據(jù)TechInsights介紹，在過去幾年時間里，他們一直在跟蹤 USB 充電器中的 GaN。最初，他們只是在第三方售后市場供應(yīng)商的產(chǎn)品中看到了 GaN的采用，例如 Aukey、RavPower 和 Hyper Juice就是當(dāng)中的領(lǐng)先者，他們提供的產(chǎn)品的功率范圍為 24 - 100 W。

　　但從去年開始，TechInsights觀察到許多一級供應(yīng)商開始在其手機中提供 GaN充電器，戴爾、LG 和聯(lián)想等筆記本電腦供應(yīng)商也轉(zhuǎn)向了這個技術(shù)。

　　近日，我們終于看到 Apple 轉(zhuǎn)而使用氮化鎵 （GaN） 作為其一款充電產(chǎn)品中的功率晶體管。據(jù)了解，這是一款適用于新款 16 英寸 MacBook Pro 的 140 W 充電器。與過去的許多創(chuàng)新一樣，Apple 也許不是第一個使用者，但當(dāng)他們確實采用一項技術(shù)時，人們就會關(guān)注到這個技術(shù)。

　　在TechInsights對 Apple 140 W GaN 充電器的初步分析中，他們發(fā)現(xiàn)了兩種 GaN Systems HEMT 產(chǎn)品 - GS-065-011-1L，如圖 1 中以紅色突出顯示。

　　TechInsights表示，對于 GaN Systems 來說，這顯然是一個了不起的design win，因為這是一款已經(jīng)在市場上獲得巨大吸引力的產(chǎn)品。TechInsights進一步指出，公司還在產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)了 ST Microlectronics 的“MasterGaN ”。

　　為什么蘋果決定現(xiàn)在采取了行動，為什么要推出這款產(chǎn)品？

　　針對上述問題，TechInsights回應(yīng)道，人們普遍認(rèn)為，在 60 W 左右的功率水平下，可以真正看到 GaN 的好處，并且它開始比傳統(tǒng)的硅產(chǎn)品具有明顯的優(yōu)勢。這不是一個嚴(yán)格的規(guī)則，我們已經(jīng)在高達 100 W 的充電器中看到 Si（假設(shè) Apple 的 96 W 充電器仍然使用 Si）我們也看到 GaN 存在于低至 24 W 的充電器中。與那里的所有電力電子設(shè)備一樣是成本與效率、尺寸和重量的權(quán)衡。

　　由于 Apple 新產(chǎn)品的功率比之前最高的 96 W 充電器增加了 50% 以上，這就讓使用GaN成為了必要性。看看 Apple 如何進一步將 GaN 集成到他們的產(chǎn)品中，以及其他市場的反應(yīng)如何，將會很有趣。

　　盡管在使用 GaN 方面并非率先推向市場，但 Apple 是最早使用新 USB 供電 3.1 標(biāo)準(zhǔn) （USB PD 3.1） 的公司之一。這是什么，又為什么重要呢？

　　USB 1.0 是最初的標(biāo)準(zhǔn)，它允許在特定電壓/電流下通過 USB 電纜傳輸高達 100 W 的功率，從而實現(xiàn)功率分布；

　　USB 2.0 需要 USB-C 連接器。它允許多種電壓和電流，提供從 0.5 W 到 100 W 的連續(xù)支持功率分布；

　　USB 3.0 利用了先進的 USB-C 功能，例如角色交換，其中電源可以在任一方向傳輸，例如從手機/筆記本電腦傳輸?shù)绞謾C/筆記本電腦，而無需更改電纜/端口；

　　USB 3.1 允許更高的電壓（28 V、36 V 和 48 V），提供 240 W 的最大功率。

　　USB PD 3.1 的使用允許此充電器中存在大功率。

　　在蘋果入局以后，我們可以看到GaN的未來會有更好的預(yù)期。

　　根據(jù)市場分析公司Yole Developpement預(yù)測，GaN功率器件市場將從2020年的4600萬美元成長至2026年的11億美元，平均年復(fù)合成長率達70%。其中，在2020年，由于GaN器件滲透到智能型手機快速充電器應(yīng)用中，使得GaN功率市場成長了一倍。

　　Yole Developpement指出，Oppo在2019年底其Reno Ace旗艦型號的65W快速充電器中采用GaN之后，2020年小米、聯(lián)想、三星、Realme、戴爾和LG等多家公司（以及其他針對售后市場的中國公司）也都采用了GaN技術(shù)。到目前為止，至少有10家智能型手機廠商已推出超過18款帶有GaN充電器的手機。

　　因此，Yole預(yù)計未來幾年消費性電子產(chǎn)品的電源，將成為GaN器件的市場驅(qū)動力。根據(jù)其預(yù)估，這一市場區(qū)隔將從2020年的將近2900萬美元成長到2026年的約6.72億美元（約占GaN功率市場比例達61%），年復(fù)合成長率為69%。

　　盡管GaN在消費性電子市場已經(jīng)崛起，但是隨著規(guī)模經(jīng)濟效益和價格下跌，將讓電信、數(shù)據(jù)通訊、汽車與行動市場受益。Yole預(yù)計，從2023年至2024年，GaN器件的滲透率將有所成長。

　　在電信和數(shù)據(jù)通訊市場中，由于對能源消耗的規(guī)定要求達到更高效率，更小電源，因此數(shù)據(jù)中心和電信營運商已經(jīng)對GaN器件產(chǎn)生了興趣。目前Eltek、臺達電和Bel Power都正在小量生產(chǎn)以GaN為基礎(chǔ)的電源，Yole預(yù)計GaN在電信與數(shù)據(jù)通訊市場的滲透率將進一步提高。預(yù)計將從2020年的910萬美元成長至2026年的2.23多億美元，年復(fù)合成長率達71%。

　　至于在汽車市場，由于電動車的快速成長，以及對通過系統(tǒng)效率優(yōu)化來增加行駛距離的帶動下，GaN功率器件更變得該領(lǐng)域積極開發(fā)的領(lǐng)域。從長遠來看，如果GaN能以較低的價格進入，且能夠證明其可靠性和高電流能力，未來將可以打入更具挑戰(zhàn)性的EV / HEV（混合動力汽車）電源轉(zhuǎn)換器市場，這一趨勢可能為其創(chuàng)造出更顯著的價值。

　　EPC、Transphorm、GaN Systems、德儀和Nexperia等均通過AEC認(rèn)證。尤其是，Nexperia和VisIC正在研究xEV電源轉(zhuǎn)換器的GaN解決方案，以與SiC正面競爭。此外，意法半導(dǎo)體也將GaN用于電動車，并與臺積電合作，甚至收購Exagan多數(shù)股權(quán)，讓其強化了GaN產(chǎn)品的實力。

　　從2022年開始，預(yù)計GaN以小量滲透到車載充電器（OBC）和DC / DC轉(zhuǎn)換器等應(yīng)用中。因此，Yole預(yù)計，到2026年，汽車和行動市場價值將超過1.55億美元，年復(fù)合成長率達185%。