重度依賴手機(jī)已經(jīng)成為一種社會(huì)常態(tài)，很多人每天打開屏幕的次數(shù)不下百次。這讓無(wú)數(shù)人患上了“電量焦慮”，插上充電器的那一刻才能得以平息。雖然每天都在用充電器，但我們似乎從來(lái)沒有好好思考過(guò)充電器怎么才能變得更好用。今天聊一聊氮化鎵（GaN），一項(xiàng)可能改變你對(duì)充電器認(rèn)知的技術(shù)。

充電器拯救了人類，卻被罵得很慘

近十年，手機(jī)、電腦等移動(dòng)設(shè)備無(wú)論是技術(shù)、功能、設(shè)計(jì)還是體積等各個(gè)方面，都有了飛躍式的進(jìn)步。而反觀配套的充電器，功率確實(shí)越做越高，但體積和發(fā)熱量卻也隨之增長(zhǎng)。同時(shí)設(shè)備增多導(dǎo)致充電器數(shù)量增多，插線板承受了它這個(gè)年紀(jì)不該承受的重量，你們低頭看看身邊的插線板哪一個(gè)不是擁擠不堪。

所以，消費(fèi)者對(duì)充電器可以說(shuō)是又愛又恨，大家確實(shí)很需要你，但卻又說(shuō)不出它有什么讓人為之稱贊的優(yōu)點(diǎn)，反而吐槽居多。

目前而言，消費(fèi)者對(duì)充電器的痛點(diǎn)在于數(shù)量多、體積大，在桌上占地方、出門攜帶麻煩。

雖然現(xiàn)在市面上有多口充電器，但每個(gè)口平均功率低、充電速度慢，并且充不了筆記本電腦等更大功率的設(shè)備。如果提高功率，又會(huì)讓充電器體積變得很大、發(fā)熱嚴(yán)重，很矛盾。

理想中的完美充電器應(yīng)該是接口多、功率大，足夠給多個(gè)設(shè)備同時(shí)快充，手機(jī)、平板、筆記本通吃，體積跟普通的單口充電器一樣。這樣無(wú)論是在固定場(chǎng)所還是出門在外，一個(gè)充電器就能滿足所有移動(dòng)設(shè)備的充電需求，帶著還不累贅。

TA又改變了世界？氮化鎵是何方神圣？

今年，一種新的充電科技逐漸進(jìn)入消費(fèi)者的視野——氮化鎵，它的出現(xiàn)在死氣沉沉的充電器行業(yè)掀起一股了前所未有的技術(shù)迭代浪潮，有些人說(shuō)這就是未來(lái)完美充電器的解決方案。聽起來(lái)很厲害，但氮化鎵到底是個(gè)什么東東？

充電系統(tǒng)可以類比為這樣的一套系統(tǒng)：水龍頭、水桶、水池。如何裝滿水池？打開水龍頭？接滿水桶？關(guān)閉水龍頭？轉(zhuǎn)移水桶到水池邊？倒入水池這一系列動(dòng)作循環(huán)往復(fù)即可。

那如果把水桶換成體積更小的水杯，如何保證裝滿水池的時(shí)間不變？答案是提高水龍頭的開關(guān)頻率，雖然單次運(yùn)輸?shù)乃兩伲粫r(shí)間內(nèi)運(yùn)輸次數(shù)大幅增加，最后裝滿水池的時(shí)間就可以保持不變甚至縮短。

僅作示意圖，不代表實(shí)際電路

充電的原理大致上也是如此，打開開關(guān)管？裝滿原邊變壓器？關(guān)閉開關(guān)管？轉(zhuǎn)移電能到副邊？倒入電池，其中開關(guān)管和變壓器就分別對(duì)應(yīng)了上述的水龍頭和水桶。因此提高開關(guān)管的開關(guān)頻率，就可以用體積更小的變壓器。而變壓器恰好是充電器中體積最大的元器件之一，占據(jù)了內(nèi)部相當(dāng)大的空間，所以縮小變壓器，也就能縮小充電器。

目前，開關(guān)管基本上都是硅和鍺半導(dǎo)體材料，而且MOSFET這類開關(guān)管頻率已經(jīng)很高，提升空間很小，進(jìn)一步提高頻率也會(huì)帶來(lái)更大的開關(guān)損耗，增加發(fā)熱，降低效率，所以在硅半導(dǎo)體上繼續(xù)做文章難度很大。

氮化鎵是一種可以代替硅、鍺的新型半導(dǎo)體材料，由它制成的氮化鎵開關(guān)管開關(guān)頻率大幅度提高，損耗卻更小。這樣充電器就能夠使用體積更小的變壓器和其他電感元件，從而有效縮小體積、降低發(fā)熱、提高效率。當(dāng)然，這是理論上。

理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感？

說(shuō)了這么多，氮化鎵充電器最大的好處就一句話：同等功率下體積更小，同等體積下功率更大。那么事實(shí)是不是如此呢？

正好手上有一些產(chǎn)品，先來(lái)對(duì)比紫米65W非氮化鎵充電器和倍思65W氮化鎵充電器。

左：iPhone 6s 中：紫米 右：倍思氮化鎵

很明顯能看出來(lái)這3款充電器在體積上的區(qū)別，盡管倍思65W氮化鎵充電器功率更大，但體積幾乎比紫米65W普通充電器小了一半。

左：紫米 右：倍思氮化鎵

重量方面，倍思氮化鎵充電器實(shí)測(cè)重量比紫米輕了22g，看來(lái)氮化鎵帶來(lái)的體積和重量福利還真不小。

左：iPhone 6s 中：聯(lián)想 右：倍思氮化鎵

正當(dāng)我要第一次為氮化鎵豎起大拇指的時(shí)候，突然想起了之前聯(lián)想推出過(guò)一款非常受歡迎的“口紅電源”。拿到實(shí)物一比較后，我人傻了，同樣是65W的功率，聯(lián)想口紅電源的體積和氮化鎵充電器幾乎一致，甚至還要小那么一點(diǎn)點(diǎn)。

左：聯(lián)想 右：倍思氮化鎵

重量上聯(lián)想口紅電源還要輕上3g，關(guān)鍵是聯(lián)想這款充電器并沒有使用氮化鎵技術(shù)。這個(gè)時(shí)候，我開始懷疑人生，難道氮化鎵只是一個(gè)為了賣充電器而炒作的噱頭？

帶著這些疑惑，我們進(jìn)行了一個(gè)測(cè)試，看看除了體積重量，氮化鎵是否能帶來(lái)其他提升。

性能提升，發(fā)熱也提升

我用上述這三款充電器分別對(duì)同一臺(tái)手機(jī)進(jìn)行30分鐘快充測(cè)試，記錄30分鐘內(nèi)的充電速度以及發(fā)熱情況。所使用的手機(jī)支持27W快充，不會(huì)對(duì)3款充電器造成瓶頸。

從測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看，倍思氮化鎵充電器性能最佳，30分鐘充入71%的電量；紫米充電器次之，充入65%；而聯(lián)想口紅電源表現(xiàn)最差，僅充入48%。

仔細(xì)分析數(shù)據(jù)，倍思氮化鎵充電器充電速度非常平穩(wěn)，每10分鐘能穩(wěn)定充入11%~12%的電量，紫米在前10分鐘還能與氮化鎵充電器一戰(zhàn)，但后續(xù)有一些衰減，而聯(lián)想從一開始就大幅度落后，連技術(shù)同門的紫米都比不過(guò)。

看到這個(gè)結(jié)果，相信不少網(wǎng)友就要開始說(shuō)聯(lián)想垃圾了。先不著急噴，因?yàn)槲艺J(rèn)為這應(yīng)該不是硬件設(shè)計(jì)不足和轉(zhuǎn)換效率低下的問題，充電協(xié)議可能要背大鍋。

左：聯(lián)想 右：倍思氮化鎵

通過(guò)功率計(jì)的數(shù)據(jù)來(lái)看，原因顯而易見，聯(lián)想充電器的輸出功率僅有14W左右，而倍思氮化鎵充電器能夠達(dá)到23W。對(duì)于一款最高支持65W的充電器來(lái)說(shuō)，這肯定不是硬件缺陷或者轉(zhuǎn)換效率的問題，而是出現(xiàn)了快充協(xié)議不兼容的情況。關(guān)于快充協(xié)議這里不多介紹，有興趣的可以點(diǎn)這里查看相關(guān)文章。

不過(guò)從倍思和紫米之間的數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，在快充協(xié)議兼容、能提供滿速的情況下，倍思氮化鎵充電器在充電效率和速度上確實(shí)有一定優(yōu)勢(shì)。

發(fā)熱方面讓人有些意外，理論上氮化鎵技術(shù)能夠降低損耗從而降低發(fā)熱，但根據(jù)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看氮化鎵充電器比兩款普通的充電器熱了非常多，正好冬天來(lái)了當(dāng)個(gè)暖手寶還是沒問題。

氮化鎵只是進(jìn)化，并非革命

綜合來(lái)看，氮化鎵似乎并沒有帶來(lái)什么質(zhì)的飛躍，雖然性能上確實(shí)厲害一點(diǎn)，但犧牲了發(fā)熱，最重要的是體積重量并沒有傲視群雄，畢竟聯(lián)想口紅電源也做到了這么小，問題到底出在哪里？

其實(shí)仔細(xì)觀察一下，聯(lián)想口紅電源能做到這么小其實(shí)是有很大妥協(xié)的。

左：聯(lián)想 右：倍思氮化鎵

聯(lián)想口紅電源最大的妥協(xié)就是僅有一個(gè)type-c接口，實(shí)用性大打折扣，而倍思氮化鎵充電器擁有兩個(gè)C口和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的A口，能夠同時(shí)滿足三臺(tái)設(shè)備的需求。另外，充電器的插頭攜帶時(shí)也是比較礙事的，倍思可以折疊，聯(lián)想不能。還有一點(diǎn)，聯(lián)想口紅電源的價(jià)格其實(shí)和倍思氮化鎵充電器是差不多的，這就讓聯(lián)想口紅電源的性價(jià)比顯得比較低了。

左：其他充電器 右：倍思氮化鎵

如果同時(shí)有多個(gè)設(shè)備，倍思氮化鎵充電器1個(gè)可以頂3個(gè)，確實(shí)節(jié)省了不少空間和重量。所以即使外表看起來(lái)差不多大，但倍思氮化鎵充電器多出兩個(gè)接口和折疊式插頭，占據(jù)了不少內(nèi)部空間，對(duì)于本身空間就很吃緊的充電器來(lái)說(shuō)，已經(jīng)足夠多了，這就是氮化鎵技術(shù)帶來(lái)的體積福利。

像紫米65W充電器雖然也有三個(gè)接口和折疊插頭，但體積和重量就被倍思氮化鎵充電器碾壓，并且紫米是多口加起來(lái)65W，單口最高其實(shí)只有45W，而倍思氮化鎵充電器第一個(gè)C口可以直接輸出65W。

特別是在上面這種情況下，氮化鎵充電器的好處就體現(xiàn)得淋漓盡致。無(wú)論是在辦公室還是出差，1個(gè)充電器就可以同時(shí)充手機(jī)和電腦，省掉了不少麻煩，同時(shí)整潔的環(huán)境也可以讓人感到愉悅。

小結(jié)

結(jié)論很明顯，氮化鎵技術(shù)確實(shí)讓充電器的性能和體積趨于完美，但實(shí)際體驗(yàn)也沒有那么神乎其神，畢竟只是個(gè)充電器而已。現(xiàn)在市面上氮化鎵充電器普遍比同類型的普通充電器貴50%以上，值不值就看各位的想法和消費(fèi)實(shí)力了。我個(gè)人認(rèn)為，經(jīng)常出差的商務(wù)人士、數(shù)碼愛好者或者喜歡整潔的人可以嘗嘗鮮，至于沒有太多需求的人，大可以等氮化鎵技術(shù)普及后，價(jià)格便宜了再入手。

為什么充電器先吃氮化鎵這個(gè)螃蟹？

在消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品中，充電器是氮化鎵技術(shù)應(yīng)用速度最快、宣傳力度最大的品類，而PC等其他電源產(chǎn)品線似乎沒什么動(dòng)靜。個(gè)人認(rèn)為，這跟技術(shù)本身關(guān)系并不大，而是在于這個(gè)行業(yè)的熱度。

任何廠家用氮化鎵的目的肯定不是做公益、推動(dòng)世界進(jìn)步，而是賺更多的錢。以現(xiàn)在這個(gè)消費(fèi)環(huán)境來(lái)看，流量才是王道。不管技術(shù)多牛X，沒有噱頭和熱點(diǎn)，就很難變現(xiàn)。

手機(jī)是消費(fèi)市場(chǎng)流量最高的品類，無(wú)論是需求還是關(guān)注度都是頂級(jí)。講個(gè)笑話，不管實(shí)際體驗(yàn)如何，N千萬(wàn)像素和N顆攝像頭就可以宣傳媲美單反，掀起一陣熱潮。在商家眼里，能做營(yíng)銷的技術(shù)才是好技術(shù)。

充電器行業(yè)以前是個(gè)毫無(wú)關(guān)注度的行業(yè)，近幾年好不容易搭上了智能手機(jī)的快車，現(xiàn)在突然冒出個(gè)氮化鎵，商家自然是不會(huì)放過(guò)這么優(yōu)質(zhì)的熱點(diǎn)。即使這個(gè)技術(shù)只能帶來(lái)5%的性能提升，但可以帶更大的關(guān)注度、銷量和50%以上的溢價(jià)，這就值得去做了。

PC電源和CRPS服務(wù)器電源用氮化鎵的產(chǎn)品目前非常非常少，幾乎沒有。一方面這些電源的體積是intel統(tǒng)一規(guī)范的，氮化鎵帶來(lái)的體積重量?jī)?yōu)勢(shì)意義不大，單純做小反而不兼容機(jī)箱機(jī)柜；另一方面，PC電源實(shí)在是太小眾了，即使氮化鎵+80plus鈦金認(rèn)證這個(gè)組合極其誘人，又有多少人會(huì)買呢？中低端電源才是出貨主力，這些級(jí)別的電源用上氮化鎵反而又喪失了價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

不過(guò)我相信它以后會(huì)慢慢普及，特別是像定制化的服務(wù)器電源、一體機(jī)電源、小機(jī)箱電源等等，如果成本能降下來(lái)，還是很值得期待的。

氮化鎵的未來(lái)還沒有到來(lái)

今天把氮化鎵和充電器聯(lián)系在一起，視野和格局有點(diǎn)小了，其實(shí)氮化鎵的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此。民用消費(fèi)產(chǎn)品往往不是前沿技術(shù)大展拳腳的主戰(zhàn)場(chǎng)，商用、軍用等這些看不見的領(lǐng)域才是氮化鎵技術(shù)可能發(fā)光發(fā)熱的地方。

任何電子設(shè)備都離不開電源的默默付出，我們都希望電源在性能足夠強(qiáng)大的同時(shí)體積盡可能小，這樣在相同體積甚至更小體積下，其他核心組件才有更大的發(fā)揮空間。

氮化鎵在5G設(shè)備上的優(yōu)勢(shì)

比如說(shuō)5G時(shí)代會(huì)在室內(nèi)布置相當(dāng)多的微基站，這些數(shù)量龐大的微基站需要相應(yīng)的電源配套，傳統(tǒng)電源體積和重量都比較大，而氮化鎵電源能大幅度縮小體積，節(jié)省室內(nèi)空間。

在這幾年大熱的電動(dòng)汽車領(lǐng)域，氮化鎵也是一個(gè)潛力股。近日，2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主之一、日本名古屋大學(xué)教授天野浩領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)宣布，他們利用半導(dǎo)體材料氮化鎵（GaN）研發(fā)的逆變器，已首次成功應(yīng)用在電動(dòng)汽車上，有望讓電動(dòng)汽車節(jié)能20%以上。不過(guò)目前他們?nèi)匀幻媾R裝置的可靠性和價(jià)格這兩樣課題研究，爭(zhēng)取2025年投入市場(chǎng)。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，氮化鎵技術(shù)才剛剛開始推廣到各個(gè)領(lǐng)域，提升和優(yōu)化的空間還很大，還有很多我們想不到的可能性和應(yīng)用場(chǎng)景，所以未來(lái)它到底能帶來(lái)什么，請(qǐng)各位拭目以待吧。
責(zé)任編輯：wv

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