型。OPPO、realme、小米、努比亚、三星、联想和中兴等品牌均已进军氮化镓快充市场。在手机品牌和第三方品牌的推动下，氮化镓快充市场涌现出数百款功率在20W至120W之间、风格多样的产品。此外，笔记本电脑厂商也纷纷进军氮化镓快充市场，尤其是65W及以上的高功率产品。联想、华硕、戴尔和小米等品牌均有代表作。

近日，纳维达半导体销售总监李文辉告诉记者：“从去年下半年开始，氮化镓充电器开始批量上市。我们基本每个月都能接到2-3个定制充电器产品的订单，以第三方品牌为代表的后端市场也在逐步扩大。60W-100W规格的氮化镓充电器已逐渐成为市场主流。”

65W已成为氮化镓充电器的主流配置。李文辉分析认为，这主要受两方面因素驱动。首先，小米、OPPO和华为相继推出65W氮化镓充电器，这波浪潮具有市场应用价值；其次，笔记本电脑适配器的普遍功率需求为65W，且大多数新款笔记本电脑都采用USB-C接口。氮化镓充电器采用双口或三口设计，同时保留USB-A接口，可以为更多移动终端提供充电支持。

谈及快充市场的变化，Innosec销售总监周先生指出，USB PD和Type-C将给充电器带来变革。去年，Type-C和USB PD快充在笔记本电脑领域迅速普及。尤其在去年下半年，电动工具和小家电厂商也开始采用USB PD快充。主流手机厂商和电脑厂商也开始逐步向这一标准靠拢。此外，5G手机的功耗显著增加，主流手机的电池容量普遍超过4,000mAh。65W氮化镓充电器可在45分钟内充满电，10分钟即可充至20%-30%，有效缓解用户的充电焦虑。

图片：Innosec产品应用经理邹彦波

英诺赛克产品应用经理邹彦博分析认为，65W配置之所以能成为主流，主要是因为客户和消费者对高性价比产品的需求。虽然100W至200W氮化镓快充的性能已经大幅提升，但所需电路板数量的增加会导致体积增大，价格也过高。目前这类产品主要用于游戏笔记本电脑充电，需求增长空间有限。

根据国家电网的强制性要求，功率超过75W的开关电源必须加装功率因数校正（PFC）电路，以提高功率因数并改善负载特性。大功率氮化镓充电器必须加装PFC电路，这将显著增加物料清单（BOM）成本。然而，市场上的消费者追求的是性价比高的产品。65W的功率足以满足手机和笔记本电脑的通用充电需求，且充电器成本控制在合理范围内，有利于消费者从硅基充电器过渡到新一代氮化镓充电器。

Innosec 的氮化镓芯片已被用于 100W 单 C 快充、100W 多口快充、65W 单 C 超薄快充、150W LED 电源、双通道激光雷达等产品中。

图片：采用Innosec芯片的100W多端口快充演示

在今年的CES 2021线上展会上，搭载两颗NanoVis GaNFast功率芯片（NV6127）的Omega充电器荣获创新奖。它是目前全球最小的200W氮化镓充电器，比传统充电器体积缩小高达66%。在兼容性方面，它兼容苹果、三星、华为、高通、OPPO和vivo等所有主流厂商的手机。

图：采用纳米微型功率芯片的200W迷你充电器

氮硅科技销售经理吴俊俊向记者介绍了公司65W快充产品应用系列，包括65W mini PD快充、65W 1A1C氮化镓快充和65W 2C1A氮化镓快充。其中，65W mini单C和1C1A版本均为国产版本，包括控制IC、同步整流IC和协议IC等均为国产芯片。此外，在高功率120W领域，经过数月的应用研究，氮硅科技成功解决了业界PFC+LLC拓扑氮化镓快充的电路干扰问题，并推出了120W 2C1A氮化镓快充解决方案。

我们在哔哩哔哩上看到了一位消费者的反馈：

一位网名为“一九五奇”的媒体人透露，在小米11发布会上，他并没有过多关注小米手机本身，而是被小米的65W氮化镓充电器深深吸引。发布会结束后，他立刻前往小米官网下单购买了这款氮化镓充电器。

他表示，传统充电器的痛点在于体积大、专用且携带不便。他拥有多台终端设备，尤其希望出差时能用一个充电器同时为多台设备充电。小米的65W氮化镓充电器体积仅为传统硅基充电器的三分之一。他测试了小米的单口氮化镓充电器，对充电性能总体满意。此外，他还测试了市面上其他双口氮化镓充电器，发现同时充电时，USB-A接口会断电，而Type-C接口可以正常使用，两者会相互影响。另外，他还尝试用这款65W氮化镓充电器给苹果MacBook Pro充电，上网、看视频、剪辑视频等操作均无问题。

氮化镓芯片缺货了吗？生态链的形成提振了充电器市场的发展势头。

氮化镓（GaN）电源市场渗透率正逐步提高，各厂商都在积极部署。尽管与规模达32.8亿美元的硅电源市场相比，GaN电源市场仍相对较小，但Yole预测，2021年至2023年GaN市场将增长55%，到2023年GaN电源市场规模将达到420亿美元。目前，全球三大基于氮化镓芯片的快速充电解决方案供应商分别是爱尔兰的Navitas、美国的Power Integrations和中国的Innosec。

去年第四季度，半导体芯片短缺问题开始加剧。进入2021年，芯片行业的短缺似乎没有缓解的迹象。MCU、蓝牙芯片、TWS耳机NOR闪存芯片以及汽车芯片的短缺问题正在全球范围内蔓延。据业内人士透露，8英寸晶圆厂产能不足的情况将持续到今年上半年末。要从根本上解决产能问题，芯片厂商只能将8英寸晶圆代工订单转移到12英寸晶圆生产。一位台湾分析师认为，全球8英寸晶圆产能问题在今年上半年不会有所改善。对于下游芯片厂商而言，他们能从晶圆厂获得多少产能将直接影响公司的业绩。

“今年很多晶圆厂都提高了价格，产能也比较紧张。尤其是今年氮化镓充电器大量涌入市场，氮化镓功率芯片的供应情况如何？”纳维达半导体销售总监李文辉回应记者说：“纳维达推出的GaNFast氮化镓芯片采用专用生产线。纳维达是台积电氮化镓生产线上最大的客户，我们一直保持着长期的供货合作，交货时间与去年基本持平。小米和OPPO的供货都很正常，消费者可以通过正规渠道购买到采用纳米级氮化镓功率芯片的充电器。”

业内专家指出，氮化镓快充产品主要包含两大核心组件：电源管理IC芯片和功率分立器件。从拆解图中可以看出，充电器由四大部分组成：氮化镓功率器件、协议芯片、主控芯片、同步整流芯片以及电路和电容。纳维达半导体销售总监李文辉指出，只有氮化镓功率芯片、协议芯片、同步整流芯片和主控芯片厂商通力合作，才能推动整个氮化镓充电器市场的快速发展。例如，一款2A2C 65W氮化镓充电器就配备了1-2颗功率IC芯片+主控芯片（安森美半导体/鑫源）+4颗赛普拉斯/智荣协议芯片。因此，整个产业链的协同发展才能保障氮化镓充电器市场的供需平衡和良性循环。

未来要实现氮化镓芯片的快速发展，保障产能是重要前提。英诺赛克销售总监周毅认为，只有采用IDM模式，整合芯片设计与制造，实现全产业链管控，中国芯片企业才能真正解决产能问题。

2018年，英诺赛克珠海8英寸晶圆厂的月产能达到4,000片。自2018年起，英诺赛克便计划建设一座更大规模的晶圆厂。2020年9月19日，英诺赛克位于苏州的第三代半导体基地举行了设备搬迁仪式。该基地全面投产后，预计月产能可达6.5万片8英寸硅基氮化镓晶圆。公司产品线涵盖30V至650V的全系列氮化镓芯片，将为5G移动通信、数据中心、新能源汽车、自动驾驶、手机快充等战略性新兴产业的自主创新和发展提供核心电子元器件。

Innosec的快速发展也带动了国内氮化镓芯片及周边芯片产业链的开放。在拆解一台Innosec 20W氮化镓充电器时，我们发现协议芯片来自汇能泰，控制芯片来自南鑫半导体。随着国内厂商的不断加入，国内氮化镓产业链逐渐形成，能够在保证质量的前提下实现大规模供应。周先生透露，Innosec已有超过40家合作伙伴实现了氮化镓充电器的量产。未来两年，低压氮化镓产品的产量将逐步提升。除了充电器之外，氮化镓芯片产品在工业、人工智能数据中心和激光雷达等领域的应用也日益广泛。

目前，国内GaN器件主要集中在低功率领域，主要原因有二：一是GaN制造工艺门槛高，技术尚不成熟；二是电源管理IC也需要重新设计，以往的方案无法直接复制。国内有不少初创公司涉足这一领域，但究竟谁能真正取得突破，还有待市场观察。GaN采用异质外延材料，对设计和制造工艺提出了极高的挑战。目前全球成熟的量产GaN生产线非常有限。

氮化镓充电器的成本是传统充电器的两倍，但正以每年20%-30%的速度下降。我相信，随着苹果、华为、小米等更多手机厂商宣布采用标准氮化镓充电器，市场将迎来新的发展机遇。拥有设计实力、技术实力和氮化镓产能的厂商将能够在竞争激烈的市场中占据有利地位。

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