最近幾年，你應(yīng)該常常在各大購(gòu)物網(wǎng)站，尤其是電子產(chǎn)品頁(yè)面看到“快充”這個(gè)字樣。不過(guò)很多人雖然認(rèn)識(shí)這倆字，卻不一定了解其大概的原理。

“快充”其實(shí)就是快速充電器，它某種意義上是用于補(bǔ)足電池技術(shù)發(fā)展略慢的短板——既然無(wú)法在現(xiàn)有的體積下通過(guò)大幅增加電池容量的方式來(lái)改善續(xù)航水平，那就通過(guò)加快手機(jī)的充電速度來(lái)加強(qiáng)手機(jī)續(xù)航能力，比如說(shuō)當(dāng)年OPPO喊出的廣告詞“充電五分鐘，通話兩小時(shí)”就能很好地說(shuō)明快充帶來(lái)的好處。

目前，快充一般都會(huì)與“氮化鎵”同時(shí)出現(xiàn)，為什么氮化鎵可以擔(dān)此重任呢？在給出答案前，我們可以先對(duì)電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)先做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

電力轉(zhuǎn)換技術(shù)的重要性

我們用一個(gè)家用的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)當(dāng)作例子，一般我們常用的電子產(chǎn)品，例如手機(jī)、平板等所需要的是一定額度以下的直流電，但目前國(guó)家統(tǒng)一的額定電壓為220V，因此我們必須要把電廠輸送到家庭的220V交流電轉(zhuǎn)換成合適的直流電，這時(shí)候就需要變壓器或充電器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，沒(méi)有電子產(chǎn)品可以例外。顯然，電力轉(zhuǎn)換技術(shù)在我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉薄６陔娏D(zhuǎn)換系統(tǒng)中，最為關(guān)鍵的一部分就是功率半導(dǎo)體元件，它性能的好壞將決定這個(gè)電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的優(yōu)劣。

（來(lái)源：節(jié)能黑科技:氮化鎵GaN功率半導(dǎo)體）

為了制備出好的功率半導(dǎo)體元件，就必須選用適合的半導(dǎo)體材料。目前最為常用的半導(dǎo)體材料為Si，但是經(jīng)過(guò)數(shù)十年的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，Si的潛力基本已經(jīng)發(fā)揮到極致，很難在性能上再進(jìn)一步，這就是氮化鎵（GaN）開(kāi)始崛起的重要原因。

氮化鎵的優(yōu)勢(shì)

先看看氮化鎵的基本特性，氮化鎵GaN與硅相比，具有禁帶寬度大、臨界擊穿電場(chǎng)大、飽和電子漂移速度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。之所以能夠得到快充產(chǎn)業(yè)的青睞，主要原因有以下兩點(diǎn)：

一、熱性能卓越。由于硅器件的性能限制，在中高功率應(yīng)用時(shí)，往往需要輔助被動(dòng)散熱（To封裝或散熱片），這也是造成開(kāi)關(guān)電源體積增加的主要原因之一。氮化鎵器件在性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋離日益陳舊的功率MOSFET器件，具有更低導(dǎo)通電阻、更低電容、更大電流及卓越的熱性能。這種優(yōu)良特性，讓氮化鎵功率器件幾乎可以完全告別傳統(tǒng)的輔助被動(dòng)散熱方式，而依靠PCB覆銅、過(guò)孔搪錫等小范圍的方式實(shí)現(xiàn)散熱。拋棄了笨重的輔助被動(dòng)散熱設(shè)施，體積將可做得更為小巧。

二、GaN高頻特性帶來(lái)高效。通常來(lái)說(shuō)，要提高開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品的功率密度（即同等體積下，輸出功率越高），首先考慮的是提高其開(kāi)關(guān)頻率，能有效的減小變壓器、濾波電感、電容的體積，而GaN的材料特性恰恰能夠滿足這一要求。

綜合來(lái)說(shuō)，氮化鎵GaN元器件具有通態(tài)電阻小、開(kāi)關(guān)速度快、耐高溫、耐壓高性能好等優(yōu)點(diǎn)，有著硅元器件無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，確實(shí)非常適合使用在電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中。

氮化鎵快充頭

氮化鎵的發(fā)展趨勢(shì)

不過(guò)由于氮化鎵生產(chǎn)門(mén)檻較高，它的成本相對(duì)硅來(lái)說(shuō)都高出不少，因此還有不少電源系統(tǒng)制造商仍在觀望，選擇等待氮化鎵接近硅的價(jià)格再采用。但隨著技術(shù)上的突破，氮化鎵的成本控制已經(jīng)得到了顯著成果。

比如前段時(shí)間氮化鎵功率晶體管廠商GaN Systems就宣布其低電流、大批量氮化鎵晶體管的價(jià)格已跌至1美元以下，這些晶體管通常用于智能手機(jī)和筆記本電腦以及各種消費(fèi)品和工業(yè)應(yīng)用的氮化鎵充電器和AC適配器。而且隨著全球眾多消費(fèi)者、企業(yè)和工業(yè)市場(chǎng)客戶的產(chǎn)量提高，GaN Systems預(yù)計(jì)氮化鎵晶體管的價(jià)格會(huì)進(jìn)一步降低。

總而言之，小編相信氮化鎵全面攻占快充頭市場(chǎng)已是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，在氮化鎵的幫助下，未來(lái)電源系統(tǒng)一定可以變得更小、更輕、更涼、更便宜。根據(jù)Grand View Research的預(yù)測(cè)，全球氮化鎵半導(dǎo)體器件市場(chǎng)將從2020年的16.5億美元（市場(chǎng)規(guī)模價(jià)值）以19.8％的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2027年達(dá)到58.5億美元，可預(yù)見(jiàn)未來(lái)氮化鎵在消費(fèi)類(lèi)電子等領(lǐng)域必將得到更廣泛的應(yīng)用。

資料來(lái)源：

【YSFXWORLD S2】#20 節(jié)能黑科技:氮化鎵GaN功率半導(dǎo)體

65W氮化鎵充電頭，小巧便攜！電腦也能充

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