氮化鎵的充電器開始進(jìn)入市場

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越難以使用它。隨著小型芯片生產(chǎn)過程的競爭加劇，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有問題。

它對硅有什么好處?

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

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

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題的地方。

這與充電器有什么關(guān)系?

最簡單的是，充電器向電池施加電流以試圖逆轉(zhuǎn)每個電池內(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)致過度充電并損壞電池，但后來的版本包括監(jiān)控系統(tǒng)，可以隨著時間的推移改變電流，最大限度地減少過度充電的可能性。

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，有時會為設(shè)備提供相當(dāng)大的功率。對于具有“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)到更低電流水平時更充分。

對于手機(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。

對于消費(fèi)者來說，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)建硅組件的過程已經(jīng)廣泛建立，并且在每個組件的基礎(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)勢的成本效益之外，公司缺乏很大的轉(zhuǎn)換動力。

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)體制造商才開始大規(guī)模使用這種材料制造成本不會降低的芯片。

這意味著沒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。

一個很小的GaN充電器可以獲得的一個主要例子是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)省空間的特性來創(chuàng)建一個功能非常強(qiáng)大的適配器。該充電器使用四個可伸縮式適配器，可在全球200多個/地區(qū)使用，但仍保持其小巧的身材。

對于那些需要更多功率的人來說，RAVPower USB-C 45W GaN壁式充電器能夠在兩小時內(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)能力可在五個輸出電平之間切換，從而為設(shè)備提供最佳充電。