小米、华为、三星、苹果纷纷布局 揭秘GaN技术产业链

《科创板日报》（上海，记者戚夜云）讯，2月13日小米10线上新品发布会之后，一款售价149元体积迷你的GaN（氮化镓）充电器引爆了A股相关概念公司。2月14日，A股相关上市公司中，三安光电盘中上涨超7%，士兰微盘中上涨超8%，华微电子盘中上涨超8%，海特高新直接涨停。

这款充电器采用GaN充电芯片，应用了第三代半导体材料GaN，实现极小的应用尺寸和高充电效率，运行速度比以前的硅（Si）电源芯片快100倍。小米发布会上给出的数据显示，GaN充电器仅有常规标准充电器一半的体积情况下，充满配备4500mAh电池的小米10Pro仅需45分钟。同样为iPhone11充电，GaN充电器速度比原装快一倍。

雷军给予小米GaN充电器的三大关键词：小巧、高效、发热低。同时兼容手机与笔记本电脑。

《科创板日报》记者从小米方面获悉，GaN充电器技术方案来自于纳微（Navitas）半导体公司。而据另一名业内人士透露，OPPO发布的全球首款GaN充电器则采用Power Integrations（以下简称PI）方案。这两家公司均来自美国加利福尼亚州。纳微成立仅5年，属于后起之秀。不过相比PI，纳微深耕中国市场，与中国手机厂商保持亲密无间的关系。

纳微与小米联合推出的产品在市场上投入一枚深水炸弹，捧红GaN概念。2020年，也因为成为GaN爆发的元年。

《科创板日报》记者独家获悉，不仅是小米、OPPO，华为、三星、苹果均在GaN技术上有着较深的积累。纳微方面透露，继小米之后，“今年陆续几家与小米同等规模的厂商，发布GaN电源适配器”。

竞争白热化

2019年1月9日，美国拉斯维加斯的国际会展中心迎来了年度消费电子展CES。CES的焦点落在手机、汽车、智能硬件等行业领军式企业身上，但在不为大众熟知的细分专业领域，企业之间暗流涌动。

期间，PI总裁兼首席执行官Balu Balakrishnan来到了纳微的站台。

纳微中国区总经理查莹杰接受《科创板日报》记者独家采访时说道，氮化镓是朝阳产业，从事氮化镓相关技术研究的上下游企业较多，设计公司包括纳微、PI、GaNsysterms、EPC、Dialog等，但在功率IC上形成竞争的只有PI一家企业。

与初创型企业纳微不同，PI是一家老牌技术公司，在氮化镓相关技术研究多年，是行业内高能效电源转换的高压模拟集成电路业界的供应商。产品已广泛应用于各类高效率能源，包括手机充电器、笔记本电脑、LED照明、电信网络设备、汽车市场等。

纳微起初并没有引起PI的注意，但是短短几年发展，纳微技术成熟度提高，以及产品相继落地，纳微在2018年下半年开始量产并迅速增量，与PI在市场层面形成了直接的竞争。

在2019年半年度财报电话会议上，Balu Balakrishnan表示，由于智能手机市场快充技术的持续扩张，USB PD将在未来几年成为其收入增长的驱动力。但目前，主流手机厂商多数来自中国，而这又是纳微“地盘”。

曾与华为有过三年蜜月

纳微的成长之路，绕不开三家国产手机厂商，华为、OPPO、小米。

“纳微成立之后，逐渐意识到电源适配器市场是产品主要突破口，消费类产品厂商追求创新，能让技术快速导入市场。我们很快确立了手机与笔记本电脑市场为战略核心，中国也因此成为纳微最大的市场。”查莹杰说道。

“纳微最初的结缘是与华为，曾有过三年蜜月期。”一位业内人士汪洋（应采访者要求化名）向《科创板日报》记者说道，纳微成立的第二年就与华为合作，双方在蜜月期共享了技术。“纳微产品的成熟，尤其是产品可靠性方面，受益华为”。

友好关系的中断，伴随着外界环境的一系列变化。华为在海外市场受挫，同时在国内终端市场开启炮火猛攻。尤其是2019年，华为的强势增长一枝独秀，让市场OV、小米备受压力。

根据Canalys2019年第三季度数据显示，华为手机（含荣耀）在国内市场出货量刷新记录，高达4150万部，市场份额达42%，追平诺基亚曾经的巅峰。

前五名榜单除华为一枝独秀外，OV、小米市场占有率纷纷大幅下滑，其中OPPO同步下滑达20%，排名从去年三季度的第二，掉到了第三。

厂商之间的较量

2019年 9月17日，OPPO在深圳举行 VOOC 闪充技术沟通会，发布了65W SuperVOOC 2.0超级有线闪充 和30W VOOC 4.0 无线闪充。其中，SuperVOOC 2.0为全球首款搭载氮化镓的充电器。

如果这场发布会时间点再往前移，或许会更大光彩，遗憾的是，《科创板日报》记者注意到，OPPO发布一周前，小米全球率先发布首款30W超级无线闪充MI CHARGE TURBO。

如今，对比OPPO全球首款GaN充电器与小米GaN充电器，汪洋分析，采用的是不同的方案，OPPO与小米衬底材料不同，在氮化镓外延片主流的异质衬底材料选择上，OPPO提供的方案中选择的是蓝宝石，蓝宝石基氮化镓外延片主要用来做LED，小米则是硅基氮化镓，为主流功率器件应用场景。

当时市场并没有激起一片水花的原因，汪洋表示，SuperVOOC 2.0电源适配器尺寸并没有冲击力，它保持着手机传统充电器的大小，65W尺寸为55mmx55.7mm，而如今小米的尺寸56.3mm x 30.8mm。小米GaN充电器几乎是SuperVOOC 2.0的一半。

不过，汪洋透露，OPPO实力不可小觑，在GaN领域深入研究至少五年，与华为积累旗鼓相当。这让原本2月末的OPPO新品发布会备受期待。

2月下旬的MWC 2020大会期间，OPPO原计划将发布新款旗舰手机OPPO Find X2。从目前曝光的信息来看，OPPO Find X2搭载高通骁龙865处理器，2K+120Hz屏幕，以及65W超级快充。

但由于新型冠状病毒肺炎疫情影响，主办方GSMA正式宣布MWC 2020展会取消。“65W超级快充”是否为去年首款GaN充电器升级版，3月底才能揭晓。

小米上市前注资纳微

2018年春深夏至，查莹杰为了寻求产品合作，通过小米投资部与林斌建立联系。当时，小米正在准备港股上市，小米联合创始人林斌仅预留了几十分钟会晤时间。

“林斌对我们产品技术很感兴趣，包括小米技术部门也给予了很多正向评价。”查莹杰没想到的是，聊了很久之后，合作“尚没有谈成”，但是对新材料以及新技术保持开放态度的小米，回应“投资可以加快”。

于是不到一个月的时间，也就是小米上市前，完成了对纳微的注资。小米方面透露，对纳微投资是战略性的，通过资金注入，确立产业链上下游合作，同时兼顾投资和业务的双重收益。

虽然今年2月小米首款GaN充电器面世。实际上，小米GaN充电器研发时间还要往前推。紫米GaN在去年8月就曾被曝光，《科创板日报》记者注意到，小米GaN充电器实则为紫米监制出品。

小米发布会后，激发市场的乘数效应。查莹杰向《科创板日报》记者表示，小米发布会之后，他的电话就不曾断过。“安信证券主持的电话会议，200个人在线。”“发布会结束后，项目的数量也增加不少，以往没有走向量产的厂商，如今项目纷纷落地，接到了大部分厂商非常明确的需求。”

小米还拉开了氮化镓充电器将成为未来手机行业标配序幕，realme副总裁、全球营销总裁徐起宣布，旗下即将发布的新品真我X50Pro使用GaN（氮化镓）材质充电器。汪洋也透露，除了华为、小米、OPPO、realme之外，三星、苹果也在布局GaN相关技术。“比起在iPhone，消费者将更早见到三星GaN相关电源适配器。”

而查莹杰也表示，将在今年迎来纳微真正的高光时刻。“与小米规模厂商的发布会排了好几家。”

2020出货量将暴增5倍以上

氮化镓行业正在迎来大发展时期。据了解，在今年CES2020上，氮化镓快充充电器工厂数量大幅增加，包括Anker在内的30家厂商推出了66款氮化镓快充产品。

与此同时，GaN器件出货量也在爆发。《科创板日报》记者获得的数据显示，在以电商客户为主2019年适配器市场，GaN器件出货量在300万-400万颗，随着手机以及笔记本电脑渗透率进一步提升，2020年将实现5-6倍增长，总体出货1500-2000万颗，2021年GaN器件的出货量将达到5000万颗。

小米是第一家将氮化镓 USB PD 快充单独零售的手机企业， 149 元的零售价也引起广泛关注。

《科创板日报》记者获得一份来自券商相关氮化镓研报显示，氮化镓充电器价格昂贵的原因在于，制作氮化镓MOS功率芯片的原材料完全依赖人工合成，其中氮化镓单晶片的成本较高，目前单晶2英寸就高达2万多元一片。商业方案中较多的使用硅基氮化镓外延片，价格同样非常高昂，8英寸的硅基氮化镓也超过1万的售价，而且产能不足，供不应求。

“小米GaN充电器149元售价已经刷新同规格产品的价格下限。”查莹杰表示，单独做快充头的科技公司但是价格都超过150元，如早在2014年麻省理工团队FINsix推出的65W电源适配器售价为560人民币，联想ThinkPlus售价299人民币，Innergie同等规格产品售价为560人民币。“不过，GaN充电器的成本是传统的两倍，但是它正以每年20%～30%速度下降，很快将达到现有市场的水准。”

中国电科十一所半导体材料工程师尚林涛接受《科创板日报》记者表示，GaN材料确属新型半导体材料(第三代)，优良的材料性能加上半导体加工工艺和灵活的器件设计，理论上可以制造各种需要的高效紧凑便捷的器件，但整个行业还存在一些难点。

“高质量的GaN材料制备从量和质上的供应还存在一定差距，材料缺陷不好解决；高带隙材料艰难制作良好的欧姆接触电极。但是由于GaN是非常有前景的新型材料，有望取代Si和GaAs等第一代和第二代半导体，各国早已投入研究，可以预期这些问题会迎刃而解。”尚林涛最后补充道。

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