原來這麼好用

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近幾年，隨著手機充電功率越來越高，充電器體積也越來越大。 特別是50W以上的，拿來手裡跟個小充電寶一樣。 不僅攜帶不便，還容易占用其他排插口位置。 ... 很多人擔心，以後100W快充普及，出門都得帶個磚頭般的充電器。 如此一來，快充的價值將大打折扣，還不如拿個充電寶出門。 好在，廠商們找到了一種高功率，且轉換效率高的材料，讓我們免去了這一煩惱。 前些天的小米10系列發布會上，雷軍花了大量的篇幅介紹一種叫氮化鎵（GaN）的充電器。 ... 同樣是65W快充，其體積比普通充電器小了一倍，發熱量還更低。 簡直是出差黨的福音。 - 1 -氮化鎵有多厲害？ 氮化鎵，顧名思義是氮和鎵組成的化合物。 它是繼第一代「矽」、第二代「砷化鎵」後的第三代半導體材料，具有禁帶寬度大、擊穿能力強、熱導率高、耐高溫、抗輻射等優越特性。 反正就是多方位的領先。 ... 傳統的充電器開關管，是用矽和鍺做的，受限於材料特性，開關頻率較低，需要一個很大的變壓器配合。 可換成氮化鎵就不一樣了，單車變轎車，開關頻率得到大幅提升，損耗還更小。 如此一來，充電器就能用上體積更小的變壓器、電容、電感......從而有效縮小充電器體積，降低發熱、提高效率。 ... 小米65W氮化鎵充電器拆解 圖源：充電頭網 像這次小米的65W氮化鎵充電器，尺寸僅有蘋果61W快充頭的三分之一。 長寬和蘋果祖傳的5V1A差不多，完全不影響其他排插口的使用。 ... 充電時發熱也控制得更好，減少了充電器過熱帶來的自燃風險。 此外，在該技術支撐下，手機的快充功率也有望再創新高。 前些天倍思就採用氮化鎵，做出了全球首款120W充電器。 ... 今年是氮化鎵在消費電子領域的爆發之年，前腳小米發布氮化鎵充電器，後腳realme就宣布，將在X50 Pro隨機附贈氮化鎵充電器。 有小道消息稱，華為P40也會標配氮化鎵充電器。 另據cnBeta報導，蘋果今年將發布氮化鎵充電器，支持最高65W快充。 ... 連蘋果都用上了。。。不出意外，下半年旗艦機基本會標配氮化鎵充電器。 - 2 - 氮化鎵充電器為何這麼貴？ 氮化鎵充電器優點非常多，但缺點也很明顯——貴。 目前，國產氮化鎵充電器，價格大都在150-200之間，是同功率普通快充頭的兩倍左右。 ... 等蘋果發布了65W氮化鎵快充頭，價格恐怕要破千。 成也蕭何敗也蕭何，這麼貴的原因，主要是氮化鎵為自然界沒有的物質，完全靠人工合成，還必須是氣體合成。 以目前的技術，合成速度慢不說，反映副產物還多。 這就搞得氮化鎵晶體材料極其難得，2英寸的單晶體賣2萬多人民幣。 你還別嫌貴，這玩意產能不足，有錢都不一定買得到。 ... 即便充電器廠商為了省錢，大都是用製造單晶體時產生的邊角料（外延片）。 可這邊角料也不便宜，8英寸的賣一萬多，是同面積矽片的30多倍。 如此一來，成本自然就上去了。 小米賣149一個，還是因為他家體量大，能攤平成本，此前氮化鎵充電器大都在兩百以上。 好在，氮化鎵產業應用面越來越廣，隨著研發投入的加大，未來成本有望降下來。 - 3 - 氮化鎵在其他領域的應用 其實，氮化鎵並不是一種新的材料，早在1990年，它就常被用在發光二極體中。 目前除了手機領域，它還廣泛應用在光電、射頻等領域，包括5G基站、軍事雷達、低軌衛星、航天航空、新能源汽車...... 幾乎是股市科技板塊360度無死角覆蓋。 ... 拿5G基站來說，相比4G時代，5G對射頻功率、耗能要求提高了一大截。 尤其像美國這種用毫米波的，頻率更高、耗能更大。 在這種情況下，傳統的矽質有點頂不住。 氮化鎵就給力多了，它作為一種寬禁帶半導體，可以承受更高的工作電壓，意味著其功率密度及可工作溫度更高。 ... 同時，能耗比也更低，適用於5G宏基站建設。 相比3G、4G時代，5G時代的射頻器件將會以幾十倍、甚至上百倍的數量增加。 因此，在5G領域，氮化鎵是有多少要多少。 ... 調研機構Yole預測，2024年氮化鎵射頻器件市場規模，有望突破20億美元。 而在國防應用、電動汽車、光伏等功率半導體領域，氮化鎵也起著關鍵性作用。 - 4 - 「繞過專利壁壘」的機會 對於我們來說，氮化鎵不僅僅是一種新的半導體材料，還是一個「繞過專利壁壘」的好機會。 因為種種原因，我們在前兩代半導體材料上，起步都遠遠晚於已開發國家。 尤其是矽，直接導致了咱們的「缺芯之痛」。 在它們建立專利壁壘後，我們每前進一步都有付出數倍甚至數十倍的代價。 ... 可氮化鎵就不一樣了，大家在同一起跑線上競爭，誰怕誰！ 尤其是近些年，國家針對氮化鎵推出了一系列扶持政策： 2013年的「863計劃」，將第三代半導體材料及其應用列為重要內容。 2015年和2016年國家科技重大專項02專項中，明確要求實現以自主可控的氮化鎵基射頻器件，和電路成套技術，推動我國第三代半導體在射頻功率領域的可持續發展。 2017年，北京、江蘇、山東和廣東等地，陸續出臺促進化合物半導體發展的62項相關政策。 ...... ... 目前全球範圍內，氮化鎵專利申請量排名前五的國家及地區，是日本、中國大陸、美國、韓國、臺灣。 其中中國專利量占全球的23%。 拿聞泰科技來說，它家已量產車載氮化鎵，是全球最優質的氮化鎵供應商之一。 三安光電也不差，化合物半導體代工，已完成部分氮化鎵的產線布局。 ... 坐等氮化鎵全面取代現在的矽晶材料。 到那時，我們能吃到的「自研豬肉」，將越來越多；被卡脖子的機率，也會越來越小。

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