Galliumnitrid (GaN) Ladere: En Ny Era Innen Strømforsyning
Galliumnitrid (GaN)-baserte ladere var et fremtredende tema på CES 2020. Dette innovative alternativet til silisium markerer begynnelsen på en ny æra med mindre og mer effektive ladere og strømadaptere. La oss se nærmere på hvordan denne teknologien fungerer.
Fordelene med Galliumnitrid Ladere
GaN-ladere skiller seg fra tradisjonelle ladere ved å være fysisk mindre. Dette skyldes at galliumnitrid krever færre komponenter enn sine silisiumbaserte motparter. Materialet er i stand til å håndtere betydelig høyere spenninger over tid sammenlignet med silisium.
I tillegg til å være mer effektive i strømoverføring, reduserer GaN-ladere energitapet til varme. Dette betyr at mer energi går direkte til enheten som lades. Når komponenter er mer effektive i å levere energi, kreves det vanligvis færre av dem.
Her er 3 grunner til at du trenger RAVPower 61W PD 3.0 GaN vegglader! ??
1. Den er 50 % mindre enn en standard 61W MacBook-lader
2. Den er 2,5 ganger raskere enn en standard 1A-utgang
3. Den kan slå på alle USB-C-enhetene dine, fra smarttelefoner til bærbare datamaskiner!
?? https://t.co/egERoXieCA pic.twitter.com/Ma6dbLH7ta
— RAVPower (@RAVPower) 9. januar 2020
Som en konsekvens vil GaN-baserte strømadaptere og ladere bli betydelig mindre etter hvert som teknologien blir mer utbredt. Andre fordeler inkluderer høyere byttefrekvens, som muliggjør raskere trådløs strømoverføring, og større avstand mellom laderen og enheten.
Selv om GaN-halvledere for tiden er dyrere enn silisium, reduserer den forbedrede effektiviteten behovet for tilleggsmaterialer som kjøleribber, filtre og kretselementer. En produsent anslår kostnadsbesparelser på 10 til 20 prosent på dette området. Dette potensialet for ytterligere besparelser vil sannsynligvis vokse med storskala produksjon.
Du kan til og med redusere strømkostnadene noe, da mer effektive ladere reduserer energisvinnet. Forvent imidlertid ikke drastiske endringer for enheter med lavt strømforbruk, som bærbare datamaskiner og smarttelefoner.
Hva er Galliumnitrid?
Galliumnitrid er et halvledermateriale som ble populært på 1990-tallet gjennom produksjon av lysdioder (LED). GaN ble brukt i utviklingen av de første hvite LED-ene, blå lasere og fullfarge LED-skjermer som er synlige i dagslys. I Blu-ray DVD-spillere brukes GaN til å generere det blå lyset som leser dataene fra DVD-en.
Det ser ut til at GaN er på vei til å erstatte silisium på flere områder. Silisiumprodusenter har arbeidet iherdig i mange år for å forbedre silisiumbaserte transistorer. Ifølge Moores lov, som er oppkalt etter Gordon Moore, medgrunnlegger av Fairchild Semiconductor og senere administrerende direktør i Intel, dobles antall transistorer i en integrert silisiumkrets omtrent hvert annet år.
Denne observasjonen ble gjort i 1965, og har i stor grad vært korrekt de siste 50 årene. Imidlertid, i 2010, begynte fremgangen innen halvledere å avta for første gang. Mange analytikere, inkludert Moore selv, spår at Moores lov vil bli overflødig innen 2025.
Produksjonen av GaN-transistorer økte fra 2006. Forbedrede produksjonsprosesser gjør at GaN-transistorer nå kan produseres i de samme anleggene som silisiumtransistorer. Dette bidrar til å holde kostnadene nede og oppmuntrer flere silisiumprodusenter til å bruke GaN i stedet.
Hvorfor er Galliumnitrid Bedre enn Silisium?
Fordelene med GaN sammenlignet med silisium handler hovedsakelig om strømeffektivitet. Som GaN Systems, en produsent som spesialiserer seg på galliumnitrid, forklarer:
«Alle halvledermaterialer har det som kalles et båndgap. Dette er et energiområde i et fast stoff der ingen elektroner kan eksistere. Enkelt sagt, båndgapet forteller oss hvor godt et fast materiale kan lede strøm. Galliumnitrid har et båndgap på 3,4 eV, mens silisium har et på 1,12 eV. Det bredere båndgapet til galliumnitrid betyr at det kan håndtere høyere spenninger og temperaturer enn silisium.»
Efficient Power Conversion Corporation, en annen GaN-produsent, påpeker at GaN kan lede elektroner 1000 ganger mer effektivt enn silisium, og til lavere produksjonskostnader.
En høyere båndgap-effektivitet betyr at strømmen kan passere raskere gjennom en GaN-brikke enn en silisiumbrikke. Dette kan føre til raskere prosessering i fremtiden. Kort sagt, brikker laget av GaN vil være raskere, mindre, mer energieffektive og etter hvert billigere enn de som er laget av silisium.
Hvor Kan Du Kjøpe en GaN-Lader I Dag?
Selv om GaN-ladere ennå ikke er allemannseie, kan du kjøpe ladere med denne teknologien fra selskaper som Anker og RAVPower. Disse er USB-C-ladere som kan levere strøm til moderne bærbare datamaskiner.
Anker PowerPort Atom PD1 er en 30-watts lader med hurtiglademuligheter. Den er designet for telefoner, nettbrett, bærbare datamaskiner og mer, og er omtrent 40 % mindre enn en lader uten GaN-teknologi. Anker produserer også 60-watt PowerPort Atom PD2 – med to USB-C-porter for lading av flere enheter samtidig – og fire-port PowerPort Atom III Slim.
RAVPower tilbyr en lignende serie. PD Pioneer 30W gir en moderat effekt med én USB-C-port. Den kraftigere PD Pioneer 61W håndterer mer strøm, men har fortsatt bare én USB-C-port. For å bruke disse laderne må den bærbare datamaskinen støtte USB-C-strømforsyning.
Andre GaN-ladere, som de som Aukey viste på CES 2020, vil være tilgjengelige senere. Vi forventer imidlertid å se mange flere GaN-ladere på markedet i nær fremtid.
Den kanskje mest spennende GaN-laderen er HyperJuice fra Sanho. Dette prosjektet ble finansiert gjennom Kickstarter og samlet inn over 2 millioner dollar. De har som mål å levere verdens første (og minste) 100-watts USB-C-lader til støttespillere i løpet av februar 2020. Den vil være i stand til å drive og lade avanserte bærbare datamaskiner som MacBook Pro.
Det er gode nyheter at ingen av disse laderne er særlig dyre. 61-watts RAVPower-laderen selges for rundt $40, og Sanho har annonsert en prisklasse på $50 til $100 for 100-wattsladeren deres. Til sammenligning selges en helt ny Apple 96-watt USB-C strømadapter for $79, og den er mye større og tyngre enn den kredittkortstore HyperJuice.
Fremtidens Ladere
Vi vil nok ikke se mange GaN-ladere i bruk før store maskinvareprodusenter som Apple og Samsung begynner å inkludere dem med sine nye datamaskiner og smarttelefoner.
Tenk etter – når kjøpte du sist en lader? Hvor mange av laderne som er i bruk hjemme eller på kontoret, fulgte med et tidligere kjøp?
Hvis du vil nyte fordelene med GaN-lading allerede nå, kan du gjøre det uten å betale en høy pris som ofte er knyttet til nyskapende teknologi.