荔园定律：消费类氮化镓快充的发展趋势

华南师范大学：曾鸣

红与蓝微电子（上海）有限公司：李全春

深圳市倍思科技有限公司:  何世友 陈龙扣

浙江大学：李京波

深圳大学：刘新科、钟泽

通信作者：深圳大学 刘新科

 

图1. (a)氮化镓快充输出功率—产品体积图； (b) 氮化镓快充输出功率—产品质量图

华南师范大学、红与蓝微电子（上海）有限公司、深圳市倍思科技有限公司、国家第三代半导体技术创新中心深圳综合平台、浙江大学、深圳大学的研究人员对近五年消费类氮化镓快充产品进行了调研，并且发现了规律性趋势。根据产品3C报告得到氮化镓快充产品参数（见图1）。可以看到随着产品的深入研究，各大品牌的氮化镓快充输出功率也是逐年上升。2019年氮化镓快充产品技术不成熟，市场上普遍的快充功率在20~30 W左右，且体积较大，这使得氮化镓快充的功率密度普遍在1 W/cm3以下。而2021年市场技术成熟，利用氮化镓器件的特性成功缩小快充体积，使市场氮化镓快充功率密度普遍超越1W/cm3。随后各大品牌氮化镓快充研发竞争激烈，其中Realme在2023年发布240 W氮化镓快充更是只有102 cm3，成功使功率密度达到2.36 W/cm3成为市场上功率密度最大的氮化镓快充。

而从质量上看，2018年Anker发布市场第一款30 W氮化镓快充，质量为54 g，功率密度仅为0.53 W/g。而到2022年氮化镓快充技术发展，OPPO发布200 W氮化镓快充成为首个突破200 W的氮化镓快充，且体积仅为147 g，使OPPO200 W功率密度达到1.36 W/g，成为市场首家功率密度突破1 W/g的品牌。而目前市场快充输出功率最大的是2023年发布的Realme240 W，其质量仅为166 g，功率密度达到了1.44 W/g。

 

图2. 近五年氮化镓快充功率迅速增长

 

2018年10月，ANKER在纽约发布了全球首款USB PD 氮化镓充电器PowerPort Atom PD1，标志GaN技术正式进入消费市场。2019年9月，倍思在2019新品发布会上发布2C+A氮化镓充电器，充电功率达到65 W，点燃了氮化镓快充市场的热情，各类品牌的氮化镓快充涌入消费者的视野。2020年8月小米发布小米10，附带的120 W氮化镓快充成为首个输出功率突破百瓦的手机氮化镓充电器，标志国内厂商成功实现手机快充输出功率突破百瓦，氮化镓快充领域国内厂商走在了世界前列。2021年1月OPPO的子品牌iQOO也成功突破百瓦快充技术，发布了iQOO7配套的120 W氮化镓快充，而同年华为的荣耀10也宣布成功突破百瓦，发布100 W氮化镓快充，成为世界首批突破百瓦快充的手机厂商。2022年7月iQOO发布系列手机iQOO 10，同时宣布手机快充技术突破200 W，发布了200 W氮化镓快充充电器，成为首个实现快充功率突破200 W的手机厂商，两个月后小米发布210 W氮化镓快充，氮化镓快充竞争更加激烈。2023年1月Realme在MWC大会上首发了GT Neo5手机，搭配240 W氮化镓快充，其功率密度达到惊人的2.36 W/cm3和1.45 W/g，在技术上达到行业前列。

 

图3. (a)氮化镓快充产品功率密度近五年发展;  (b)功率密度（质量）增长情况

 

根据产品3C报告统计产品功率密度近五年的增长。 2018年Anker发布首款氮化镓快充凭借体积优势达到0.56 W/cm3，而在一年后OPPO发布的65 W氮化镓快充实现功率密度超越1 W/cm3，达到了1.01 W/cm3，而三年后2022年iQOO首发200 W充电器，实现功率密度超越2 W/cm3，达到2 .01 W/cm3。 2018年10月Anker发布首款氮化镓快充凭借较低的重量使功率密度达到0.54 W/g，四年后2022年7月iQOO首发200 W充电器，实现功率密度超越1 W/g，达到1.36 W/g，对比2021年发布的0.86 W/g的小米120 W快充也提升巨大，标志商用氮化镓快充突破1 W/g的瓶颈。

回顾近五年市场氮化镓快充技术的发展： 

① 从2018年10月Anker首发的30W氮化镓快充到2020年8月小米首发120 W氮化镓快充，中间间隔了22个月，再到2022年7月iQOO首发200 W氮化镓快充，中间间隔21个月。

② 从2018年10月Anker发布首款氮化镓快充凭借体积优势达到0.56 W/cm3的功率密度，到2019年10月OPPO发布的65 W氮化镓快充实现功率密度超越1 W/cm3，达到了1.01 W/cm3，中间间隔12个月；再到2022年7月iQOO首发200 W氮化镓，实现功率密度超越2 W/cm3，达到2 .01 W/cm3，中间间隔33个月。

③ 从2018年10月Anker发布首款30 W氮化镓快充功率密度达到0.54 W/g，到2022年7月iQOO发布200 W氮化镓快充实现功率密度实现功率密度超越1 W/g，中间间隔45个月，功率密度达到了1.36 W/g，而2023年1月Realme发布240 W氮化镓快充功率密度达到1.44 W/g。

    通过整理近五年的数据，可以发现一个规律性趋势“荔园定律”：

① 每间隔9~12个月商用氮化镓快充的输出功率提升60%。

② 平均每间隔6~9个月商用氮化镓快充的输出功率密度提高30%。

③ 平均每间隔20~24个月商用氮化镓快充的输出功率密度提高50%

这个规律性的趋势我称之为“荔园定律”。之所以叫这个名字，是因为研究人员汇聚在深圳大学荔枝校园的荔枝树下，闻着3月的荔枝花香，探讨科技发展，一起对消费类氮化镓快充产品的发展趋势进行了讨论并得出以上三点规律。 

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