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氮化镓快充研发重大突破，三大核心芯片实现全国产
充电头网近日从供应链获悉，国产氮化镓快充研发取得重大突破，三大核心芯片实现自主可控，性能达到国际先进水准。
一、氮化镓快充市场规模
氮化镓（gallium nitride，GaN）是下一代半导体材料，其运行速度比旧式传统硅（Si）技术加快了二十倍，并且能够实现高出三倍的功率，用于尖端快速充电器产品时，可以实现远远超过现有产品的性能，在尺寸相同的情况下，输出功率提高了三倍。
也正是得益于这些性能优势，氮化镓在消费类快充电源市场中有着广泛的应用。充电头网统计数据显示，目前已有数十家主流电源厂商开辟了氮化镓快充产品线，推出的氮化镓快充新品多达数百款。华为、小米、OPPO、魅族、三星、中兴、努比亚、魅族、realme、戴尔、联想等多家知名手机/笔电品牌也先后入局。
另有数据显示，在以电商客户为主的充电器市场，2019年氮化镓功率器件出货量约为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器件的出货量有望达到5000万颗。预计2025年全球GaN快充市场规模将达到600多亿元，市场前景异常可观。
二、氮化镓快充的主要芯片
据了解，在氮化镓快充产品的设计中，主要需要用到三颗核心芯片，分别氮化镓控制器、氮化镓功率器件以及快充协议控制器。目前氮化镓功率器件以及快充协议芯片均已陆续实现了国产化；而相比之下，氮化镓控制芯片的研发就成了国产半导体厂商的薄弱的环节，氮化镓控制器主要依赖进口，主动权也一直掌握在进口品牌手中。
这主要是因为GaN功率器件驱动电压范围很窄，VGS对负压敏感，器件开启电压阈值（VGS-th）低1V~2V左右，极易受干扰而误开启。所以相较传统硅器件而言，驱动氮化镓的驱动器和控制器需要解决更多的技术难题。
此外，目前市面上除了少数内置驱动电路的GaN功率器件对外部驱动器要求较低之外，其他大多数GaN功率器件均需要借助外部驱动电路。
没有内置驱动电路而又要保证氮化镓器件可靠的工作并发挥出它的优异性能，除了需要对驱动电路的高速性能和驱动功耗做重点优化，还必须让驱动器精准稳定的输出驱动电压，保障器件正确关闭与开启，同时需要严格控制主回路上因开关产生的负压对GaN器件的影响。
三、全套国产芯片氮化镓快充问世
东莞市瑞亨电子科技有限公司近日成功量产了一款65W氮化镓快充充电器，除了1A1C双口以及折叠插脚等常规的配置外，这也是业界首款基于国产氮化镓控制芯片、国产氮化镓功率器件、以及国产快充协议芯片开发并正式量产的产品。三大核心芯片分别来自南芯半导体、英诺赛科和智融科技。
充电头网进一步了解到，瑞亨65W 1A1C氮化镓快充充电器内置的三颗核心芯片分别为南芯的主控芯片SC3021A、英诺赛科氮化镓功率器件INN650D02，以及智融二次降压+协议识别芯片SW3516H。
该充电器支持100-240V~ 50/60Hz输入和双口快充输出，配备最大输出65W的USB-C接口，以及最大30W输出的USB-A接口。
瑞亨65W 1A1C氮化镓快充整机尺寸约为53*53*28mm，功率密度可达0.83W/mm³，与苹果61W充电器修昂相比，体积约缩小了三分之一。
ChargerLAB POWER-Z KT001测得该充电器的USB-A口支持Apple2.4A、Samsung5V2A、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、SCP、PE等协议。
USB-C口支持Apple2.4A、Samsung5V2A、QC3.0、QC2.0、AFC、SCP、PE、PD3.0 PPS等协议。
PDO报文显示充电器的USB-C口支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A、3.3-11V 5A。
四、氮化镓快充三大核心芯片自主可控
南芯总部位于上海。南芯SC3021A满足各类高频QR快充需求，采用专有的GaN直驱设计，省去外置驱动器或者分立驱动器件；集成分段式供电模式，单绕组供电，无需复杂的供电电路；内置高压启动及交流输入Brown In/Out功能，集成了X-cap放电功能；SC3021A最高支持170KHz工作频率，适用于绕线式变压器，SC3021B最高支持260KHz工作频率，适用于平面变压器。
南芯SC3021A详细规格资料。
初级侧氮化镓开关管来自英诺赛科，型号INN650D02 ，耐压650V，导阻低至0.2Ω，符合JEDEC标准的工业应用要求，这是整个产品的核心元器件。INN650D02 “InnoGaN”开关管高频特性好，且导通电阻小，适合高频高效的开关电源应用，采用DFN8*8封装，具备超低热阻，散热性能好，适合高功率密度的开关电源应用。
英诺赛科总部在珠海，在珠海、苏州均有生产基地。据了解，INN650D02 “InnoGaN”开关管基于业界领先的8英寸生产加工工艺，是目前市面上最先量产的先进制程氮化镓功率器件，这项技术的大规模商用将推动氮化镓快充的快速普及。
目前，英诺赛科已经在苏州建成了全球最大的集研发、设计、外延生产、芯片制造、测试等于一体的第三代半导体全产业链研发生产平台，满产后将实现月产8英寸硅基氮化镓晶圆65000片，产品将为5G移动通信、数据中心、新能源汽车、无人驾驶、手机快充等战略新兴产业的自主创新发展提供核心电子元器件。
英诺赛科InnoGaN系列氮化镓芯片已经开始在消费类电源市场大批量出货，成功进入了努比亚、魅族、Lapo、MOMAX、ROCK、飞频等众多知名品牌快充供应链，并且均得到良好的市场反馈，成为全球GaN功率器件出货量最大的企业之一。
智融总部位于珠海。智融SW3516H是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片，支持A+C口任意口快充输出，支持双口独立限流。其集成了 5A 高效率同步降压变换器，支持 PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、低压直充等多种快充协议，CC/CV 模式，以及双口管理逻辑。外围只需少量的器件，即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。
智融SW3516H详细规格资料。
五、行业意义
在快充电源的更新迭代中，氮化镓功率器件凭借其高频低阻、高导热、耐高温等特性，越来越被行业关注，并逐渐成为了消费类电源市场的全新发展方向。
氮化镓快充三大核心芯片全面国产，一方面是在当前中美贸易摩擦的大背景下，避免关键技术被掐脖子；另一方面，国产半导体厂商可以充分发挥本土企业的优势，进一步降低氮化镓快充的成本，并推动高密度快充电源的普及。在未来的市场争夺战中，全国产的氮化镓快充方案也将成为颇具实力的选手。
相信在不久之后，氮化镓快充产品的价格将会逐渐平民化，以普通硅充电器的价格购买到全新氮化镓快充的愿景也将成为可能。
干货！一文看懂充电模块行业发展趋势：国内企业出海趋势显现
原文标题：2022年全球及中国充电模块市场现状及趋势分析，国内企业出海趋势显现「图」
一、充电模块综述
充电桩主要指代为新能源电动车提供充电服务的设备装置，功能可类比加油站中的加油机，安装在公共场所的停车场、充电站或者居民小区、企业停车场等私人场所内，可根据不同的电压等级为各类型号的电动汽车提供充电服务。充电桩硬件构造主要包括外部硬件和内部硬件。
充电桩硬件构造
资料来源：公开资料整理
充电模块是充电的内部硬件，是充电设备关键器件，主要负责电路控制、转换与保证供电电路稳定性，关系充电桩整体性能与充电安全，占充电桩整体成本50%左右，其中半导体功率器件（IGBT）占充电模块成本30%。
充电设备及充电模块成本构成情况（单位：%）
资料来源：公开资料整理
二、充电设施建设相关政策梳理
充电基础设施的建设是新能源汽车行业发展的基本保障。2020年国务院发布的《关于印发新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）的通知》明确指出我国电动汽车充电设施的三个重点发展方向：加快充换电基础设施建设、提升充电基础设施服务水平、鼓励商业模式创新。2022年出台三部文件关于加快充电基础设施服务保障、提升大功率充电等。
近年来中国充电基础设施建设相关政策梳理
资料来源：政府公开报告，华经产业研究院整理
三、充电桩产业链
1、产业链简析
充电桩产业链主要由上游充电桩部件制造商、中游充电桩整合制造和运营、下游新能源车企和和充电服务运营解决商等。
上游：主要零部件大多为标准化电气产品，制作技术难度小，企业之间同质性高，产品差异化程度低，企业毛利率较低。中游：充电桩运营方与生产方有业务重合部分，不少主流充电桩企业的商业模式采取生产+营运一体化模式。随着新能源汽车行业快速增长，未来市场空间巨大。下游：新能源车企，包括新能源乘用车和商用车制造企业；充电服务解决商以帮B端企业设计整体运营方案、增加广告收入为主要业务模式。
充电桩产业链
资料来源：公开资料整理
2、充电设施建设情况
从充电设施建设情况来看，2017年至2020年期间，充电桩行业属于成长早期，增速较为稳定，至2021年开始国内充电设施建设速度加快。据中国充电联盟数据，2022年中国充电设施保有量达到521万台，充电基础设施增量为259.3万台，同比增加99.1%。其中公共充电桩(公用+专用)保有量为179.7万台，随车配建私人充电桩保有量为341.2万台，私人充电桩增速快于公共充电桩。
2017-2022年中国充电设施保有量及细分情况
资料来源：中国充电联盟，华经产业研究院整理
市场规模方面，根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟（EVCIPA）数据，2021年我国充电桩市场规模为418.7亿元，预计到2026年底，我国充电桩行业市场规模有望达到2870亿元，五年复合年均增长率将达37.8%。
2017-2026年中国充电设施市场规模及增速情况
资料来源：EVCIPA，华经产业研究院整理
四、充电模块行业现状分析
受益于充电桩市场建设加快，充电模块市场规模持续增长。据相关数据显示，2021年全球充电模块市场规模约为26.97亿元，国内市场规模为24.18亿元，占比达到89.7%。
2020-2025年全球充电模块市场规模情况
资料来源：公开资料整理
需求方面，国内市场需求目前远大于海外，未来海外市场需求增速快于国内。据数据显示，2021年国内新增充电模块需求约为2198万KW，海外市场新增充电模块需求仅为141万KW。
2020-2025年全球充电模块新增市场需求情况
资料来源：公开资料整理
五、充电模块行业竞争格局情况
从市场竞争格局来看，国内充电模块市场集中度逐渐提高，网联化扩展想象空间。据统计，2016-2019年，特来电、国家电网和星星充电三家充电桩龙头所占份额连续四年保持在70%左右。近年来，充电模块价格急速下跌，在大功率、智能化、网络平台化的发展趋势下，有充电模块生产能力的厂商主要分为自产自用的充电桩厂商（中恒、特来电等）及已有一定技术积累的充电模块供应商（英飞源、华为、中兴等电力电源或通讯电源企业）两类，目前充电模块市场占有率前五的企业包括英飞源、特来电、永联、英可瑞、中兴，CR5占超70%。
中国充电模块行业市场竞争格局情况（单位：%）
资料来源：公开资料整理
六、充电模块行业未来发展趋势
1、技术端。大功率快充新趋势推动充电桩技术变革，大功率模块市场前景广阔。搭载800V高压充电平台车型在普通充电桩下适配性有限，无法达到理论快充速度，大功率直流快充桩已逐渐成为行业未来发展趋势，也对充电模块提出了新的技术要求。单个充电模块功率较低，需多个充电模块并联满足充电桩功率要求。目前市场模块功率多以15kW/20kW为主，未来大功率趋势下30kW、40kW，甚至更高或成为行业主流，头部企业华为、优优绿能、通合科技、永联科技、盛弘股份等已推出40kW大功率充电模块。大功率快充技术发展下，充电模块输出电压向1000V迈进，效率有望进一步提升至98%。
充电模块技术现状及未来发展趋势
资料来源：公开资料整理
2、市场端。
海外充电模块盈利性显著高于国内，国内企业纷纷布局海外渠道。以充电模块业务收入占比超90%的优优绿能为例，2019至2022H1海外毛利率均为国内的2倍左右，2022年H1海外毛利率达43.36%。海外收入占比持续提升扭转毛利率下降趋势，2019至2021年，优优绿能海外收入占比由14%提升至24%，充电模块毛利率受行业竞争于疫情影响由29.25%下降至29.81%，2022年H1海外收入占比大幅提升至43%，毛利率下降趋势扭转，提升至30.64%。
2019-2022年优优绿能海外及国内业务毛利率情况
资料来源：公司公告，华经产业研究院整理
除优优绿能外，华为、通合科技、盛弘股份等国内主要功率模块生产企业纷纷布局海外渠道。
国内主要充电模块生产企业出海渠道建设情况
资料来源：各公司公告，华经产业研究院整理原文标题：2022年全球及中国充电模块市场现状及趋势分析，国内企业出海趋势显现「图」
华经产业研究院对中国充电模块行业发展现状、行业上下游产业链、竞争格局及重点企业等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国充电模块行业市场全景评估及发展战略规划报告》。