氮化鎵充電器與普通充電器有什么區別

重度依賴手機已經成為一種社會常態，很多人每天打開屏幕的次數不下百次。這讓無數人患上了“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，但我們似乎從來沒有好好思考過充電器怎么才能變得更好用。今天聊一聊氮化鎵（GaN），一項可能改變你對充電器認知的技術。

充電器拯救了人類，卻被罵得很慘

近十年，手機、電腦等移動設備無論是技術、功能、設計還是體積等各個方面，都有了飛躍式的進步。而反觀配套的充電器，功率確實越做越高，但體積和發熱量卻也隨之增長。同時設備增多導致充電器數量增多，插線板承受了它這個年紀不該承受的重量，你們低頭看看身邊的插線板哪一個不是擁擠不堪。

所以，消費者對充電器可以說是又愛又恨，大家確實很需要你，但卻又說不出它有什么讓人為之稱贊的優點，反而吐槽居多。

目前而言，消費者對充電器的痛點在于數量多、體積大，在桌上占地方、出門攜帶麻煩。

雖然現在市面上有多口充電器，但每個口平均功率低、充電速度慢，并且充不了筆記本電腦等更大功率的設備。如果提高功率，又會讓充電器體積變得很大、發熱嚴重，很矛盾。

理想中的完美充電器應該是接口多、功率大，足夠給多個設備同時快充，手機、平板、筆記本通吃，體積跟普通的單口充電器一樣。這樣無論是在固定場所還是出門在外，一個充電器就能滿足所有移動設備的充電需求，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入消費者的視野——氮化鎵，它的出現在死氣沉沉的充電器行業掀起一股了前所未有的技術迭代浪潮，有些人說這就是未來完美充電器的解決方案。聽起來很厲害，但氮化鎵到底是個什么東東？

充電系統可以類比為這樣的一套系統：水龍頭、水桶、水池。如何裝滿水池？打開水龍頭？接滿水桶？關閉水龍頭？轉移水桶到水池邊？倒入水池這一系列動作循環往復即可。

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間不變？答案是提高水龍頭的開關頻率，雖然單次運輸的水變少，但同一時間內運輸次數大幅增加，最后裝滿水池的時間就可以保持不變甚至縮短。

僅作示意圖，不代表實際電路

充電的原理大致上也是如此，打開開關管？裝滿原邊變壓器？關閉開關管？轉移電能到副邊？倒入電池，其中開關管和變壓器就分別對應了上述的水龍頭和水桶。因此提高開關管的開關頻率，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，占據了內部相當大的空間，所以縮小變壓器，也就能縮小充電器。

目前，開關管基本上都是硅和鍺半導體材料，而且MOSFET這類開關管頻率已經很高，提升空間很小，進一步提高頻率也會帶來更大的開關損耗，增加發熱，降低效率，所以在硅半導體上繼續做文章難度很大。

氮化鎵是一種可以代替硅、鍺的新型半導體材料，由它制成的氮化鎵開關管開關頻率大幅度提高，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、降低發熱、提高效率。當然，這是理論上。

理想很豐滿，現實很骨感？

說了這么多，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。那么事實是不是如此呢？

正好手上有一些產品，先來對比紫米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

很明顯能看出來這3款充電器在體積上的區別，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測重量比紫米輕了22g，看來氮化鎵帶來的體積和重量福利還真不小。

左：iPhone 6s 中：聯想 右：倍思氮化鎵

正當我要第一次為氮化鎵豎起大拇指的時候，突然想起了之前聯想推出過一款非常受歡迎的“口紅電源”。拿到實物一比較后，我人傻了，同樣是65W的功率，聯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點。

左：聯想 右：倍思氮化鎵

重量上聯想口紅電源還要輕上3g，關鍵是聯想這款充電器并沒有使用氮化鎵技術。這個時候，我開始懷疑人生，難道氮化鎵只是一個為了賣充電器而炒作的噱頭？

帶著這些疑惑，我們進行了一個測試，看看除了體積重量，氮化鎵是否能帶來其他提升。

性能提升，發熱也提升

我用上述這三款充電器分別對同一臺手機進行30分鐘快充測試，記錄30分鐘內的充電速度以及發熱情況。所使用的手機支持27W快充，不會對3款充電器造成瓶頸。

從測試數據來看，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%；而聯想口紅電源表現最差，僅充入48%。

仔細分析數據，倍思氮化鎵充電器充電速度非常平穩，每10分鐘能穩定充入11%~12%的電量，紫米在前10分鐘還能與氮化鎵充電器一戰，但后續有一些衰減，而聯想從一開始就大幅度落后，連技術同門的紫米都比不過。

看到這個結果，相信不少網友就要開始說聯想垃圾了。先不著急噴，因為我認為這應該不是硬件設計不足和轉換效率低下的問題，充電協議可能要背大鍋。

左：聯想 右：倍思氮化鎵

通過功率計的數據來看，原因顯而易見，聯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到23W。對于一款最高支持65W的充電器來說，這肯定不是硬件缺陷或者轉換效率的問題，而是出現了快充協議不兼容的情況。關于快充協議這里不多介紹，有興趣的可以點這里查看相關文章。

不過從倍思和紫米之間的數據對比可以看出，在快充協議兼容、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有一定優勢。

發熱方面讓人有些意外，理論上氮化鎵技術能夠降低損耗從而降低發熱，但根據實際測試數據來看氮化鎵充電器比兩款普通的充電器熱了非常多，正好冬天來了當個暖手寶還是沒問題。

氮化鎵只是進化，并非革命

綜合來看，氮化鎵似乎并沒有帶來什么質的飛躍，雖然性能上確實厲害一點，但犧牲了發熱，最重要的是體積重量并沒有傲視群雄，畢竟聯想口紅電源也做到了這么小，問題到底出在哪里？

其實仔細觀察一下，聯想口紅電源能做到這么小其實是有很大妥協的。

左：聯想 右：倍思氮化鎵

聯想口紅電源最大的妥協就是僅有一個type-c接口，實用性大打折扣，而倍思氮化鎵充電器擁有兩個C口和一個標準的A口，能夠同時滿足三臺設備的需求。另外，充電器的插頭攜帶時也是比較礙事的，倍思可以折疊，聯想不能。還有一點，聯想口紅電源的價格其實和倍思氮化鎵充電器是差不多的，這就讓聯想口紅電源的性價比顯得比較低了。

左：其他充電器 右：倍思氮化鎵

如果同時有多個設備，倍思氮化鎵充電器1個可以頂3個，確實節省了不少空間和重量。所以即使外表看起來差不多大，但倍思氮化鎵充電器多出兩個接口和折疊式插頭，占據了不少內部空間，對于本身空間就很吃緊的充電器來說，已經足夠多了，這就是氮化鎵技術帶來的體積福利。

像紫米65W充電器雖然也有三個接口和折疊插頭，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65W，單口最高其實只有45W，而倍思氮化鎵充電器第一個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得淋漓盡致。無論是在辦公室還是出差，1個充電器就可以同時充手機和電腦，省掉了不少麻煩，同時整潔的環境也可以讓人感到愉悅。

小結

結論很明顯，氮化鎵技術確實讓充電器的性能和體積趨于完美，但實際體驗也沒有那么神乎其神，畢竟只是個充電器而已?，F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實力了。我個人認為，經常出差的商務人士、數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普及后，價格便宜了再入手。

為什么充電器先吃氮化鎵這個螃蟹？

在消費級產品中，充電器是氮化鎵技術應用速度最快、宣傳力度最大的品類，而PC等其他電源產品線似乎沒什么動靜。個人認為，這跟技術本身關系并不大，而是在于這個行業的熱度。

任何廠家用氮化鎵的目的肯定不是做公益、推動世界進步，而是賺更多的錢。以現在這個消費環境來看，流量才是王道。不管技術多牛X，沒有噱頭和熱點，就很難變現。

手機是消費市場流量最高的品類，無論是需求還是關注度都是頂級。講個笑話，不管實際體驗如何，N千萬像素和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，能做營銷的技術才是好技術。

充電器行業以前是個毫無關注度的行業，近幾年好不容易搭上了智能手機的快車，現在突然冒出個氮化鎵，商家自然是不會放過這么優質的熱點。即使這個技術只能帶來5%的性能提升，但可以帶更大的關注度、銷量和50%以上的溢價，這就值得去做了。

PC電源和CRPS服務器電源用氮化鎵的產品目前非常非常少，幾乎沒有。一方面這些電源的體積是intel統一規范的，氮化鎵帶來的體積重量優勢意義不大，單純做小反而不兼容機箱機柜；另一方面，PC電源實在是太小眾了，即使氮化鎵+80plus鈦金認證這個組合極其誘人，又有多少人會買呢？中低端電源才是出貨主力，這些級別的電源用上氮化鎵反而又喪失了價格優勢。

不過我相信它以后會慢慢普及，特別是像定制化的服務器電源、一體機電源、小機箱電源等等，如果成本能降下來，還是很值得期待的。

氮化鎵的未來還沒有到來

今天把氮化鎵和充電器聯系在一起，視野和格局有點小了，其實氮化鎵的意義遠遠不止于此。民用消費產品往往不是前沿技術大展拳腳的主戰場，商用、軍用等這些看不見的領域才是氮化鎵技術可能發光發熱的地方。

任何電子設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大的同時體積盡可能小，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揮空間。

氮化鎵在5G設備上的優勢

比如說5G時代會在室內布置相當多的微基站，這些數量龐大的微基站需要相應的電源配套，傳統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，節省室內空間。

在這幾年大熱的電動汽車領域，氮化鎵也是一個潛力股。近日，2014年諾貝爾物理學獎得主之一、日本名古屋大學教授天野浩領導的研究團隊宣布，他們利用半導體材料氮化鎵（GaN）研發的逆變器，已首次成功應用在電動汽車上，有望讓電動汽車節能20%以上。不過目前他們仍然面臨裝置的可靠性和價格這兩樣課題研究，爭取2025年投入市場。

長遠來看，氮化鎵技術才剛剛開始推廣到各個領域，提升和優化的空間還很大，還有很多我們想不到的可能性和應用場景，所以未來它到底能帶來什么，請各位拭目以待吧。
責任編輯：wv

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