ما هو شاحن GaN وماهي مميزاته؟

شاحن GaN اختصار كلمة "نيتريد الغاليومنيتريد الغاليوم "في الواقع أصغر من أجهزة الشحن الحالية. وذلك لأن شواحن GaN لا تتطلب العديد من المكونات مثل شواحن السيليكون ، وهو الشاحن الذي تم تضمينه مع Xiaomi Mi 11 في نسخته العالمية. المادة قادرة على إجراء الكثير جهد أعلى بمرور الوقت من السيليكون. كما أن أجهزة الشحن قادرة على تحمل جهد أعلى بكثير بمرور الوقت. " لا يعتبر GaN أكثر كفاءة في نقل التيار فحسب ، بل إنه يعني أيضًا فقدان طاقة أقل للحرارة. لذلك ، يذهب المزيد من الطاقة إلى كل ما تحاول شحنه. عندما تكون المكونات أكثر كفاءة في تمرير الطاقة إلى أجهزتك من الهاتف أو الكمبيوتر أو أي جهاز كهربائي آخر ، فأنت تحتاج عمومًا إلى أحد أجهزة الشحن هذه.


شاحن جان


نتيجة لذلك ، ستكون طوب وشواحن الطاقة GaN أصغر بكثير مع انتشار التكنولوجيا بشكل أكبر. هناك فوائد أخرى أيضًا ، مثل التردد العالي الذي يسمح بنقل أسرع للطاقة اللاسلكية ، و "فجوات هوائية" أكبر بين الشاحن والجهاز.


شاحن كمبيوتر gan


في الوقت الحاضر ، تكلف أشباه الموصلات GaN عمومًا أكثر من السيليكون. ومع ذلك ، نظرًا لتحسين الكفاءة ، فقد انخفض الاعتماد على مواد إضافية ، مثل المبددات الحرارية والمرشحات وعناصر الدائرة. يقدر أحد المصنّعين التوفير في التكاليف بنسبة 10 إلى 20 بالمائة في هذا المجال. يمكن أن يتحسن هذا أكثر بمجرد أن تصبح الفوائد الاقتصادية للإنتاج الضخم واضحة.

يمكنك أيضًا توفير القليل من المال على فاتورة الكهرباء لأن أجهزة الشحن الأكثر كفاءة تعني استهلاكًا أقل للطاقة. لا تتوقع رؤية الكثير من التغيير في الأجهزة منخفضة الطاقة نسبيًا ، مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية.

ما هو شاحن GaN؟

نيتريد الغاليوم عبارة عن مادة شبه موصلة ظهرت في التسعينيات مع تصنيع مصابيح LED. تم استخدام GaN لإنشاء أول مصابيح LED بيضاء وأشعة ليزر زرقاء وشاشات LED ملونة كاملة يمكنك رؤيتها في ضوء النهار. في مشغلات Blu-ray DVD ، ينتج GaN ضوء أزرق يقرأ البيانات من قرص DVD.

يبدو أن GaN سيحل قريبًا محل السيليكون في العديد من المجالات. لقد عمل مصنعو السيليكون بلا كلل لعقود من الزمن لتحسين الترانزستورات القائمة على السيليكون. وفقًا لقانون مور (سميت على اسم الشريك المؤسس لشركة Fairchild Semiconductor ، وبعد ذلك الرئيس التنفيذي لشركة Intel ، Gordon Moore) ، يتضاعف عدد الترانزستورات في دائرة متكاملة من السيليكون كل عامين تقريبًا.

تم تقديم هذه الملاحظة في عام 1965 ، وكانت صحيحة إلى حد كبير خلال الخمسين عامًا الماضية. في عام 2010 ، تباطأ تقدم أشباه الموصلات دون هذه الوتيرة للمرة الأولى. يتوقع العديد من المحللين (ومور نفسه) أن قانون مور سيكون قديمًا بحلول عام 2025.

زاد إنتاج ترانزستورات GaN في عام 2006. عمليات التصنيع المحسنة تعني أنه يمكن تصنيع ترانزستورات GaN في نفس المرافق مثل نوع السيليكون. هذا يحافظ على انخفاض التكاليف ويشجع المزيد من مصنعي السيليكون على استخدام GaN لإنتاج الترانزستورات بدلاً من ذلك.

لماذا يتفوق نيتريد الغاليوم على السيليكون؟

فوائد GaN مقارنة بالسيليكون هي كفاءة الطاقة. كما أوضحت شركة GaN Systems ، الشركة المصنعة المتخصصة في نيتريد الغاليوم:

"جميع مواد أشباه الموصلات لها ما يسمى فجوة الحزمة. هذا نطاق طاقة في مادة صلبة حيث لا توجد إلكترونات. ببساطة ، ترتبط فجوة النطاق بمدى قدرة المادة الصلبة على توصيل الكهرباء. يحتوي نيتريد الغاليوم على فجوة نطاق تبلغ 3.4 فولت ، مقارنة بفجوة سيليكون تبلغ 1.12 فولت. وتعني فجوة النطاق الأوسع لنتريد الغاليوم أنه يمكنه تحمل الفولتية ودرجات الحرارة الأعلى من السيليكون. "

صرحت شركة Efficient Power Conversion Corporation ، وهي شركة مصنعة أخرى لـ GaN ، أن GaN قادر على توصيل الإلكترونات بكفاءة 1000 مرة أكثر من السيليكون ، وبتكاليف تصنيع أقل ، للتشغيل.

تعني الكفاءة العالية ذات فجوة الحزمة أن التيار يمكن أن يمر عبر شريحة GaN بشكل أسرع من شريحة السيليكون. قد ينتج عن هذا قدرات معالجة أسرع في المستقبل. ببساطة ، ستكون رقائق GaN أسرع ، وأصغر ، وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة ، و (في النهاية) أرخص من رقائق السيليكون.

مكان شراء شاحن GaN

على الرغم من أنها ليست شائعة بعد ، يمكنك شراء شواحن GaN من شركات مثل Anker و RAVPower. شواحن USB-C هذه قادرة على توصيل طاقة USB-C لأجهزة الكمبيوتر المحمولة الحديثة.

Anker PowerPort Atom PD1 عبارة عن شاحن بقوة 30 وات بقدرات شحن سريعة. إنه مصمم للهواتف والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والمزيد. ستلاحظ أنه أصغر بحوالي 40 بالمائة من الشاحن غير الجاليري. تنتج Anker أيضًا PowerPort Atom PD2 بقدرة 60 وات - والذي يحتوي على منفذي USB-C ، بحيث يمكنك شحن أجهزة متعددة في وقت واحد - وأربعة PowerPort Atom III Slim.


أنكر باوربورت أتوم


تمتلك RAVPower نطاقًا مشابهًا. يوفر PD Pioneer 30W إنتاجية متواضعة من خلال منفذ USB-C واحد. يتعامل PD Pioneer 61W الأكثر قوة مع المزيد من الطاقة ، ولكن لا يزال لديه منفذ USB-C واحد فقط. إذا كنت ترغب في استخدام أحد أجهزة الشحن هذه ، فيجب أن يدعم الكمبيوتر المحمول توصيل طاقة USB-C.

لن تكون شواحن GaN الأخرى ، مثل تلك التي عرضتها Aukey في CES 2020 ، متاحة حتى وقت لاحق من هذا العام. ومع ذلك ، نتوقع رؤية المزيد في السوق قريبًا.

ربما يكون شاحن GaN الأكثر إثارة في الأفق هو HyperJuice من Sanho. تم تمويله بنجاح من قبل Kickstarter (جمع أكثر من 2 مليون دولار) ، يهدف Sanho إلى تقديم أول شاحن USB-C بقوة 100 واط (وأصغر) في العالم إلى الداعمين بحلول فبراير 2020. سيكون هذا أول شاحن يمكنه الطاقة وشحن عالي- نهاية أجهزة الكمبيوتر المحمولة مثل MacBook Pro.

والخبر السار هو أن أيا من أجهزة الشحن هذه ليست باهظة الثمن بشكل خاص. يتم بيع 61W RAVPower بحوالي 40 دولارًا ، وقد أعلنت Sanho عن شريحة أسعار تتراوح بين 50 و 100 دولار لإصدار البيع بالتجزئة من شاحن 100W. كمرجع ، يتم بيع محول الطاقة USB-C بقوة 96 وات من Apple بسعر 79 دولارًا ، وهو أكبر وأثقل بكثير من HyperJuice بحجم بطاقة الائتمان.

شواحن المستقبل

ربما لن ترى العديد من أجهزة شحن GaN في البرية حتى تبدأ الشركات المصنعة للأجهزة الكبيرة ، مثل Apple و Samsung ، في تضمينها مع أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية الجديدة ، خاصة مع منافستها ذات الصندوق الأصغر.

شاركنا برأيك حول فوائد أجهزة شحن GaN ، هل هي تطور كبير في عالم الشحن ، أم أنها صغيرة الحجم؟