氮化镓的现在与未来

新技术和产品诞生本身也伴随着很多不确定性与反复。初创公司FinSix推出的Dart系列电源曾经在一段时间内被当成最有戏的氮化镓电源，但Dart系列电源本身定价高达700元人民币，并且设计相对普通，支持苹果USB Type-C充电的型号还要额外购买Dart-C版本。可惜，Dart-C几乎就没有过有货的时候。

随后，台达Innergie PowerGear 60C在发布的时候曾经有传言使用了氮化镓GaN技术，正式售价同样接近700元人民币，以至于下预定订单的用户相信Innergie PowerGear 60C与Dart-C电源相当。但很快经过拆解发现，Innergie PowerGear 60C仍然只是使用传统的硅基器件。

被称为网红电源的ThinkPlus口红电源，与台达Innergie PowerGear 60C相似，把65W功率电源压缩成了近似于口红大小，定价也便宜了很多，电商售价只需要200元人民币左右，支持USB PD，兼容苹果、戴尔等多家笔记本，以及绝大多数手机快充，可以说是当下最良心的电源。

即便如此，ThinkPlus口红电源设计仍然基于传统硅基器件功率MOSFET，只能说是现有工艺的进一步提升。事实上，X宝上也有许多小作坊式厂商在尝试压缩40W到65W之间的电源体积，一方面不知名，另一方面也被反映存在漏电情况，体验不如ThinkPlus口红电源。

这时候再回过头来看Anker2018新品发布会宣布推出基于氮化镓元件电源，就会觉得量产消费级氮化镓电源有多么不容易。率先开卖的PowerPort Atom PD 1实际体积仅比iPhone 5W原装充电器稍大一些，拥有一个USB Type-C口，支持USB PD快充协议，功率为30W。

但也仅仅是开始，接下来Anker还会推出60W双口、100W多口，基于氮化镓元件的电源，消费级氮化镓电源产品化才算在1个月前正式拉开序幕。目前为止，Anker仍然是市面唯一大规模量产、销售消费级氮化镓电源的厂商。

其实在军工领域，基于氮化镓器件早已被广泛使用，战斗机、雷达等军事设备高效和稳定的氮化镓器件设备。但对于消费级功率转换半导体器件而言，要求很明确，就是高效率、高可靠性、可控性和低成本，违背这些要求的器件不可能成为主流。

在讨论电源管理技术的时候，通常会把四个问题摆上台面，分别是：

1、是否能够提供新功能？
2、是否容易使用？
3、对用户是否具有成本效益？
4、是否可靠？

毫无疑问，氮化镓晶体管实现最重要的新功能就是开关速度突破，它具有比硅更高的临界击穿电场，能够承当从漏极到源极更大的电压，这也使得导通电阻比硅基MOSFET更小，并且效率更高、速度更快。

氮化镓电源仍然是基于现有硅基MOSFET设计，在结构和应用上能够直接复制，让工程师、厂商上手更为迅速，对于消费者而言，除了氮化镓电源体积更小之外，没有任何上手和使用门槛。

目前氮化镓晶体管可以在150毫米直径的衬底上制造，很快就能发展到200毫米直径衬底，特别是氮化镓晶体管使用的是标准硅衬底，可以做到与相同衬底制造上不会增加成本，但由于氮化镓晶体管需要的面积更小，成本相对会更低。

而随着需求不断上升，产线投产，外延生长、晶圆制造成本都会进一步降低，特别是简单的氮化镓晶体管结构制备工艺比现有技术的功率MOSFET少很多工艺处理步奏。

重点是，氮化镓技术才刚刚开始，它距离理论极限还很远，现在的氮化镓电源在多年之后往回看，一定也显得非常原始。

在上个世纪70年代，功率MOSFET设计者相信会有一个技术完全取代双极型晶体管，现在功率MOSFET确实在改变人们的生活，并催生出了新应用和新市场。氮化镓技术可能就会是下一个转折点，随着越来越多氮化镓晶体管设计进入市场，硅基氮化镓外延生长技术成熟，我们很快会发现游戏笔记本电源可以很小，甚至不需要，通过机身自带的氮化镓电源，只延伸出插口向交流电取电，干掉外置电源本身，也是完全有可能的。

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