快充電源的案例
MTC-PD65W1C-CTA1快充電源-使用MTC-650V Cascode D-GaN
優勢:
返馳式谷底偵測減少開關損失
輕載Burst Mode增加效率
較佳效能可達93%
空載損耗低于50mW
控制IC可支持頻率高達160 kHz
系統頻率有Jitter降低EMI干擾
控制IC可直接驅動GaN
進階保護功能如下：
(1) VDD過電壓及欠電壓保護
(2) 導通時較大峰值電流保護
(3) 輸出過電壓保護
(4) 輸出短路保護
可輸出65W功率
該快充電源廣泛應用于：電源適配器、LED照明驅動器、LCD顯示器電源、帶充電界面排插等領域。
臺灣美祿在GaN/氮化鎵領域頗有建樹，技術以及產品方面已經很完善，如果想了解更多GaN/氮化鎵的技術資料，歡迎致電聯系：133 9280 5792(微信同號)
展開 GaN/氮化鎵65W（1A2C）PD快充電源方案
三、PCB布局圖：
四、優勢：
■返馳式谷底偵測減少開關損失
■輕載Burst Mode增加效率
■最佳效能可達91%
■空載損耗低于50mW
■控制IC可支持頻率高達160 kHz
■系統頻率有Jitter降低EMI干擾
■控制IC可直接驅動GaN
■進階保護功能如下：
(1) VDD過電壓及欠電壓保護
(2) 導通時最大峰值電流保護
(3) 輸出過電壓保護
(4) 輸出短路保護
■可輸出65W功率
五、電路原理圖
六、主要零件溫度量測：
七、傳導EMI量測 (CISPR22 Class B/EN55022)
八、輻射EMI量測：
GaN/氮化鎵65W（1A2C）PD快充電源方案整體工作頻率更高、環路穩定性更佳，效果高達91.62%，待機功耗小于50mW，更多GaNPD快充方案、線路圖紙、變壓器設計、測試數據及應用要點等資料，可聯系：19168597394（微信同號）歡迎咨詢
展開 本土“8英寸硅基氮化鎵外延晶圓”又有新突破
耐威科技表示，在采用國際業界嚴苛判據標準的情況下，聚能晶源研制的外延晶圓在材料、機械、電學、耐壓、耐高溫、壽命等方面具有性能優勢，能夠保障相關材料與技術在5G通訊、云計算、快充電源、無線充電等領域得到安全可靠的應用。
公告稱，本次“8英寸硅基氮化鎵（GaN-on-Si）外延晶圓”的研制成功，短期內不會對公司的生產經營產生重大影響，但有利于公司加快在第三代半導體材料與器件領域的技術儲備，有利于增強公司核心競爭力并把握市場機遇。
第三代半導體材料有何優勢？
據悉，第三代半導體材料主要包括碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、金剛石等，與第二代半導體硅（Si）、砷化鎵（GaAs）等材料相比，第三代半導體材料氮化鎵（GaN）具有更大的禁帶寬度（>3 eV），一般也被稱為寬禁帶半導體材料。
得益于禁帶寬度的優勢，GaN材料在擊穿電場、本征載流子濃度、抗輻照能力方面都明顯優于Si、GaAs等傳統半導體材料。
此外，GaN材料在載流子遷移率、飽和載流子濃度等方面也較Si更為優異，因此特別適用于制作具有高功率密度、高速度、高效率的功率與微波電子器件，在5G通訊、云計算、快充電源、無線充電等領域具有廣泛的應用前景。
與此同時，將GaN外延生長在硅襯底之上，可以有效地結合GaN材料的高性能以及成熟Si晶圓的大尺寸、低成本優勢。基于先進的GaN-on-Si技術，可以在實現高性能GaN器件的同時將器件制造成本控制在與傳統Si基器件相當的程度。
因此，GaN-on-Si技術也被業界認為是新型功率與微波電子器件的主流技術。
展開 四川美闊推出：65W-1A2C接口氮化鎵（GaN)PD快充電源方案
65W快充是目前快充市場出貨的主流規格；氮化鎵具有高可靠性，能夠承受短時間過壓；將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關損耗和驅動損耗，提升開關頻率，附帶地降低廢熱的產生，進而減小元器件的體積同時能提高效率。
近期美闊電子推出了一款全新的氮化鎵65W（1A2C）PD快充充電器方案，該方案采用同系列控制單晶片：QR一次側控制IC驅動MTCD-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側同步整流控制IC及PD3.0協議IC)可達到適優匹配。
1A2C-65W氮化鎵（GaN）快充方案，快充方案支持90~264V寬輸入電壓，輸出支持5V/3A，9V/3A，12V/3A，15V/3A，20V/3.25A，內置MGZ31N65-650V氮化鎵開關管；采用PD3.0協議IC。
該方案能夠有效降低寄生參數對高頻開關的影響，獲得更高的轉換效率和更優秀的可靠性；實現“更高效率，更大功率，更小體積，更低發熱。”采用了智能溫控技術做到了“大功率下更小體積、更好溫控”支持多種充電模式，對不同的設備功率略有不同，USB-C接口實際較大輸出功率為65W。
展開 
油冷電驅性能工程進階課：2萬轉時代的多學科協同仿真
活動規則
本次直播進階課設4輪抽獎環節，每輪抽獎將抽出3位參與評論區互動的客戶，各贈送3C認證快充移動電源小禮品一個。
本次直播期間提交調查問卷的客戶，也將有機會參與問卷調查會后抽獎環節，共抽出8位客戶各贈送3C認證快充移動電源小禮品一個。
若您中獎，主辦方將于直播結束后一周內發送中獎短信至您的注冊手機號，自收到短信起3天內，若未收到您填寫的地址等個人信息，視為自動放棄該獎品。
獎品將于直播結束后2周內以快遞形式寄出，寄出時運單將注明“西門子活動獎品”，請留意查收。
* 本活動最終解釋權歸西門子數字化工業軟件。具體抽獎規則請以直播當天公布為準。
3C認證快充移動電源
報名鏈接：https://events.siemens.com.cn/disw/we/at008?pk_source=jishulin
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*免費領行業案例，課程資料
*更多權益陸續更新中......
展開 65W-1A2C接口氮化鎵（GaN)充電頭
推薦一款來自臺灣美祿的快充電源設計方案，本電源模塊是65W1A2C界面，其輸出電壓由協議IC可以控制5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A等電壓輸出，使用QR/DCM反馳式電路架構于輸出20V重載時可達91.62%效率及功率密度可達1.5W/cm3，本系統采用同系列控制單晶片：QR一 次 側 控 制 IC 驅 動 MTC D-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側同步整流控制IC及PD3.0協議IC)可達到較佳匹配。
本報告內容包括65W1A2C電氣規格、線路圖、BOM、主變壓器設計參數、線路布局，然后是效能量測及EMI測試結果。
優勢：
返馳式谷底偵測減少開關損失
輕載Burst Mode增加效率
較佳效能可達91%
空載損耗低于50mW
控制IC可支持頻率高達160 kHz
系統頻率有Jitter降低EMI干擾
控制IC可直接驅動GaN
進階保護功能如下：
(1) VDD過電壓及欠電壓保護
(2) 導通時較大峰值電流保護
(3) 輸出過電壓保護
(4) 輸出短路保護
可輸出65W功率
臺灣美祿在GaN/氮化鎵領域頗有建樹，技術以及產品方面已經很完善，如果想了解更多GaN/氮化鎵的技術資料，歡迎致電聯系：133 9280 5792(微信同號)
展開 65W氮化鎵（GaN)充電頭PD快充方案
65W快充是目前快充市場出貨的主流規格；氮化鎵具有高可靠性，能夠承受短時間過壓；將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關損耗和驅動損耗，提升開關頻率，附帶地降低廢熱的產生，進而減小元器件的體積同時能提高效率。
充電頭的工作原理：是將220v交流電轉化為直流電，在通過變頻的方式，將220V交流電變為5v直流電，從而為手機充電。上一代的充電頭材料是SI材料，現在更換為GAN材料。所以，氮化鎵充電頭，只是把以前的SI材料的充電頭中的SI材料，換為GAN。
因為現在科技更新越來越快，對于手機的依賴越來越高，同時電池的容量也越來越大，對于快速充電的需求也明顯加大，所以對于尋求新材料應對如今快速充電也是急需面臨的事情。
推薦一款來自臺灣美祿的快充電源設計方案，本電源模塊是65W1A2C界面，其輸出電壓由協議IC可以控制5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A等電壓輸出，使用QR/DCM反馳式電路架構于輸出20V重載時可達91.62%效率及功率密度可達1.5W/cm3，本系統采用同系列控制單晶片：QR一次側控制IC驅動MTC D-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側同步整流控制IC及PD3.0協議IC)可達到較佳匹配。
該方案能夠有效降低寄生參數對高頻開關的影響，獲得更高的轉換效率和更優秀的可靠性；實現“更高效率，更大功率，更小體積，更低發熱?！辈捎昧酥悄軠乜丶夹g做到了“大功率下更小體積、更好溫控”支持多種充電模式，對不同的設備功率略有不同，USB-C接口實際較大輸出功率為65W。
展開 SiC又有新突破！電流增長4倍，實現1500V絕緣
芯片合封已經成為了
GaN快充電源
的趨勢性技術，
然而到目前為止，
單芯片SiC電源IC還無法實現。
不過，昨天，日本國立產業技術綜合研究所（AIST）對外公布，他們成功將SiC垂直MOSFET和SiC CMOS進行了單芯片集成，“這是全球首次突破”，電流提升了4倍，可以做到1500V高壓絕緣。
其概念請看下圖：
插播：加入第三代半導體大佬群，請加微信：hangjiashuo666。
為什么SiC很難做到單芯片集成？
集成CMOS驅動電路，可以讓SiC功率器件的電路結構變得更為簡單，可以縮小功率轉換器的尺寸，而且功耗更低。但目前要設計這種集成電源IC遇到了有兩個技術難題——
輸出電流和與高壓絕緣
。
因為
將SiC CMOS驅動電路設計成耐高壓時，那么它的輸出電流就比較小，因此就難以驅動SiC垂直MOSFET。
在傳統的做法中，CMOS驅動電路和垂直MOSFET會被分成單獨的芯片，并且它們的信號布線是通過金屬線、印刷電路板等進行。
但由于垂直MOSFET要施加高電壓，因此它需要與CMOS驅動電路有足夠的絕緣距離，這就導致SiC功率轉換器件難以縮小尺寸和降低重量。此外，其信號布線中所存在的寄生電感，也會對開關操作產生不利影響，并導致損耗增加。
AIST認為問題主要出現p型MOSFET上。“一般來說，SiC CMOS的問題是p型MOSFET輸出電流明顯不如n型MOSFET輸出電流，這是通過 SiC CMOS 驅動電路實現開關操作的障礙”。
電流增加4倍，1500V絕緣
如何做到的？
展開 關注 | 極致小尺寸國內首創，基本半導體推出PD快充用碳化硅二極管！
2020年，當大部分快充電源廠商還在探索65W氮化鎵快充市場時，倍思開創性地推出了業界首款120W氮化鎵+碳化硅快充充電器。也正是這款產品，第一次將“碳化硅快充”從設想變為現實，開啟了碳化硅在快充領域商用的大門。
圖1：SMBF封裝碳化硅肖特基二極管
針對PD快充“小輕薄”的特點，碳化硅功率器件領先企業基本半導體在國內率先推出SMBF封裝碳化硅肖特基二極管，該產品具有體積小、正向導通壓低和抗浪涌能力強等特點，能很好地滿足PD快充對器件的特殊需求。
圖2：基本半導體SMBF封裝碳化硅二極管發布會
更小體積
在PD這種極度緊湊的應用中，PCB面積極其珍貴，超薄型PD快充通常優先選擇厚度低于2mm的表貼器件。
展開 營收再次翻番，一美國GaN企業掛牌交易！
除了快充等電源市場外，Transphorm也在打入射頻、汽車和電機等市場。
2019年，美國海軍研究辦公室與Transphorm簽訂了一份為期3年的1590萬美元（約1.02億人民幣）的期權合同，目標是將氮極性GaN商業化。
2020年3月，汽車供應商MARELLI宣布與Transphorm建立戰略聯盟，將氮化鎵應用于車載充電器、汽車逆變器等領域。
2020年12月，Transphorm與日本安川電機達成了一項多年合作開發協議，安川將對Transphorm進行總計400萬美元（約2568萬人民幣）的投資，2017年安川電機還曾對Transphorm投資1500萬美元（約9632萬人民幣），此舉是為了將Transphorm的GaN功率器件產品用于伺服電動機和變頻驅動器等各種工業功率轉換應用中。
場外交易占比曾達40%
中芯、騰訊、阿迪達斯都曾登陸
場外交易市場（OTC），也叫柜臺交易市場，分為三層：OTCQX、OTCQB、QTCPink，市場監管有所區別。
OTCQX市場為精選版，有財務準入要求和較高的財報和信息披露要求；OTCQB類似于OTC中的創業板，需要按照美國標準會計制度向SEC或美國銀行或保險監管機構報送最新財務報告；QTCPin單市場是美國境內唯一不要求報價證券提交財務報告的公開交易市場。
2008年，美國所有股票交易中約有16%是“場外交易”；到2014年4月，這一數字增至約40%。
據經濟觀察網報道，中芯國際在2019年于紐約證券交易所退市后，該公司的美國預托證券股份于OTCQX市場進行交易。2020年瑞幸咖啡自曝財務造假22億，被納斯達克摘牌后，也在場外交易市場進行交易。其實A股也有這樣的安排，退市后可以到老三板交易。
展開 快充芯片第一股上市！
第三方機構數據顯示，自2015年起，中國電源管理芯片市場規模增長率保持在7%以上，市場規模從2015年的520億元增至2020年的781億元，年均復合增長率8.48%。隨著中國電源管理芯片在新領域的拓展以及國產化加速，國內電源管理芯片廠商的市場規模和份額，有望繼續以較快的速度增長。
“英集芯此次IPO募集資金就是投向消費電子的其他細分領域?！秉S洪偉介紹，公司計劃目標每年進入2至3個細分領域，從而保證自身能夠穩步增長。2019年至2021年，英集芯分別實現營業收入3.48億元、3.89億元、7.81億元。
招股書介紹，英集芯IPO募資主要投向電源管理芯片開發和產業化項目、快充芯片開發和產業化項目等。其中，電源管理芯片開發和產業化項目主要擴大非快充移動電源芯片和TWS耳機充電倉芯片的銷售規模，并進行電源管理芯片的持續研究開發。
▲英集芯計劃募資情況
而在鞏固移動電源芯片、快充協議芯片、車充芯片、無線充電芯片、TWS耳機芯片等產品優勢地位的情況下，英集芯未來將持續在智能音頻處理、家用電器、物聯網、汽車電子等方向進行布局。
黃洪偉介紹，公司針對汽車電子將大量推出汽車電池管理芯片；針對工業領域將推出電機驅動SoC芯片；針對物聯網領域會深耕低功耗和無線通信技術，推出能量采集芯片和無線通信物聯網芯片。
展開 
氮化鎵半導體材料在5G時代的應用前景
快充類手機需求旺盛
隨著電子產品的屏幕越來越大，充電器的功率也隨之增大，尤其是對于大功率的快充充電器，使用傳統的功率開關無法改變充電器的現狀。而GaN技術可以做到，因為它是目前全球最快的功率開關器件，并且可以在高速開關的情況下仍保持高效率水平，能夠應用于更小的元件，應用于充電器時可以有效縮小產品尺寸，比如使目前的典型45W適配器設計可以采用25W或更小的外形設計。氮化鎵充電器可謂吸引了全球眼球，高速高頻高效讓大功率USB PD充電器不再是龐大笨重，小巧的體積一樣可以實現大功率輸出。
據統計，許多主流的手機廠商都已將USB PD快充協議納入到了手機的充電配置。USB PD快充的手機已經多達52款型號和覆蓋15個品牌，其中不乏蘋果、華為、小米、三星等一線大廠品牌。USB PD快充將成為目前手機、游戲機、筆記本電腦等電子設備的首選充電方案。
現下，5G商用，消費類電源快充快速普及，氮化鎵在這些領域都有著較為廣闊的應用前景，氮化鎵未來可期。
參考資料：
周國強.射頻氮化鎵GaN技術及其應用
充電頭網站.5G、快充等市場爆發，氮化鎵商用進入快車道
陳欣.氮化鎵半導體材料發展現狀
來源：粉體網
展開 關注 | GaN：高頻性能優越，成為 5G 器件關鍵材料
數據中心電源效率要求提升，GaN 的市場前景明朗。隨著網絡、云計算的發展，新物聯網設備和邊緣計算需求的激增，數據中心重要程度逐漸凸顯。受新冠疫情影響，Gartner 調查顯示，2020 年數據中心基礎設施支出同比下降了10.3%，約60%的新數據中心設施建設受阻。但疫情導致的遠程工作比例提高，實際上數據中心處理的數據量有大幅增長，能源效率與功率、數據密度的需求持續提升。GaN 技術使得電源體積進一步縮小，從而允許在同一機架空間中添加更多的存儲和內存，并使數據中心的功率密度由30 瓦/立方英寸提升至50-60 瓦/立方英寸甚至更高，即無需實際構建更多的數據中心即可增加數據中心的容量。2023年歐盟將提高對數據中心電源效率的要求，將進一步促進GaN 在數據中心中的使用。Gartner 預計2021 年全球最終用戶數據中心基礎設施支出將以6%的增速達到2000 億美元。
消費電子：GaN 快充市場迎來爆發期，音頻應用為新亮點
GaN 電源市場成長動力十足。隨著多端口適配器的興起，OEM 廠商將推出更多GaN 充電器。憑借設備設計、性能等要求的提高，GaN 充電器滿足了便攜、快充等不斷發展的客戶需求，并逐漸轉變為主流標準。從技術角度分析，采用GaN技術的充電器外形尺寸可比傳統的基于硅的充電器減少30-50%，整體系統效率可提升至95%，在相同尺寸和相同輸出功率的情況下，充電器外殼溫度將比傳統充電器更低。
展開 智芯研報 | 高效能、小體積加速GaN消費電子類應用
同時，它支持小米疾速閃充、PD3.0等快充協議，并且還支持全系iPhone快充，官方表示，使用小米GaN充電器Type-C65W為iPhone11充電，充電速度比原裝5W充電器提升約50%。
得益于新型半導體材料GaN的加持，Type-C65W的體積比小米筆記本標配的適配器減小約48%。
此外，小米Type-C65W的USB-C接口支持多個檔位的智能調節輸出電流，能為新款MacBookPro、小米筆記本等大功率設備進行最大65W充電，還能兼容大多數Type-C接口的電子設備，包括Switch等。產品搭載E-Marker芯片，最大支持5A電流。
目前，業界已推出多種快充技術方案，主要包括高通QuickCharge技術、OPPOVOOC閃充技術、聯發科PumpExpress技術、華為SuperCharge技術、vivoSUPERFlashCharge技術和USB3.1PD充電技術等。
▼各充電方案對比
從消費電子快充市場來看，未來隨快充需求與GaN滲透率不斷提升，2022年市場規模有望達到87.74億元。隨著5G手機各類參數不斷提升，內部射頻、處理器、屏幕的耗電量在直線上升，電子產品對快充的需求日益提升。
多家廠商發布GaN快充后，目前的售價大部分用戶已經可以接受，未來滲透率有望逐步提升。假設智能手機未來三年GaN快充滲透率為1%、3%、5%，可穿戴需求度相對手機端有所降低，三年的滲透率為0.5%、1%、2%。
展開 智芯研報 | GaN電力電子器件的現在與未來
Navitas GaN 單管應用舉例
GaN電力電子器件目前雖然被大眾熟知的基本只有快充領域，但實際上其早就在工業電源領域有了一定的應用，但之前由于成本偏高，在消費領域沒有太多推廣。隨著GaN-on-Si電力電子器件成本的下降，下游應用廠家及配套企業開始積極布局GaN快充市場。但隨著近兩年來國內外產線產能的不斷擴大，制造技術的逐漸成熟，GaN電力電子器件的成本已經達到了廠商采購的甜蜜點。從IDM廠商給出的生產成本來看，目前GaN電力電子器件成本已經接近Si。
據Gartner數據，全球智能設備年均新增出貨量超 20 億臺，隨著GaN在該市場的滲透提速，未來幾年消費類電源快充市場將成為GaN電力電子最大的推動力。
不僅僅是手機快充，GaN未來幾乎可以應用于所有的消費類電源模塊市場，如白家電、3c產品，可以想象到未來市場有多么巨大。
目前，國際已經有電腦廠家在新推出的新品電腦中，標配了內置GaN功率芯片電腦電源適配器；國內已經有手機廠家在量產內置GaN功率芯片的產品；據了解，OLED為了追求更輕薄的尺寸，也有廠商在考慮采用GaN電力電子器件。
另外很多半導體器件IDM巨頭企業都對GaN關注已久，希望通過快充市場的帶動作用，加速推動下游企業的對GaN的采用，從而正向刺激上、中游市場在產量和技術方面進步，使得GaN材料的市場化進程更進一步。
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