Centro de datos de Dongguan
Charging Head Network se enteró recientemente de la cadena de suministro que la investigación y el desarrollo de carga rápida de nitruro de galio nacional han logrado un gran avance. Los tres chips centrales han logrado un control independiente y su rendimiento ha alcanzado niveles avanzados internacionales.
1. Tamaño del mercado de carga rápida de nitruro de galio
El nitruro de galio (GaN) es un material semiconductor de última generación que funciona más rápido que la antigua tecnología tradicional de silicio (Si) Veinte veces más rápido y Capaz de lograr tres veces más potencia, cuando se utiliza en productos de carga rápida de última generación, puede lograr un rendimiento que supera con creces a los productos existentes, entregando tres veces la potencia de salida en el mismo tamaño.
Es precisamente debido a estas ventajas de rendimiento que el nitruro de galio se utiliza ampliamente en el mercado de fuentes de carga rápida para el consumidor. Las estadísticas de Charging Head Network muestran que docenas de los principales fabricantes de fuentes de alimentación han desarrollado líneas de productos de carga rápida de nitruro de galio y han lanzado cientos de nuevos productos de carga rápida de nitruro de galio. Huawei, Xiaomi, OPPO, Meizu, Samsung, ZTE, Nubia, Meizu, realme, Dell, Lenovo y muchas otras marcas conocidas de teléfonos móviles y portátiles también han entrado en juego.
Otros datos muestran que en el mercado de cargadores, dominado por clientes de comercio electrónico, el volumen de envío de dispositivos eléctricos de nitruro de galio en 2019 es de aproximadamente 3 a 4 millones de unidades con la penetración de los teléfonos móviles. y computadoras portátiles, la tasa aumentará aún más y alcanzará un crecimiento de 5 a 6 veces en 2020, con envíos totales de 15 a 20 millones de unidades. Se espera que los envíos de dispositivos GaN alcancen los 50 millones de unidades en 2021. Se espera que el mercado mundial de carga rápida de GaN alcance más de 60 mil millones de yuanes en 2025, y las perspectivas del mercado son extremadamente prometedoras.
2. Los principales chips de carga rápida de nitruro de galio
Se entiende que en el diseño de productos de carga rápida de nitruro de galio se utilizan principalmente tres chips centrales, cada uno de los cuales está nitrurado. Controlador de galio, dispositivo de alimentación de nitruro de galio y controlador de protocolo de carga rápida. En la actualidad, los dispositivos de alimentación de nitruro de galio y los chips de protocolo de carga rápida se han ido domesticando gradualmente. Por el contrario, la investigación y el desarrollo de chips de control de nitruro de galio se han convertido en un eslabón débil para los fabricantes nacionales de semiconductores, y los controladores de nitruro de galio dependen principalmente de ellos; importaciones, la iniciativa siempre ha estado en manos de marcas importadas.
Esto se debe principalmente a que el rango de voltaje de activación de los dispositivos de potencia GaN es muy estrecho, el VGS es sensible al voltaje negativo y el umbral de voltaje de encendido del dispositivo (VGS-th) es aproximadamente 1 V ~ 2 V bajo. haciéndolo extremadamente susceptible a interferencias y encendido por error. Por lo tanto, en comparación con los dispositivos tradicionales de silicio, los controladores y controladores que accionan el nitruro de galio deben resolver problemas más técnicos.
Además, a excepción de algunos dispositivos de alimentación de GaN actualmente en el mercado con circuitos controladores integrados que tienen bajos requisitos de controladores externos, la mayoría de los demás dispositivos de alimentación GaN requieren circuitos controladores externos.
Para garantizar que el dispositivo de nitruro de galio funcione de manera confiable y ejerza su excelente rendimiento sin un circuito de accionamiento incorporado, además de centrarse en optimizar el rendimiento de alta velocidad y el consumo de energía del circuito de accionamiento, el El controlador también debe Un voltaje de conducción de salida preciso y estable garantiza que el dispositivo se apague y encienda correctamente. Al mismo tiempo, es necesario controlar estrictamente el impacto del voltaje negativo generado por el interruptor en el circuito principal en el dispositivo GaN.
3. Está disponible un conjunto completo de chips de carga rápida de nitruro de galio domésticos.
Dongguan Ruiheng Electronic Technology Co., Ltd. ha producido recientemente con éxito en masa un cargador de carga rápida de nitruro de galio de 65 W. Además de las configuraciones convencionales como los puertos duales 1A1C y los pasadores plegables, este es también el primer producto de la industria desarrollado y producido oficialmente en masa basado en chips de control de nitruro de galio domésticos, dispositivos de energía de nitruro de galio domésticos y chips de protocolo de carga rápida domésticos. Los chips de tres núcleos provienen de Nanxin Semiconductor, Innosec y Zhirong Technology.
Charging Head Network descubrió además que los tres chips centrales integrados en el cargador de carga rápida de nitruro de galio Ruiheng 65W 1A1C son el chip de control principal SC3021A de Nanxin y el dispositivo de alimentación de nitruro de galio INN650D02 de Innosec, y el protocolo + de reducción de voltaje secundario de Zhirong. chip de identificación SW3516H.
El cargador admite entrada de 100-240 V~ 50/60 Hz y salida de carga rápida de doble puerto. Está equipado con una interfaz USB-C con una salida máxima de 65 W y una interfaz USB-A con una potencia máxima. potencia de 30W.
El tamaño total del cargador rápido de nitruro de galio Ruiheng 65W 1A1C es de aproximadamente 53*53*28 mm y la densidad de potencia puede alcanzar 0,83 W/mm. En comparación con el cargador de 61 W de Apple, el tamaño es aproximadamente más pequeño. tercero.
ChargerLAB POWER-Z KT001 midió que el puerto USB-A del cargador admite Apple2.4A, Samsung5V2A, QC3.0, QC2.0, AFC, FCP, SCP, PE y otros protocolos.
El puerto USB-C admite Apple2.4A, Samsung5V2A, QC3.0, QC2.0, AFC, SCP, PE, PD3.0 PPS y otros protocolos.
El mensaje PDO muestra que el puerto USB-C del cargador admite 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A, 20V3.25A, 3.3-11V 5A.
4. Los tres chips centrales de carga rápida de nitruro de galio se pueden controlar de forma independiente.
Nanxin tiene su sede en Shanghai. Nanxin SC3021A satisface diversas necesidades de carga rápida QR de alta frecuencia. Adopta un diseño de accionamiento directo GaN patentado, lo que elimina la necesidad de controladores externos o dispositivos de accionamiento discretos. Integra un modo de fuente de alimentación segmentada y una fuente de alimentación de un solo devanado, eliminando la necesidad de energía compleja. circuitos de suministro incorporados Arranque de alto voltaje y entrada de CA Función de entrada/salida marrón, función de descarga X-cap integrada SC3021A admite una frecuencia de operación de hasta 170 KHz, adecuado para transformadores bobinados, SC3021B admite una frecuencia de operación de hasta 260 KHz , adecuado para transformadores planos.
Especificaciones detalladas de Nanxin SC3021A.
El tubo del interruptor de nitruro de galio del lado primario es de Innosec, modelo INN650D02, con una resistencia de voltaje de 650 V y una resistencia de conducción tan baja como 0,2 Ω. Cumple con los requisitos de aplicación industrial de los estándares JEDEC. componente central de todo el producto. El tubo interruptor "InnoGaN" INN650D02 tiene buenas características de alta frecuencia y una pequeña resistencia de encendido, lo que es adecuado para aplicaciones de fuente de alimentación conmutada eficientes y de alta frecuencia. Adopta el paquete DFN8*8, tiene una resistencia térmica ultrabaja y un buen rendimiento de disipación de calor. y es adecuado para aplicaciones de fuente de alimentación conmutada de alta densidad de potencia.
Innosec tiene su sede en Zhuhai y bases de producción en Zhuhai y Suzhou. Se entiende que el tubo interruptor "InnoGaN" INN650D02 se basa en la tecnología de producción y procesamiento de 8 pulgadas líder en la industria y actualmente es el primer dispositivo de energía de nitruro de galio de proceso avanzado producido en masa en el mercado. La tecnología promoverá la rápida popularidad de la carga rápida de nitruro de galio.
En la actualidad, Innosec ha construido la plataforma de producción e I+D de cadena industrial completa de semiconductores de tercera generación más grande del mundo que integra I+D, diseño, producción epitaxial, fabricación de chips y pruebas en Suzhou. Después de la producción completa, lo logrará. Con una producción mensual de 65.000 obleas de nitruro de galio a base de silicio de 8 pulgadas, los productos proporcionarán componentes electrónicos centrales para la innovación independiente y el desarrollo de industrias emergentes estratégicas como las comunicaciones móviles 5G, centros de datos, vehículos de nueva energía, conducción autónoma y telefonía móvil. carga rápida del teléfono.
La serie InnoGaN de chips de nitruro de galio de Innosec ha comenzado a enviarse en grandes cantidades al mercado de energía de consumo y ha ingresado con éxito en muchas marcas conocidas como Nubia, Meizu, Lapo, MOMAX, ROCK y Feifan Cadena de suministro de carga rápida y ha recibido buenos comentarios del mercado, convirtiéndose en una de las empresas con los mayores envíos de dispositivos de energía GaN en el mundo.
Zhirong tiene su sede en Zhuhai. Zhirong SW3516H es un chip de carga de puerto dual con protocolo de carga multi-rápida altamente integrado que admite salida de carga rápida desde cualquier puerto A+C y admite limitación de corriente independiente para los puertos duales. Integra un convertidor reductor síncrono de alta eficiencia de 5 A y admite múltiples protocolos de carga rápida, como PPS, PD, QC, AFC, FCP, SCP, PE, SFCP, carga directa de bajo voltaje, modo CC/CV y administración de dos puertos. lógica. Solo se necesita una pequeña cantidad de componentes periféricos para formar una solución completa de carga de doble puerto con protocolo de carga multi-rápida y de alto rendimiento.
Especificaciones detalladas de Zhirong SW3516H.
5. Importancia de la industria
Los chips de tres núcleos de carga rápida de nitruro de galio se producen íntegramente en el país. Por un lado, es para evitar el dominio de tecnologías clave en el contexto de. Por otro lado, la actual fricción comercial entre China y Estados Unidos, los fabricantes nacionales de semiconductores pueden aprovechar al máximo las ventajas de las empresas locales para reducir aún más el costo de la carga rápida de nitruro de galio y promover la popularización de fuentes de carga rápida de alta densidad. En la futura competencia del mercado, la solución de carga rápida de nitruro de galio producida a nivel nacional también se convertirá en un actor poderoso.
Creo que en un futuro próximo, el precio de los productos de carga rápida de nitruro de galio será gradualmente más asequible y también será posible comprar un nuevo producto de carga rápida de nitruro de galio al precio de un cargador normal. cargador de silicona.