2020年，當大多數快充電源製造商仍在探索65W氮化鎵快充市場時，Baseus率先推出了業界首款120W氮化鎵+碳化矽快速充電器正是這款產品首次將「碳化矽快速充電」從一個想法變成了現實，為碳化矽在快速充電領域的商業應用打開了大門。

後來，摩瑪士，雷克斯其他製造商也紛紛效仿，推出了各種基於碳化矽的 100 瓦大功率快速充電器，這也讓越來越多的業內人士和消費者對碳化矽有了更深入的了解。

1. 官方公告：碳化矽被列入「十四五」規劃

2021年3月13日，新華網發布了《中華人民共和國國民經濟社會發展「十四五」規劃及2035年遠景目標綱要》。在「積體電路」領域，碳化矽，氮化鎵必須開發寬頻隙半導體。

碳化矽和氮化鎵都是第三代寬帶隙半導體材料。它們能夠入選「十四五」規劃，顯示其重要性已提升至國家層級。我相信，在國家的支持下，國家一定能快速營造出有利於第三代半導體發展的環境，其前景值得期待。

2. 碳化矽在快速充電方面的優勢

碳化矽（SiC）是碳和矽的化合物。目前，碳化矽單晶材料的製備主要採用物理氣相傳輸（PVT）法。在超過2000℃的高溫下，碳粉和矽粉分解成原子，並透過溫度控制沉積在碳化矽籽晶上，形成碳化矽晶體。

作為第三代半導體材料，碳化矽（SiC）比矽（Si）具有更高的介電擊穿強度、更快的飽和電子漂移速度和更高的導熱係數。因此，當用於半導體裝置時，碳化矽元件具有高耐壓、高速開關、低導通電阻和高效率等特性，有助於降低能耗和縮小系統尺寸。

碳化矽可廣泛應用於電動車、逆變器、軌道運輸、太陽能、風能、消費電源等領域。近年來，隨著USB PD快充技術的普及和氮化鎵技術的成熟，大功率快速充電源市場逐漸興起。碳化矽二極體也開始出現在消費電源市場，並已應用於各種百瓦級高功率快充電源，協助快速充電源實現更高的效率和更小的尺寸。

充電頭網路了解到，在高功率快充電源產品中，碳化矽二極體主要用於PFC級升壓整流。；與氮化鎵功率元件搭配使用，PFC 等級的工作頻率可從傳統快充的 100KHz 以下提高到 300KHz，從而減小升壓電感器的體積，實現高功率密度設計，並大幅提高電源效率。

在開關電源中，由於整流後使用了大容量濾波電容，會產生容性負載。當電容充放電時，會在電網中產生大量高次諧波，造成污染和乾擾。因此，人們開始在開關電源中引入功率因數校正（PFC）電路。功率超過75W的開關電源需要增加PFC電路，以提高功率因數並校正負載特性。

功率因數校正（PFC）分為被動式和主動式兩種類型。被動式PFC使用大電感進行串聯補償，其主要缺點是體積大、效率低。近年來，隨著半導體裝置的快速發展，被動式PFC已被主動式PFC完全取代。主動式PFC採用PFC控制器、開關管、電感和二極體組成升壓電路，具有體積小、輸入電壓範圍寬、功率因數補償效果好等優點。

因此，碳化矽在消費電源領域越來越受到關注，逐漸成為高功率快充產品的核心競爭力。

3. 快速充電市場的碳化矽供應商

充電頭網路透過研究了解到，目前市面上有五家碳化矽供應商可用於高功率 USB PD 快速充電源領域，分別是 Alpha Power Solutions、Global Power Tyco Tianrun、Maplesemi、SGKS Sen Guoke 和 PY Pingwei。

以下排名不分先後，僅為方便讀者而依品牌字母順序排列。

阿爾法電源解決方案

阿爾法電源解決方案有限公司（APS）成立於2017年，並於2019年將總部從香港遷至上海。該公司是國內首家成功研發出6吋碳化矽晶圓製造技術的企業，結合自主研發的關鍵碳化矽工藝，專注於高功率碳化矽元件的製造。迄今為止，公司已開發出30餘款產品，並擁有30餘項發明及應用專利。目前，其業界領先的量產碳化矽二極體產品最高電壓可達3300V，最大電流可達50A。

Alpha Power Solutions 是國內首家在矽晶圓代工廠成功試生產 6 吋碳化矽晶圓的公司；國內首家在碳化矽二極體生產中採用減薄技術的公司；國內首家擁有自主專利 JBS 架構（緩衝 JBS）的公司；也是國內首家在產品性能和質量方面與國際工業製造商比肩件的碳化商。

據報導，創能電源推出碳化矽二極體 ACD06PS065G可用於太陽能逆變器、AC/DC轉換器、DC/DC轉換器和不間斷電源等。值得一提的是，該設備也參與了業界首款碳化矽+氮化鎵快速充電技術的研發。使得碳化矽得以在消費電源領域正式商業化。

泰科天潤半導體技術（北京）有限公司是中國碳化矽（SiC）功率元件產業化的倡導者之一。泰科天潤致力於推動中國半導體功率元件製造業的發展，並為全球功率元件使用者提供高品質的半導體功率元件產品和專業服務。

泰科天潤在北京擁有一座完整的半導體製程晶圓廠。並在湖南遼陽市建成了一條6吋碳化矽功率晶片生產線。此技術可實現4/6吋碳化矽晶圓上半導體功率元件的製造流程。作為國內領先的碳化矽研發、生產及平台服務公司，泰科天潤的產品線涵蓋基礎核心技術產品、碳化矽成型產品以及多套產業解決方案。

目前，泰科天潤的碳化矽元件系列產品，包括650V/2A-100A、1200V/2A-50A、1700V/5A-50A、3300V/0.6A-50A等產品，均已投入大量生產。並推出了兩款專用於快速充電PFC電路的碳化矽二極體。產品品質完全可以媲美國際產業先進水準。

泰科天潤正透過與業界同業、科研院所和國內外專家的共同探索與開發，推動SiC功率元件朝向更多更廣泛的應用領域發展。

美普森半導體成立於2014年，是一家集研發、設計、生產、銷售和服務於一體的完整產業鏈企業。作為國家高新技術企業，公司主要從事功率MOS、中低壓MOS、超接MOS、碳化矽MOS、碳化矽二極體等系列產品的研發、生產和銷售。

美普森半導體專注於基於先進平面VDMOS、溝槽MOS、SJMOS、SiC SBD、SiC MOS等製程結構的功率裝置產品的設計、開發、測試和銷售。我們以消費性電子、工業、新能源等領域為目標市場，致力於成為世界級的功率元件公司。

據了解美普森推出PFC電路的碳化矽二極體該產品耐壓650V，耐溫175度，現已進入…摩瑪士以及 雷克斯兩大知名配件品牌的供應鏈因其出色表現而獲得客戶的一致認可。

SGKS森果科

深圳市森國科科技有限公司成立於2013年11月，是一家無晶圓半導體設計公司。公司總部位於深圳市南山區科技生態園區，並在深圳和成都設有研發和營運中心。

自成立以來，森國科已推出視覺ADAS（高級輔助駕駛）、AI行車記錄器和電源系列晶片，廣泛應用於汽車和消費性電子產業。 2018年，公司開始投資研發電機驅動晶片和碳化矽功率元件。 2020年，這些產品開始在市場上嶄露頭角。

森國科為 4G 錄影機、ADAS 和智慧貓眼門鈴等市場提供整體晶片和系統解決方案，為客戶提供一站式服務，並為上下游合作夥伴創造更多機會。

PY平偉

重慶平威實業有限公司是一家集晶片設計、封裝測試、應用及可靠性測試服務於一體的功率半導體IDM產品公司。本公司以功率半導體裝置為產業基礎，已建立起面向智慧終端、工業控制、物聯網、新能源汽車、5G通訊、家電、衛星互聯網、安防電子、綠色照明等市場領域的產品開發、製造和測試平台，並提供高可靠性的中低壓及高壓功率元件、模組等產品和系統解決方案。

平威位於重慶市良平工業園區，專門生產各種半導體裝置，包括整流二極體、快速恢復二極體、TVS二極體、齊納二極體、蕭特基二極體、整流橋、MOSFET、IGBT、同步整流元件、SiC和GaN元件等。公司佔地240,000萬平方米，註冊資本350億元人民幣，總投資超過1.5億元。

公司擁有45條封裝生產線和6條中試生產線，並建有獨立的可控半導體分立元件智慧製造車間。本公司年產銷售各類功率半導體裝置20億顆，是中國最大的功率半導體裝置及電源配對綜合供應商。

PFC整流電路在高功率PD快充的應用平維推出碳化矽二極體 PASC0665GG具有零反向恢復/零正向恢復特性、高效運作、極快的開關速度以及不受溫度影響的開關特性。

4. 碳化矽快充殼

憑藉其獨特的性能，碳化矽已開始作為一種高功率、高密度的快充材料嶄露頭角，並受到眾多快充廠商的青睞。充電頭網路從先前的拆解中了解到，目前有…Baseus 120W 快充，MOMAX 100W 快充，也REMAX 100W 快充它是首家引進碳化矽技術的公司，使產品能夠實現更高的功率密度。

1、Baseus 2C1A 120W GaN充電器

2020年2月25日，Baseus發表了全球首款氮化鎵+碳化矽（GaN+SiC）充電器，並在Kickstarter眾籌平台成功完成專案。此產品功率高達120W，並配備2C1A多埠輸出配置。 Baseus Galio 120W充電器採用的氮化鎵（GaN）和碳化矽（SiC）是目前最先進的電子半導體材料。它們的高頻特性使其在高電壓和大電流傳輸方面具有優勢，這意味著可以實現更高的效率、更低的發熱量和更小的尺寸。

據了解，Baseus Galio 120W 充電器在 PFC 整流電路中使用了 Alpha Power 的碳化矽二極管，產品型號為：ACD06PS065G；它與奈米氮化鎵功率裝置和安森美半導體 PFC 控制器搭配使用，進行主動功率因數校正。

2、MOMAX 100W 2A2C 氮化鎵快速充電器

Momis 100W 2A2C 氮化鎵充電器採用方形扁平設計，配備可折疊插腳。其插腳設計支援其他規格插腳的組裝，使其便攜性強，適用於不同地區。此充電器支援 QC、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0、PD 和 PPS 等多種快充協議，兩種介面均採用盲插設計，使用者無需刻意尋找快充接口，使用便利。介面支援 100W、65W+30W 以及華為 22.5W 快充，相容性強，實用性高。整機輕巧便攜，使用方便。

MOMAX的充電器採用Mepsen MSD06065V1碳化矽二極體、Innosec INN650D2氮化鎵開關管和NXP PFC控制器進行主動功率因數校正。據悉，Mepsen MSD06065V1是一款採用TO252封裝的耐壓650V碳化矽肖特基二極體。

3、REMAX 100W 2A2C 氮化鎵快速充電器

REMAX 100W 2A2C 氮化鎵充電器採用白色霧面外殼，整體外觀簡潔大方。充電器配備 4 個接口，支援 2A2C 輸出，相容於多種常用快充協定。 USB-C 連接埠和 USB-A 連接埠單口最大輸出功率分別為 100W 和 30W，支援多口同時快充，可滿足筆記型電腦、手機、平板電腦、行動電源等裝置的充電需求。

充電頭網路透過拆解發現，這款充電器內建PFC升壓電路，並採用LLC+GaN高效能架構。 PFC升壓部分使用NXP控制器，整流部分選用Mipursen MSD04065G1碳化矽二極體和Innosec INN650D2氮化鎵開關管。 Mipursen MSD04065G1是一款採用TO252封裝的耐壓650V碳化矽肖特基二極體。

充電頭網總結

在傳統的PD快充電源中，尤其是100瓦高功率PD快充，效率一直是電源工程師亟待解決的問題。為了確保產品可靠性，大多數充電器必須犧牲體積，增加大面積散熱片。這也導致產品體積龐大，使用者體驗不佳；直到第三代半導體在消費電源領域正式商用，這種情況才有所緩解。

在100瓦大功率快充產品中，碳化矽和氮化鎵是最佳搭檔。它們共同用於電源前端的PFC升壓和整流。與傳統的矽元件相比，不僅可以提高效率，實現極型輪廓效果，而且其高頻特性還可用於減少升壓電感的體積，從而提高產品的整體功率密度。

隨著高功率設備數量的持續成長，市場對小型化、高功率多埠快充的需求也日益強勁。一方面，這推動了電源架構從傳統的QR快充轉變為更小型化的快充轉變。高性能 PFC+LLC另一方面，這種轉變也加深了快速充電電源對第三代半導體的依賴。碳化矽在消費電源領域具有更廣泛的應用前景。

作為第三代半導體的重要分支，碳化矽先前已被許多廠商投入生產。此次國家將第三代半導體納入「十四五」規劃，對碳化矽的發展而言是個難得的機會。

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