氮化鎵的充電器開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)

氮化鎵(也稱為GaN)是一種半導(dǎo)體，其可以用于以與硅類似的方式生產(chǎn)用于電子器件的芯片。GaN是一種透明的結(jié)晶材料，在過(guò)去的30年中經(jīng)常用于LED的生產(chǎn)，其高頻能力允許生產(chǎn)紫激光二極管。

雖然硅是用于芯片生產(chǎn)的主要材料，但其與熱和電轉(zhuǎn)移相關(guān)的性質(zhì)的限制意味著芯片制造商越來(lái)越難以使用它。隨著小型芯片生產(chǎn)過(guò)程的競(jìng)爭(zhēng)加劇，生產(chǎn)商必須在某種程度上尋找可用于以不同方式創(chuàng)建處理器的其他材料。

GaN是目前接替硅的最佳候選者，主要是因?yàn)槠?ldquo; 帶隙 ”效率。“帶隙”是指材料如何導(dǎo)電，具有更寬的帶隙，允許更高的電壓使用而沒(méi)有問(wèn)題。

它對(duì)硅有什么好處?

在GaN的情況下，其帶隙比硅高得多，這意味著它能夠隨時(shí)間傳導(dǎo)更高的電壓。更大的帶隙還意味著電流能夠通過(guò)比硅更快地形成GaN的芯片，這反過(guò)來(lái)可以導(dǎo)致更快的處理。

帶隙效率可以通過(guò)除處理速度之外的許多其他方式表現(xiàn)出益處。例如，由于更容易通過(guò)能量，因此使用GaN供電芯片提供類似優(yōu)勢(shì)所需的功率更少。

效率還意味著芯片可以由于最小的能量損失而構(gòu)造得更小，例如當(dāng)處理器在負(fù)載下變熱時(shí)的情況。這可能意味著可以將更多的東西壓縮到硅處理器的占地面積中，或者可以減小占地面積，節(jié)省生產(chǎn)中的材料和可能的物理尺寸。

較高的電壓容量也適用于涉及功率傳輸?shù)南到y(tǒng)，例如充電器，而在較高溫度下工作的能力可允許使用它的部件安裝在熱量不是問(wèn)題的地方。

這與充電器有什么關(guān)系?

最簡(jiǎn)單的是，充電器向電池施加電流以試圖逆轉(zhuǎn)每個(gè)電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)。雖然早期充電器在不監(jiān)控電池本身的情況下持續(xù)充電，可能導(dǎo)致過(guò)度充電并損壞電池，但后來(lái)的版本包括監(jiān)控系統(tǒng)，可以隨著時(shí)間的推移改變電流，最大限度地減少過(guò)度充電的可能性。

現(xiàn)代充電器以及為其他物品提供“電力輸送”的硬件，例如Thunderbolt碼頭或監(jiān)視器為MacBook供電，有時(shí)會(huì)為設(shè)備提供相當(dāng)大的功率。對(duì)于具有“快速充電”功能的充電器，這可以在智能手機(jī)中在短時(shí)間內(nèi)在可用功率方面為電池提供一半的電量，然后在恢復(fù)到更低電流水平時(shí)更充分。

對(duì)于手機(jī)和設(shè)備充電器，使用高壓GaN意味著可以以比硅高得多的效率傳輸更多功率，使其更適合這種應(yīng)用。

由于更多的功率可以通過(guò)GaN元件轉(zhuǎn)移，這也可以比硅元件更緊湊，這意味著可以在GaN元件中內(nèi)置更多功率，而不是依靠多個(gè)硅元件，縮小充電器所需的元件數(shù)量，并可能允許充電器的整體尺寸更小。

對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，他們可以期待GaN充電器的體積比現(xiàn)代充電器小，以及一些保持相同尺寸但能夠?yàn)楦嘣O(shè)備提供電力，以及能夠?yàn)楦咄咛禺a(chǎn)品充電的能力像MacBooks一樣輕松。

創(chuàng)建硅組件的過(guò)程已經(jīng)廣泛建立，并且在每個(gè)組件的基礎(chǔ)上相當(dāng)便宜。GaN的商業(yè)化仍然處于起步階段，這使得它的生產(chǎn)成本比硅更昂貴，因此，除了具有創(chuàng)造GaN元件的優(yōu)勢(shì)的成本效益之外，公司缺乏很大的轉(zhuǎn)換動(dòng)力。

目前，只有少數(shù)半導(dǎo)體供應(yīng)商正在生產(chǎn)GaN元件，直到主要的半導(dǎo)體制造商才開(kāi)始大規(guī)模使用這種材料制造成本不會(huì)降低的芯片。

這意味著沒(méi)有多少充電器制造商正在使用GaN，但一旦供應(yīng)和成本變得更加合理，這可能會(huì)改變。即便如此，還有幾家公司 現(xiàn)在正在利用這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

一個(gè)很小的GaN充電器可以獲得的一個(gè)主要例子是Anker PowerPort Atom PD 1。緊湊型立方體尺寸為1.6英寸×1.8英寸×1.5英寸，是一款30W USB-C充電器，能夠?yàn)楦蟮脑O(shè)備和更小的物品充電。

最近由AppleInsider 評(píng)論，Zendure Passport GO是一款30瓦的USB-C充電器，利用GaN的節(jié)省空間的特性來(lái)創(chuàng)建一個(gè)功能非常強(qiáng)大的適配器。該充電器使用四個(gè)可伸縮式適配器，可在全球200多個(gè)/地區(qū)使用，但仍保持其小巧的身材。

對(duì)于那些需要更多功率的人來(lái)說(shuō)，RAVPower USB-C 45W GaN壁式充電器能夠在兩小時(shí)內(nèi)為12英寸MacBook充電。為了幫助旅行，叉子可折疊成0.59英寸的薄型機(jī)身，其感應(yīng)能力可在五個(gè)輸出電平之間切換，從而為設(shè)備提供最佳充電。