4月11日，vivo發布折疊屏旗艦X Fold，標配雙Type-C接口氮化鎵充電器，再次引發消費市場對于氮化鎵的關注。2020年2月，小米發布了65W的氮化鎵充電器，小米商城的預約人數一度超過十萬。如此熱度下，主打既能充手機又能充電腦，且更快更小巧的氮化鎵充電器，為何仍未迎來大范圍的市場普及，它有潛力成為人手一個的主流充電產品嗎？
人均智能終端持有量保證需求
“使用氮化鎵材料，充電器能量密度更高，尺寸更小巧；雙插口滿足移動差旅場景下多個電子設備同時充電，少帶一個充電器；插頭可折疊，形狀更規則，收納攜帶更從容優雅”——vivo提供的X Fold產品說明，對于其氮化鎵充電器作出如上注解。不難看出，小體積、高功率、多充，是氮化鎵充電器的主要賣點。
“相比硅，氮化鎵材料具備更高的頻率特性和功率密度，效率更高、導熱更好、功耗更小。在提升功率密度的同時，基于氮化鎵材料的充電器能把體積和尺寸做得更小，達到硅基充電器的30%~50%。我們看到越來越多的消費設備開始使用氮化鎵快充，從去年3月份開始，市面上能看到更高瓦數的氮化鎵充電產品，氮化鎵充電器在消費市場有著廣闊的應用前景。”第三代半導體產業技術創新戰略聯盟副秘書長耿博向《中國電子報》記者表示。
在小米發布氮化鎵充電器之前，國內已經有充電器廠商布局并發布了相關產品，深圳市倍思科技有限公司就是其中之一。2018-2019年，倍思團隊在做市場分析和用戶交流時發現，隨著筆記本、超級本等終端設備走俏，用戶持有的數碼產品數量有了明顯的提升，而這些產品各自附贈了充電器。由于筆記本電腦類產品的功率比手機大，其充電器比手機充電器更大，也就更不便于攜帶。
“多個終端設備加上各自標配的充電器，無論攜帶還是放在家中，都會為用戶帶來不便。作為充電器供應商，我們希望能減少用戶負擔，帶來更好的使用體驗。”深圳市倍思科技有限公司副總經理陳龍扣向《中國電子報》表示。
倍思團隊首先想到的是用一款多口充電器解決手機、筆記本電腦等多種設備的充電需求。但這樣一款充電器勢必要實現比筆記本、手機標配充電器更高的功率，如果基于硅基材料，體積會做得很大，即便能同時給多個設備供電，也違背了團隊希望充電器更加便攜的初衷。
那么，能否通過新的材料控制充電器的體積呢？通過調研，氮化鎵進入了倍思團隊的視野。在對氮化鎵源頭、發展情況、未來趨勢進行了研判分析，并與氮化鎵原廠進行接觸后，倍思團隊決定將氮化鎵技術用于產品研發。2019年，倍思推出了65W的三口氮化鎵充電器，至今保持著一年一迭代的發布節奏。
除了多設備趨勢，5G手機的高耗電量，也有望推動氮化鎵充電器的普及發展。
“5G手機耗電量成倍增大，充電功率的提高對高頻氮化鎵元件有著強烈的需求，相信越來越多的手機廠商會將氮化鎵技術應用至標配充電器。” TrendForce集邦咨詢分析師龔瑞驕向《中國電子報》指出。
從上游材料到消費心理均待突圍
近年來，氮化鎵充電器保持著小步快跑的增長態勢。那么，氮化鎵充電器為什么還沒有實現廣泛的市場普及？
在采訪中，記者發現，氮化鎵的市場普及，是一個包含成本、技術、競爭格局、消費心理等維度的綜合課題。
在大部分消費者的認知里，充電器是一款不需要單獨購買的配件，導致消費者對于充電器的重視程度有限。加上氮化鎵充電器的成本普遍高于硅基充電器，這就讓手機廠商很難將其作為手機——尤其是中低端手機的標配充電器。
“手機是一個高度競爭的行業，OEM廠商對于成本的控制非常嚴格。要把氮化鎵充電器作為手機標配的隨贈充電器，短期內仍有難度。”耿博說。
不過，手機充電器的供應方式也正在發生變化。蘋果從iPhone 12開始不再標配充電器。之后，小米也在發布小米11時準備了不含充電器和數據線的標準版，和附贈55W氮化鎵充電器的套裝版，兩款同價，將是否需要充電器的選擇權交給用戶。
陳龍扣指出，手機廠商對于是否標配充電器有了更加多樣化的策略，這會令消費者更多地留意自己是否需要那么多的充電器，是否需要一款能給多個設備充電的充電器，而后者將為氮化鎵充電器帶來市場機遇。
對于許多消費者來說，接觸到氮化鎵充電器的契機是手機廠商的推廣。但是，手機廠商利用品牌效應帶火氮化鎵充電器的同時，也讓氮化鎵充電器更早地進入到價格競爭階段，限制了廠商用于提升用戶認知的投入。
“在手機廠商等‘大買家’的帶動下，氮化鎵充電器這一新生產品，提前進入了價格的充分競爭階段。導致相關廠商沒有足夠的精力或預算去進行產品推廣，而是將更多的注意力放在賣貨PK上，從而降低了氮化鎵產品的用戶認知程度與市場接受速度。”陳龍扣表示。
從可靠性和產業成熟度來看，氮化鎵器件缺乏統一的行業標準，很多廠商還在按照硅的標準來做可靠性把控。
對此，耿博為記者進行了梳理：從氮化鎵的主要產業鏈環節來看，在襯底長外延材料選擇上，廠商有硅、藍寶石等不同選擇；在技術路線上，面向終端設備的廠商一般會采用增強型器件或級聯型器件，兩者的技術路線和方案又有差異。在封裝層面，有的廠商將氮化鎵器件集成在一個硅片上，有的采用合封方案。這也導致了氮化鎵充電器在使用標準和上下游磨合方面缺乏一致性。
陳龍扣也表示，氮化鎵還處在產品技術持續優化沉淀的過程中，在溫控水平、成本控制等方面有待進一步提升。
“到底先有市場接受程度的提升產生的海量訂單，繼而促使半導體器件及材料的成本下降，還是先把半導體的成本控制下來，再去做市場推廣——作為新產品，氮化鎵的產業上下游之間正處于一種動態發展的狀態，有待氮化鎵供應鏈企業和品牌方充分合作，理順供應與市場的關系。”陳龍扣說。
供應鏈和品牌方需兩頭發力
對于消費市場來說，氮化鎵充電器仍是新興產品。無論是供應商還是品牌方，都需要圍繞氮化鎵充電產品的新特質，在布局思維和發展策略上進行調整。
在供應鏈層面，工程師對于氮化鎵器件的設計和調試，還有一個經驗積累的過程。如何平衡工藝、成本、可靠性的關系，需要供應鏈企業進一步的探索和考量。
“氮化鎵帶來了充電效率和能量密度的改變，器件設計的拓撲結構也要一起變，控制IC、PCB走線，如何降低電磁干擾、紋波干擾等，都需要調整。產業鏈企業要通盤考慮系統可靠性、可制造性、成本的關系，找到平衡點。”耿博說，“當氮化鎵的制造工藝和設計趨于成熟，質量和良率趨于穩定，它的成本會更容易被市場接受。”
“從現階段來看，氮化鎵仍需要提升供應鏈成熟度和建立產能，不斷降低成本并優化方案設計，才能進一步擴大市場份額。”龔瑞驕告訴記者。
對于氮化鎵技術和制造工藝的改進，要底層技術和周邊技術的布局。陳龍扣指出，電腦和手機一直在強調計算架構的創新，如何將這種創新與新材料氮化鎵結合起來，讓氮化鎵走得更遠，需要產業鏈不斷的研究創新。
“以手機為例，其核心技術指標在不斷提升，比如內存越來越大、CPU核心數越來越多，同時SoC集成度等周邊技術也在持續改進。氮化鎵也要持續布局核心技術和周邊技術，這是一個多維度的事情。” 陳龍扣表示，“接下來，我們會不斷改善、開發周邊技術，與氮化鎵結合起來，疊加產生更強的性能提升。同時，探索氮化鎵在不同領域的應用，從充電器向車充、儲能、充電寶等產品拓展。”
在供應鏈不斷進行技術優化和產品打磨的同時，直接觸達用戶的品牌方，也要在提升氮化鎵產品認知方面發揮作用，打造用戶反饋與產品提升之間的良性閉環。
“氮化鎵在消費市場的發展，需要品牌方和產業鏈兩頭發力。一方面，讓更多的有技術沉淀和信心的品牌在氮化鎵上持續投入，做出更多類型的氮化鎵產品并做好推廣。另一方面，產業鏈各環節企業要不斷地提升良率、降低成本，把產品價格控制下來、性能提升上去。當氮化鎵產品能夠滿足用戶的需求，且充分被用戶接觸和認知，市場的爆發點才會到來。”陳龍扣說。
來源：中國電子報
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