关于氮化镓这个“必需品”GaN

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周末大家忙着研究金毛弹劾跟区块链股票下周如何爆炸,家电是否会因为格力事件爆炸的时候,朋友偶然的一个词让我提起了兴趣,就是氮化镓,这个黑科技充电产品在JD被撸下架了?wow这到底手怎么样的一个东西,资深剁手党我立马各种网站搜了一下JD的实际销量可以看到大概有300多个品种,但是根据专业内推大概就三个品牌为主,倍思 Anker 睿能宝。

说真的张大妈上关于产品的介绍真的把我这个颜值党俘获了,还有下面这段特别有cx性的话,其实我一直坚信最好的投资思路就是从你的生活中寻找机会,跟我们生活息息相关的东西永远都比那些听起来高大上的技术更容易让韭菜有信仰,茅台 恒顺 海天 猪这些其实大部分都跟我们生活相关性最紧密,即使是5G也是如此。

然后我分别对这个市场做了一个基本的调查,JD上最好的销量大概是4400左右,淘宝上最高的大概也是4000左右,可以看出这个产品市场渗透率不高的产品,算是刚进入没多久,产品售价在双11满减后150左右,平时价格在200左右算是比较昂贵了,对于一个充电器来说。那么我们看看30W的快充头的价格跟销量,搜索了一下淘宝销售最高的均价大概在15-30左右(也就是价差大概有7倍左右???嗯呢呢制约销量的原因之一)然后就是销量最高的销量大概在7w左右一个是7000都不到相差10倍,但是7W肯定不是整个市场但是4000基本已经差不多是整个市场的70%左右了其他零碎加在一起估计也就6000左右,主流电商平台的销量基本就是全部出货量了。不过这样才会爆量,说明市场空间很大!!!!

那么开始言归正传,这个Gan到底是啥?GaN就是氮化镓,它属于功率器件,小到充电器里头的MOSFET,大到高铁里头的IGBT,都是这一类型的玩意儿。整体来说,全球产值不算特别大,但也不算小,因为这玩意儿是核心芯片,在不少装备里头地位特别关键,OPPO用它来代替传统硅基MOSFET。近两年来,快冲一直是行业的热点。截至目前,华为、OPPO、vivo、小米等都在积极布局智能手机快充技术,行业已经宣布100W快充将会量产。事实上,截至目前,虽然100W快充还未正式面试,但65W快充已经在OPPO前不久发布的Reno Ace正式量产!,Power Integrations(PI)就推出了一款新的基于氮化镓(GaN)技术的芯片InnoSwitch3系列。采用了PowiGaN技术的InnoSwitch3恒压/恒流离线式反激式开关电源IC在各种负载条件下均可提供高达95%的高效性能(数据来至:手机报在线)


4G时代手机端PA的工艺以CMOS和GaAs为主、SOI和SiGe为辅,5G时代更高的功率、频率及效率要求,对PA的性能也提出新的要求,GaAs材料的电子迁移率是Si的6倍,具有直接带隙,故其器件相对Si器件具有高频、高速的性能,在5G智能手机PA中将大量使用。我国预计2019年Q4推出5G商用服务,由于在5G时代单部手机中PA的数量和单价都比4G时代有大幅的提升,据集邦咨询顾问预测,随着5G智慧型手机渗透率逐渐提升,将带动中国手机GaAs PA市场从2019年的18.76亿美元增长到2023年的57.27亿美元,年复合增长率达到19.17%。GaN材料与Si/SiC相比有独特优势。GaN与SiC同属于第三代宽禁带半导体材料,相较于已经发展十多年的SiC,GaN功率器件是后进者,它拥有类似SiC性能优势的宽禁带材料,但拥有更大的成本控制潜力。与传统Si材料相比,基于GaN材料制备的功率器件拥有更高的功率密度输出,以及更高的能量转换效率,并可以使系统小型化、轻量化,有效降低电力电子装置的体积和重量,从而极大降低系统制作及生产成本。GaN是极稳定的化合物,又是坚硬的高熔点材料,熔点约为1700°C,GaN具有高的电离度,在III—V族化合物中是最高的(0.5或0.43)。

看到这几个数据基本我大概翻译下就是充电黑科技9月已经开始正式上线但是还没普及(ennn现在才11月开始期待我预定的到手到底是啥体验~)。目前GaN在充电上的作用主要是,通过其高频开关速度特性,提升电源转化效率,降低充电头发热,帮助充电器小型化。OPPO也正是利用了这个特性,保证了这次的Super VOOC 2.0充电器体积与此前VOOC充电器体积相差不大。目前只有OPPO在主推,OPPO不是国产厂商里第一个使用GaN的,但是,却是国产手机厂商里第一个用GaN作为标配技术的。在OPPO的引领下,国内厂商有望进一步普及GaN技术,将充电器进一步小型化。说白了这玩意谁先开局不代表谁就一定能吃到最厚的肉的,但是如果做得好利润断层是很可观的,所以比赛才开始!从使用上我们可能也是更倾向于快充跟体积小。就现有的华为快充头的大小基本是以前的两倍大,但是充满也还是需要大概15分钟左右,起码对于我的日常需求来说我觉得还是有点慢,现在耗电量高的app越来越多,基本一天两冲变成了日常,那么这个刚需我觉得会成为一个必然,毕竟大家还是不喜欢天天背着充电宝出门吧,先不说你要提前去冲充电宝的时间,还得包里多一样东西,怎么想还是觉得麻烦(我就是一个这么懒得人)

然后让我们看看这个GaN专业方面的分析,世强先进的现场应用工程师苏阳东也分享了“采用GaN技术实现高密高效的快充应用”的主题演讲。为什么我们需要快充?他首先介绍了智能手机充电的发展史:从2009年到2019年,手机电池容量越来越大,充电时间却越来越短,由原来的7、8小时到现在半个小时,充电器的功率也越做越大,从2.5W到现在的55W、65W甚至100W,但是充电器的体积却一直保持着小型化。所以快跟小时一个必然的趋势,后续的充电器的主要还是往功率密度越来越高的方向发展。而硅器件被开发到极致时,更高频率的GaN器件更加适合应用于高效、高功率密度、小体积的快充产品设计。

基本分析看来这个GaN确实很有价值在我眼里,而且替换空间巨大,现在唯一就是利润空间?在搜索GaN时候我还发现了另外一个问题,就是GaN充电口上的Type-C接口,你会发现除了充电头的更换外还有连接的接口也跟着更新了,并不是传统的USB接口,而是Type-C!然后问了一下朋友为啥换成这个接口,USB转Type-C这种传统插口不支持超过30w,所以只要超过了30W就已经全部换成了Type-C,不过我一直觉得充电线利润不高这种损耗品我基本不考虑了,USB-C可以提供高达100W的功率输出,并可通过同一端口支持不同的接口标准。随着越来越多的设备趋向于采用同一个充电器或电源适配器来充电,笨重的各类专用电源适配器也将不再是必需品,以后出门随身只用带一个USB-C电源就可以了。据IHS Technology的报告预测,现在所有使用USB的设备都可能统一为Type-C。所以后面的趋势基本就是GaN+TypeC线这个出门装备。那么技术看完再看看市场空间。

GaN在电力电子领域与微波射频领域均有优势GaN在电力电子领域主要优势在于高效率、低损耗与高频率。GaN材料的这一特性使得其在消费电子充电器、新能源充电桩、数据中心等领域具有很大的应用前景。高转换效率:GaN的禁带宽度是Si的3倍,击穿电场是Si的10倍。因此,同样额定电压的GaN开关功率器件的导通电阻比Si器件低3个数量级,大大降低了开关的导通损耗。低导通损耗:GaN的禁带宽度是Si的3倍,击穿电场是Si的10倍。因此,同样额定电压的GaN开关功率器件的导通电阻比Si器件低3个数量级,大大降低了开关的导通损耗。高工作频率:GaN开关器件寄生电容小,工作效率可以比Si器件提升至少20倍,大大减小了电路中储能原件如电容、电感的体积,从而成倍地减少设备体积,减少铜等贵重原材料的消耗。

随着成本降低,GaN市场空间持续放大。GaN与SiC、Si材料各有其优势领域,但是也有重叠的地方。GaN材料电子饱和漂移速率最高,适合高频率应用场景,但是在高压高功率场景不如SiC;随着成本的下降,GaN有望在中低功率领域替代二极管、IGBT、MOSFET等硅基功率器件。以电压来分,0~300V是Si材料占据优势,600V以上是SiC占据优势,300V~600V之间则是GaN材料的优势领域。根据Yole估计,在0~900V的低压市场,GaN都有较大的应用潜力,这一块占据整个功率市场约68%的比重,按照整体市场154亿美元来看,GaN潜在市场超过100亿美元。(赛道够远,空间够大我喜欢)


GaN产业链:海外企业为主,国内企业逐步涉足GaN与SiC产业链类似,GaN器件产业链各环节依次为:GaN单晶衬底(或SiC、蓝宝石、Si)→GaN材料外延→器件设计→器件制造。目前产业以IDM企业为主,但是设计与制造环节已经开始出现分工,如传统硅晶圆代工厂台积电开始提供GaN制程代工服务,国内的三安集成也有成熟的GaN制程代工服务。各环节相关企业来看,基本以欧美企业为主,中国企业已经有所涉足。

国外看:Macom是硅基GaN的引领者,Transphorm覆盖GaN完整产业链,从EPI到设计、制造,是业内领先的GaN器件供应商。国内看:苏州能讯在江苏昆山国家高新区建成了中国第一家氮化镓(GaN)电子器件工厂,厂区占地55亩,累计投资10亿元。首期产能为3寸GaN晶圆6000片,2018年生产线通过升级改造达到年处理4寸氮化镓5万片的能力。三安目前没看到具体的内容,只知道投入研究了。聚能晶源8英寸GaN外延材料项目投产,耐威科技持有公司40%股份。券商推荐是三安,杨杰,捷捷

反正经验告诉我这个题材适合关注,要长线肯定是三安,其他两个什么时候业绩突然出现了爆量就开始直接进去才是王道!持续关注这个题材的发酵跟国内公司动向,我不是研究院只是对生活充满好奇,所以写的不好请轻喷!!!!!!!

$三安光电(SH600703)$ $耐威科技(SZ300456)$ $扬杰科技(SZ300373)$

精彩讨论

三好学生2020-02-13 18:33

氮化镓国内第一人在耐威青岛公司,所以,耐威凭借Mems和GaN,以后的路还长着呢

全部讨论

2020-01-17 09:02

好文

2019-12-12 12:57

一个多月前我也关注张大妈推了很多氮化镓充电头,简单查了下发现主要标的是三安,三安出过问题所以就没关注错过赚钱机会

2019-12-12 11:28

目前市面上看到的最牛X的快充是三孙的10V  4.5A的,手机。具体不知道用的啥方案,目前确实很领先

2019-12-11 08:48

2019-11-26 09:26

不错

2019-11-03 10:30

淡化家还没普及,有什么原因吗?安全性,成本?

2019-11-02 23:21

随便剪一段文章去搜,能找到一模一样的,抄袭不好,起码注明来源啊

2019-11-02 20:00

然后呢,小猫,太监了