GaN是什么东西？解读GaN充电器技术和性能

　　小米2月13日新品发布会上推出明星产品65W GaN充电器，引发市场对GaN的关注。GaN材料具备高功率、高频率、高导热等优势，所做充电芯片实现了输出大功率的同时保持充电器体积可控。目前市面上已有多家厂商布局GaN快充，预计随着用户对便携性的需求提高，2025年全球GaN快充市场规模有望600多亿元，同时加速GaN芯片在其他新兴领域对Si基产品的替代。

　　小米发布性能强悍的65W GaN充电器。

　　2月13号的小米新品发布会上，除小米10、小米WIFI6路由器等一系列电子产品外，小米还推出了一款体积非常小巧的充电器——小米GaN充电器Type-C 65W。该款充电器采用GaN充电芯片，最大充电功率为65W，充满配备4500 mAh电池的小米10Pro仅需45分钟。超大充电功率和优秀的便携性使“GaN快充”一时成为科技界瞩目的焦点。

　　GaN快充亮点：维持高速充电的同时体积控制优秀。

　　充电器内部变压器和电容体积占比较大，同样功率下变压器和电容体积和电源频率成反比。传统Si基芯片受限于频率的提升，很难进一步降低。GaN芯片频率远高于Si，有效降低里内部变压器等原件体积，同时优秀的散热性能也使内部原件排布可以更加精密。最终完美解决了充电速率和便携性的矛盾。

　　小米2月13日新品发布会上推出明星产品65W GaN充电器，引发市场对GaN的关注。GaN材料具备高功率、高频率、高导热等优势，所做充电芯片实现了输出大功率的同时保持充电器体积可控。目前市面上已有多家厂商布局GaN快充，预计随着用户对便携性的需求提高，2025年全球GaN快充市场规模有望600多亿元，同时加速GaN芯片在其他新兴领域对Si基产品的替代。

　　小米发布性能强悍的65W GaN充电器。

　　2月13号的小米新品发布会上，除小米10、小米WIFI6路由器等一系列电子产品外，小米还推出了一款体积非常小巧的充电器——小米GaN充电器Type-C 65W。该款充电器采用GaN充电芯片，最大充电功率为65W，充满配备4500 mAh电池的小米10Pro仅需45分钟。超大充电功率和优秀的便携性使“GaN快充”一时成为科技界瞩目的焦点。

　　GaN快充亮点：维持高速充电的同时体积控制优秀。

　　充电器内部变压器和电容体积占比较大，同样功率下变压器和电容体积和电源频率成反比。传统Si基芯片受限于频率的提升，很难进一步降低。GaN芯片频率远高于Si，有效降低里内部变压器等原件体积，同时优秀的散热性能也使内部原件排布可以更加精密。最终完美解决了充电速率和便携性的矛盾。

　　从性能和成本角度，GaN未来有望成为主流快充技术。

　　对比GaAs和SiC两种主要化合物半导体，我们认为GaAs由于耐压水平不高，不适用于大功率应用。SiC虽然性能理论上可以用作快充，但是由于生产难度极高，目前价格昂贵，限制了大规模的使用。GaN快充芯片主要采用GaN-on-Si技术，随着Si晶圆加工和GaN外延技术的不断进步，成本已经做到比较低。综合性能和成本两个方面，GaN有望在未来成为消费电子领域快充器件的主流选择。

　　预计2020年全球GaN快充市场规模为23亿元，2025年约638亿元。

　　目前市面上已有多家厂商布局GaN快充，小米此次发布新品更是将65W 产品价格拉入150元以下。我们预计随着用户对充电器通用性、便携性的需求提高，未来GaN快充市场规模将快速上升，预计2020年全球GaN充电器市场规模为23亿元，2025年将快速上升至638亿元，5年CAGR高达94％。

　　GaN还可用于5G基站、自动驾驶、军用雷达等众多功率和频率有较高要求的场合，未来市场规模有望快速增长。

　　GaN的功率性能、频率性能以及散热性能优秀，特别适合5G通讯基站、军用雷达、功率电力电子等需要高输出功率和频率的场合。在此拉动下，未来GaN功率器件和频率器件市场规模均高速增长。

　　预计2022年氮化镓衬底材料需求30万片以上，对应市场规模达64亿元。

　　据Yole统计2017年全球氮化镓衬底市场需求约7.4万片，在氮化镓射频和功率器件应用的拉动下，预计2022年全球氮化镓衬底需求上升至32万片，对应的氮化镓衬底的市场规模达到64亿元，2017-2022年CAGR达34％。