隨著各大手機和筆記本電腦品牌紛紛進入氮化鎵快充市場，氮化鎵功率器件的性能得到進一步驗證，同時也加速了氮化鎵技術在快充市場的普及。

目前，快充源市場上氮化鎵主要以三種形式使用，即GaN單管功率器件、內置驅動器的GaN功率芯片以及內置控制器、驅動器和GaN功率器件的封裝芯片。其中，GaN單管功率器件發展最快。尤其是“十四五”規劃出臺以來，國家加大了對第三代半導體的扶持力度。越來越多的氮化鎵工廠進入了市場。基于不同品牌開發的GaN器件有快充產品也已投入批量生產。

KeepTops氮化鎵功率芯片的市場機會之一是消費類電子產品。手機的充電功率越來越大。適配器和充電器的功率從5瓦、10瓦到65瓦、125瓦的變化時，便攜性就變得越來越差。然而，使用氮化鎵芯片的充電器體積小，充電速度快。

什么是GaN

數據顯示，氮化鎵(GaN)主要是指一種合成的半導體材料。是第三代半導體材料的典型代表，用于開發微電子器件和光電子器件的新材料。氮化鎵有著廣泛的應用。作為支撐“新基礎設施”建設的關鍵核心器件，其下游應用已觸及“新基礎設施”中的5G基站、特高壓、新能源充電樁、城際高鐵等主要領域。此外，氮化鎵的高效功率轉換特性可幫助實現光伏、風電(電能生產)、直流特高壓輸電(電能傳輸)、新能源汽車、工業電源、機車牽引、消費電源(電能使用)等領域。電能的高效轉換有助于實現“碳峰值和碳中和”的目標。

從技術角度來看，氮化鎵的關鍵技術主要包括三大方面：GaN襯底技術、氮化鎵基FET器件技術、MicroLED顯示技術。

數據顯示，目前全球GaN襯底技術專利超過1.3萬項，其中有效專利4800多項，占比35.2%。其中，在審專利占比很小，這說明未來專利有效增長的空間不大。此外，日本和美國擁有更多的專利分布在這兩大市場。

氮化鎵技術下的“芯片荒”。

氮化鎵芯片的設計和批量生產還存在哪些挑戰?在高頻應用系統中，硅從幾赫茲發展到65kHz用了三四十年的時間。這一漫長的過程，使配套的硅芯片生產系統和應用系統進行了改進。氮化鎵作為一種高頻器件，需要提高頻率才能充分發揮其優勢。“如果配套廠家和生產過程跟不上，要解決這個問題需要很長的時間。這也是氮化鎵在高頻下使用時遇到的問題。困難”。

從氮化鎵芯片的工藝成熟度來看，臺積電的良品率超過90%，氮化鎵功率半導體已經是“非常成熟的器件”。降低供應鏈成本、提高產量仍需要一個過程。

提到氮化鎵技術是否受到“芯片短缺”的影響。芯片短缺和芯片價格上漲對整個供應鏈的影響是一樣的。不過，從氮化鎵供應鏈的角度來看，氮化鎵芯片目前占硅芯片市場的0.5%。由于可以在單個芯片上生產更多的氮化鎵管芯，與硅芯片相比，“生產能力可以提高5倍。

此外，半導體原材料的價格都在提高，但“氮化鎵材料并沒有相應調整，成本也沒有太大變化。”KeepTops采用臺積電的6英寸工廠工藝，產能充裕，不占用目前稀缺的8英寸產能。

從迭代速度的角度來看，未來納微米半導體氮化鎵芯片的迭代周期有望從兩年變為9個月，成本可降低約20%—30%。同時，隨著客戶對系統的積極反饋，“們集成了越來越多的電路，使整個外圍電路變得越來越簡單，從而降低了系統成本”。

從手機充電器到電動汽車

KeepTops作為一家領先的氮化鎵(GaN)半導體公司，電動汽車是其下一個重點。

Navitas首席執行官Gene Sheridan在接受CNBC采訪時說：“而不是快速充電手機或平板電腦50瓦，我們將做它在5,000瓦或20,000瓦。電動車快速充電”。通過Navitas的技術，電動汽車可以在消費者家中完成充電，所需時間僅為目前的三分之一。

如果將同樣的新技術應用在電動汽車上，車輛的續航里程可以提高近30%，或者電池體積可以減小30%。兩種方法各有優點。但我們可能至少要等到2025年，才能在新車上看到這種技術。電動汽車的開發通常需要兩到三年的時間。因此，基于GaN技術的電動汽車可能要到2025年以后才能實現。

GaN在電動汽車充電之外的好處

GaN超導體技術將給電動汽車帶來更快的充電以外的好處。一旦電力進入電動汽車的電池，它必須連接到車輪。這就是今天的硅半導體的樣子。當電能從電池傳輸到車輪時，有30%甚至更多的能量在傳輸過程中損失。如果在轉換器中使用GaN超導體，可以使用更小的電池，或者使用同樣大小的電池，進一步提高電動汽車的續航里程。

可以通過GaN技術使電動汽車的內部效率更高。這可能有助于緩解“范圍焦慮”。當然，你會覺得它充電很慢，不會很快充滿油箱。