Qu'est-ce qu'un chargeur GaN et pourquoi en voudrez-vous un?

2020-10-12
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Les chargeurs de nitrure de gallium (GaN) étaient partout à CES 2020. Cette alternative moderne au silicium signifie que des chargeurs et des blocs d'alimentation plus petits et plus efficaces sont en route. Voici comment cela fonctionne.

Les avantages d'un chargeur de nitrure de gallium

Les chargeurs GaN sont physiquement plus petits que les chargeurs actuels. En effet, les chargeurs en nitrure de gallium ne nécessitent pas autant de composants que les chargeurs en silicium. Le matériau est capable de conduire des tensions beaucoup plus élevées au fil du temps que le silicium.

Les chargeurs GaN sont non seulement plus efficaces pour transférer le courant, mais cela signifie également que moins d'énergie est perdue en chaleur. Donc, plus d'énergie va à tout ce que vous essayez de charger. Lorsque les composants sont plus efficaces pour transmettre l'énergie à vos appareils, vous en avez généralement moins besoin.

En conséquence, les briques électriques et les chargeurs GaN seront nettement plus petits lorsque la technologie se généralisera. Il existe également d'autres avantages, tels qu'une fréquence de commutation plus élevée qui permet un transfert d'énergie sans fil plus rapide et des «trous d'air» plus grands entre le chargeur et l'appareil.

À l'heure actuelle, les semi-conducteurs GaN coûtent généralement plus cher que le type silicium. Cependant, en raison de l'amélioration de l'efficacité, le recours à des matériaux supplémentaires, comme les dissipateurs thermiques, les filtres et les éléments de circuit, est réduit. Un fabricant estime des économies de coûts de 10 à 20 pour cent dans ce domaine. Cela pourrait encore s'améliorer une fois que les avantages économiques de la production à grande échelle entreront en jeu.

Vous pourriez même économiser un peu d'argent sur votre facture d'électricité, car des chargeurs plus efficaces signifient moins d'énergie gaspillée. Ne vous attendez pas à voir un énorme changement avec des appareils à relativement faible consommation, comme les ordinateurs portables et les smartphones.

Qu'est-ce que le nitrure de gallium?

Le nitrure de gallium est un matériau semi-conducteur qui a pris de l'importance dans les années 1990 grâce à la fabrication de LED. GaN a été utilisé pour créer les premières LED blanches, les lasers bleus et les écrans LED couleur que vous pouviez voir à la lumière du jour. Dans les lecteurs de DVD Blu-ray, GaN produit la lumière bleue qui lit les données du DVD.

Il semble que le GaN remplacera bientôt le silicium dans de nombreux domaines. Les fabricants de silicium ont travaillé sans relâche pendant des décennies pour améliorer les transistors à base de silicium. Selon la loi de Moore (du nom du co-fondateur de Fairchild Semiconductor et, plus tard, du PDG d'Intel, Gordon Moore), le nombre de transistors dans un circuit de silicium intégré double environ tous les deux ans.

This observation was made in 1965, and it largely rang true for the last 50 years. In 2010, though, semiconductor advancement slowed below this pace for the first time. Many analysts (and Moore himself) predict la loi de Moore will be obsolete by 2025.

La production de transistors GaN s'est accélérée en 2006. Grâce à l'amélioration des processus de fabrication, les transistors GaN peuvent être fabriqués dans les mêmes installations que le type silicium. Cela réduit les coûts et encourage davantage de fabricants de silicium à utiliser GaN pour produire des transistors à la place.

Pourquoi le nitrure de gallium est-il supérieur au silicium?

Les avantages du GaN par rapport au silicium se résument à l'efficacité énergétique. En tant que GaN Systems, un fabricant spécialisé dans le nitrure de gallium, expliqué:

«Tous les matériaux semi-conducteurs ont ce qu'on appelle une bande interdite. Il s'agit d'une plage d'énergie dans un solide où aucun électrons ne peut exister. En termes simples, une bande interdite est liée à la capacité d'un matériau solide à conduire l'électricité. Le nitrure de gallium a une bande interdite de 3,4 eV, par rapport à la bande interdite de 1,12 eV du silicium. La bande interdite plus large du nitrure de gallium signifie qu'il peut supporter des tensions et des températures plus élevées que le silicium. »

Efficient Power Conversion Corporation, un autre fabricant de GaN, déclaré que GaN est capable de conduire des électrons 1000 fois plus efficacement que le silicium, et avec des coûts de fabrication inférieurs, pour démarrer.

Une efficacité de bande interdite plus élevée signifie que le courant peut traverser une puce GaN plus rapidement qu'une puce en silicium. Cela pourrait entraîner des capacités de traitement plus rapides à l'avenir. En termes simples, les puces en GaN seront plus rapides, plus petites, plus écoénergétiques et (éventuellement) moins chères que celles en silicium.

Les chargeurs du futur

Vous ne verrez probablement pas beaucoup de chargeurs GaN dans la nature jusqu'à ce que de grands fabricants de matériel, comme Apple et Samsung, commencent à les inclure avec leurs nouveaux ordinateurs et smartphones.

Pensez-y - à quand remonte la dernière fois que vous avez acheté un chargeur? Combien de chargeurs branchés dans votre maison ou votre bureau sont venus avec un achat antérieur?

Si vous décidez de commencer à profiter des avantages de recharge de GaN maintenant, vous pouvez le faire sans payer la prime normalement associée à une technologie de pointe.