GaN導入充電樁，小功率先行

電子發燒友網報道（文/梁浩斌）充電樁市場隨著高壓直流快充的推廣，在一些400kW以上的充電樁中已經采用了SiC功率器件。同為第三代半導體的GaN，由于在高頻應用上的優勢，一些廠商也在推動GaN進入到充電樁中。

GaN充電樁應用優勢多

目前GaN的主要應用于消費電子充電器等小功率電源產品，部分工業級應用包括光伏微型逆變器、服務器電源等，這些功率一般在幾kW，不會太高。而電動汽車市場的爆發，讓GaN企業在尋求進入到汽車市場，以擴大GaN的應用市場和增長空間。

在汽車前裝市場上，GaN作為一種在汽車行業中沒有大規模應用先例的器件，且GaN本身在工業應用中也只是剛剛起步，因此想要進入到汽車供應鏈并不簡單，特別是涉及駕駛安全的牽引逆變器等應用中。

所以我們可以看到在汽車應用上，GaN目前最多是應用在座艙內的手機無線/有線快充模塊上。而OBC等稍大功率，不涉及駕駛安全的設備，目前有很多廠商推出了GaN器件的參考設計，正式落地量產還需要一定時間。

另一方面，電動汽車市場的發展，也帶動了充電樁市場的需求。充電樁的種類多樣，從功率分就可以從7kW到500kW以上，而在充電樁發展的過程中，如何提高功率密度一直是一個重要議題。

提高功率密度，就需要提高功率開關管的開關頻率，GaN器件本身的優勢就在于開關頻率上，因此如果應用在充電模塊中，就能夠在實現高頻開關的同時，在高壓設計中保持更高效率。另一方面，GaN的開關損耗低，帶來的另一個好處是提高充電樁的轉換效率，對于私人或是公共充電樁而言，都可以一定程度上降低使用成本。

同時相比于汽車前裝應用，充電樁對器件的要求相對較低，GaN器件導入充電樁產業鏈的難度也更低。因此對于GaN產業鏈而言，充電樁是一個很好的增量市場。

小功率充電樁先行

于是從2022年開始，陸續有GaN企業和充電樁企業合作開發GaN充電樁產品。2022年4月，美國Indie Power Systems宣布計劃募資200萬美元改造電動汽車充電站，將采用GaN技術，可降低100Khz的開關損耗以及整體制造和充電成本，同時確保比當前市場產品有更高的效率。

2022年5月， 宏光半導體宣布與中國泰坦能源技術集團有限公司訂立合作框架協議，開展為期三年的戰略合作，合作內容為氮化鎵快速充電樁的技術推廣及產品銷售。

2023年4月，國內最大的充電樁運營商特來電宣布攜手德州儀器在直流充電設備、交流充電設備以及功率分配單元（PDU）等領域進行了密切合作。德州儀器提供了基于GaN FET以及專門針對SiC FET的智能驅動解決方案，以幫助實現更高的充電樁功率密度。

2023年8月，倍思發布了星云系列交流充電樁，首次將GaN氮化鎵技術引入家用充電樁，提供更低待機功效、更少熱損耗的環保家充方案。該充電樁支持7kW充電功率，內置4G，支持APP遠程控制。

而今年一月，英飛凌和歐姆龍合作在日本推出了全日本最小、最輕的V2X GaN充電樁，充電功率最高為6kW。與類似的傳統充放電系統相比，其尺寸和重量減少了60%；基于英飛凌的CoolGaN技術，V2X系統的電源效率在輕負載時提高了10%以上，在額定負載時提高了約4%。