創科廣場｜Navitas夥小米進軍充電市場 氮化鎵取代傳統矽晶片

近年氮化鎵（GaN）快速充電器迅速興起，美國加州氮化鎵晶片廠商Navitas（納微），剛獲得下月舉行的美國消費性電子展（CES）內嵌式技術（Embedded Technologies）CES2022年創新獎。

較早前，Navitas亦公布與小米合作，進軍消費快充及電動車市場。80年代以來，矽（Silicon）由於導電性能良好，一直都是電晶體的首選物料。不過，矽在熱能和電力傳輸上有缺點，導致元件無法再大幅縮小。氮化鎵正取代矽，成為充電器晶片新一代物料，氮化鎵屬於第三代半導體技術，元件的開關速度，較矽製作的MOSFET元件快上20倍，比IGBT元件更快100倍。

氮化鎵充電器發熱量更低，較少發熱量，代表元件之間的距離更近，充電器體積更小之餘，保留所有充電功能，又能符合安全標準，尺寸和重量更小得多。

氮化鎵亦可傳導更高的電壓，電流通過氮化鎵製成元件，比矽的速度快，處理速度更高，所以感應、控制和保護性能更穩定。GaN提高了效率，發熱量卻更低，功率密度、穩定性、工作頻率、導熱性、能源轉換各方面，均有極大的提升。

Navitas開發的氮化鎵GaNFast Power IC晶片，以氮化鎵取代傳統的矽晶片後，GaNFast的功率和充電速度，提高了3倍以上，體積和重量則減半，功耗更低。

GaNSense技術通過對系統在電流、電壓和溫度的精確感測，實現高效率、自動化和可靠的操作；從檢測到啟動保護，只需時30Nanosecond（奈秒，十億分一秒）完成。GaNSense技術120W快速充電器可實現高達1.4W/cc功率密度，手機電池容量4500mAh從0%到充滿電，只需17分鐘。

網羅各大廠商

Navitas的技術已應用在聯想、小米、Dell、OPPO、亞馬遜和其他智能用品的充電器，並會在CES2022展出。Navitas技術用於消費電子產品以外，甚至可應用在太陽能、數據中心和電動汽車。以電動車充電為例，氮化鎵的充電設備體積小、電能轉換效率可達97%以上，充電時間短、逆變器功耗更低，電池成本也會降低。

Navitas氮化鎵也可應用在20W到300W氮化鎵的快充電源適配器上，以及額定功率的1300W，大幅減少數據中心的能耗。

據估計2026年，氮化鎵充電市場會超過130億美元。GaNFast IC採用的GaNSense技術長遠對保護環境亦有好處，節能可高達4成，碳排放比矽晶片亦低了10倍。

Navitas成為小米夥伴後，雙方正開發多個氮化鎵方案。Navitas管理人員高調出席11月小米北京舉辦的2021的Demo Day。

小米是全球的第二大手機品牌，又公布成立全資附屬公司，研發生產電動車；預計10年投資100億美元。

市場競爭並不激烈

小米總裁王翔公布了充電技術上與Navitas合作，展出消費和車載的產品。Navitas展示GaNFast功率晶片，應用在小米65W氮化鎵快充充電器，以及最新Civi手機的55W氮化鎵快充充電套裝上。Navitas又展出6.6kW的車載充電器（OBC），具有240V-420V寬電壓輸出，尺寸僅為222×168×60mm，功率密度達到kW/liter。

氮化鎵晶片市場競爭仍不算激烈，市場上的氮化鎵快速充電器，多半由3家廠商晶片瓜分，除Navitas以外、歷史最悠久為Power Integrations、以及最新成立的深圳Innoscience（英諾賽科）。

Navitas則在2014年成立，但氮化鎵研究擁有超過200多項專利。據研究機構TrendForce估計，2021年氮化鎵充電市場會達8300萬美元，以年率計上升了73%，Navitas市佔率高達29%，今年超越了老牌的Power Integrations，一躍而成為市場最大廠商。今年10月，Navitas通過SPAC形式在納斯達克上市，市值超過19億美元。