يبدو أن الغالبية العظمى من عامة الناس غير مدركين لـ GaN (نيتريد الغاليوم) ، على الرغم من أنها أصبحت بسرعة تقنية شحن جديدة في سوق الإلكترونيات الاستهلاكية. مع تطور الطلب على الشحن السريع ، يقدم المزيد من صانعي الهواتف الذكية أجهزة شحن GaN.
مع شواحن GaN الإضافية على الطريق ، تأتي تقنية شحن GaN الجديدة وتعمل على تحسين الأمور. من المتوقع أن تظهر طريقة الشحن المبتكرة هذه في هاتفك الذكي أو شاحن الكمبيوتر المحمول التالي. ومع ذلك ، قد لا تكون على دراية بخيار شاحن السيليكون الجديد تمامًا.
قد يكون لديك بعض التحفظات فيما يتعلق بشاحن GaN. ما هو بالضبط؟ لماذا قد يكون البديل الجديد لشاحن السيليكون؟ هل هذا هو الشاحن المثالي لاستخدامه كشاحن هاتفك الذكي التالي؟ لذا ، خذها بسهولة. ها هي الحلول. فقط استمر في القراءة.
ما هو الجاليوم بالضبط؟
نيتريد الغاليوم (GaN) هو مركب كيميائي ثنائي يتكون من ذرة واحدة من الغاليوم (المجموعة الثالثة ، Z = 31) وذرة واحدة من النيتروجين (المجموعة V ، Z = 7). يمتلك هذا المركب ، الذي تتشابه عائلته مع السيليكون ، مادة أشباه الموصلات الأكثر شيوعًا ، صفات أشباه الموصلات التي جعلته مشهورًا منذ التسعينيات من خلال تصنيع المكونات الإلكترونية باستخدام GaN ، مثل الثنائيات في المصابيح ، والترانزستورات ، ومكبرات الصوت.
اليوم ، أكثر المجالات الواعدة بالنسبة إلى GaN هي راديو 5G وتقنيات إمداد الطاقة وملحقات الشحن السريع (أجهزة الشحن فائقة السرعة). فيما يتعلق بمستويات الطاقة وكفاءة الشحن ، يبدو أن GaN يستبدل بشكل متزايد مادة السيليكون المشهورة حاليًا بأشباه الموصلات.
GaN هو بديل أفضل لأشباه الموصلات من السيليكون
مع السعي المتزايد لإمداد الطاقة والشحن فائق السرعة ، يظهر GaN تدريجياً كبديل جديد لأشباه الموصلات للسيليكون في الإلكترونيات. لكن لماذا هذا؟ كل ذلك يعود إلى كفاءة الكهرباء.
تفسر فجوة النطاق الأكبر لـ GaN سبب تمتع الأجهزة القائمة على GaN بكفاءة طاقة أعلى من الأجهزة القائمة على السيليكون. توجد فجوة نطاق في جميع مواد أشباه الموصلات. فجوة الحزمة هي نطاق طاقة يقيم مدى سهولة انتقال الطاقة عبر مادة صلبة. من ناحية أخرى ، تشير فجوة الحزمة الأكبر ببساطة إلى أن المادة الصلبة يمكنها توصيل المزيد من الطاقة بمعدل أسرع.
بالمقارنة مع فجوة النطاق 1.12 eV للسيليكون ، فإن GaN لديها فجوة نطاق تبلغ 3.4 فولت. تسمح فجوة النطاق الأكبر في GaN بتحمل الفولتية ودرجات الحرارة الأعلى مع إدارة المزيد من الطاقة أيضًا. نتيجة لذلك ، يمكن أن يوفر GaN ترددًا أفضل ، ومعالجة طاقة أعلى ، وكثافة طاقة أعلى ، وحدود درجة حرارة أعلى.
ما هي فوائد شاحن GaN؟
نظرًا لأن مادة أشباه الموصلات GaN تتفوق على السيليكون من حيث كفاءة الطاقة ، فإن عددًا متزايدًا من مصنعي الهواتف الذكية يقدمون أجهزة الشحن القائمة على GaN. ثم ، عندما يتعلق الأمر بشاحن GaN ، ما هي المزايا التي يتمتع بها على شاحن السيليكون؟ فيما يلي الأسباب الرئيسية وراء تفوق شاحن GaN:
أصبح شحن الطاقة الآن أسرع وأكثر كفاءة
كما ذكرنا سابقًا ، يحتوي GaN على فجوة نطاق أكبر من السيليكون ، مما يسمح له بإجراء جهد أكبر. يمنح هذا الشاحن القائم على GaN ميزة نقل التيار بشكل أكثر كفاءة. أي أن شاحن GaN المصنوع من مادة GaN يمكنه نقل المزيد من الطاقة من الشاحن إلى الجهاز بسرعة أكبر.
وفقًا للمسح ذي الصلة ، يمكن لـ GaN نقل الإلكترونات أسرع بـ 1000 مرة من السيليكون. نتيجة لذلك ، مع شاحن GaN ، لن تضطر بعد الآن إلى الانتظار لساعات لشحن هاتفك الذكي أو الكمبيوتر المحمول.
نظرًا لقدرتها على توفير تردد أعلى لنقل الطاقة ، فقد برزت GaN في مجال الشحن اللاسلكي السريع للطاقة.
تخفيض الحجم
مع تزايد الطلب على الشحن الأسرع ، أنتجت العديد من الشركات شواحن من السيليكون بقدرة 30 وات و 40 وات ، بل إنها تدفع شواحن 60 وات. من ناحية أخرى ، تتطلب الطاقة الأعلى على أجهزة الشحن القائمة على السيليكون اليوم طوب طاقة أكبر بكثير من نظيراتها المدمجة منخفضة الطاقة. هذا يجعلهم أقل قابلية للحمل وأكثر صعوبة في النقل ، مما يجعل السفر أكثر صعوبة.
بدلاً من ذلك ، يقلل استخدام مادة GaN من حجم أجهزة الشحن ، مما يجعلها أكثر إحكاما وأسهل في النقل. قدرة شواحن GaN على إجراء جهد أكبر بكثير تسمح لها بأن تكون أصغر فعليًا من شواحن السيليكون الموجودة.
نتيجة لذلك ، تستخدم أجهزة الشحن القائمة على GaN مكونات أقل من أجهزة الشحن القائمة على السيليكون بينما تحمل مع ذلك تيارًا أكثر بكثير. بعد ذكر ذلك ، كلما زادت كفاءة الطاقة للمكونات ، قل عدد المكونات المطلوبة.
الشحن الآن أكثر برودة وأمانًا
في السنوات الأخيرة ، تم تقديم عدد كبير من أجهزة الشحن القائمة على السيليكون بشكل مبتكر بكميات أكبر من أجل متابعة سرعة شحن أسرع. ومع ذلك ، فإن الحجم الكبير يولد مزيدًا من الحرارة ويهدر المزيد من الكهرباء عند الشحن ، مما قد يؤدي إلى نشوب حريق.
من ناحية أخرى ، يضمن الانتقال إلى شاحن GaN شحنًا أكثر برودة وأمانًا. وذلك لأن شاحن GaN ذو فجوة نطاق أوسع يكون أكثر كفاءة في نقل الطاقة ، مما يؤدي إلى تقليل الطاقة المتبقية في الشاحن وإهدارها كحرارة.
باختصار ، يمكن لشواحن GaN توفير سرعة شحن أسرع وكفاءة أعلى للطاقة وكفاءة حرارية أفضل مع كونها أصغر حجمًا من شواحن السيليكون القياسية.
هل يستحق الشراء؟
يجب أن تحصل الآن على صورة واضحة لشاحن GaN. في الواقع ، لديها العديد من المزايا مقارنة بالشواحن القياسية المصنوعة من مواد السيليكون. ومع ذلك ، بالنسبة لمثل هذا الجهاز الجديد ، فإن أهم عيب هو السعر الأعلى. إن تعقيد عملية التصنيع ، والتي تؤدي إلى زيادة نفقات التصنيع ، هو ما يجعلها باهظة الثمن.
على عكس السيليكون ، والذي يمكن أن يتضاعف بسهولة عن طريق السحب المباشر أحادي البلورية من السيليكون السائل الأولي ، فإن GaN في حالة غاز ويجب أن يتم إنشاؤه فقط من خلال عملية الغاز. نتيجة لذلك ، فإن تكلفة إنتاج شاحن GaN أكبر من تكلفة شاحن السيليكون ، مما يجعله أكثر تكلفة.
ومع ذلك ، بالنسبة لمثل هذا الشاحن الجديد ، فإن الأمر يستحق أن تشتريه كشاحن الهاتف الذكي أو الكمبيوتر المحمول التالي. للبدء ، يتمتع شاحن GaN بعدد من المزايا المثيرة للإعجاب ، بما في ذلك شحن الطاقة بشكل أسرع وأكثر كفاءة ، وحجم أصغر لاستخدام محمول أكثر ، وشحن أكثر برودة وأمانًا. لذلك ، على الرغم من السعر الإضافي ، لا يزال الشاحن شراءًا جيدًا.
علاوة على ذلك ، فإن الجزء الأكبر من شواحن GaN في السوق اليوم يتراوح سعرها بين 30 دولارًا و 40 دولارًا ، مما يجعلها في متناول الغالبية العظمى من الجمهور. لا يزال شاحن GaN يستحق التجربة في هذا الوقت.
علاوة على ذلك ، فإن اختيار شاحن GaN بكفاءة أعلى في استهلاك الطاقة سيوفر لك بعض المال على الطاقة لأن كفاءة الطاقة الأعلى تعني إهدارًا أقل للطاقة.
علاوة على ذلك ، عندما يتم تصنيع المزيد من أجهزة الشحن GaN وإصدارها في السوق ، ستصبح أجهزة الشحن GaN أقل تكلفة. من ناحية أخرى ، يمكن للشواحن ذات الكفاءة الأكبر في استهلاك الطاقة توفير المال من خلال الاعتماد بشكل أقل على الملحقات الخارجية مثل المبددات الحرارية والفلاتر وعناصر الدائرة ، مما يؤدي إلى خفض السعر. من ناحية أخرى ، بمجرد استخدام شواحن GaN على نطاق واسع وإنتاجها بكميات كبيرة ، ستكون أقل تكلفة.
خاتمة
باختصار ، تتطور GaN إلى تقنية شحن جديدة يتم استخدامها في أجهزة شحن GaN لتحسين كفاءة الطاقة بشكل كبير. في الواقع ، أثبت شاحن GaN نفسه بالفعل كمشارك رئيسي في سوق الشحن السريع. بعد كل شيء ، إنه أكثر إحكاما وكفاءة في استخدام الطاقة وأمانًا من سابقه.
على الرغم من ارتفاع سعره ، إلا أنه لا يزال يستحق اعتباره شاحن هاتفك الذكي الجديد. لذلك ، إذا كنت ترغب في الاستفادة من مزايا الشحن الخاصة بها ، فجرّبها.