GaN充電器とは何ですか?なぜそれが必要なのですか?

2020-10-12
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窒化ガリウム(GaN)充電器はどこにでもありました CES 2020。シリコンに代わるこの最新の代替品は、より小型でより効率的な充電器とパワーブリックが開発中であることを意味します。仕組みは次のとおりです。

窒化ガリウム充電器の利点

GaN充電器は現在の充電器よりも物理的に小さいです。これは、窒化ガリウム充電器がシリコン充電器ほど多くのコンポーネントを必要としないためです。この材料は、シリコンよりもはるかに高い電圧を経時的に伝導することができます。

GaN充電器は、電流の伝達効率が高いだけでなく、熱によって失われるエネルギーが少ないことも意味します。だから、あなたが充電しようとしているものは何でも、より多くのエネルギーが行きます。コンポーネントがデバイスにエネルギーを渡すのにより効率的である場合、通常、必要なコンポーネントは少なくなります。

その結果、技術が普及すると、GaNパワーブリックと充電器は著しく小さくなります。他にも、より高速なワイヤレス電力伝送を可能にする高いスイッチング周波数や、充電器とデバイス間のより大きな「エアギャップ」などの利点があります。

現在、GaN半導体は一般的にシリコンの種類よりも高価です。ただし、効率が向上するため、ヒートシンク、フィルター、回路要素などの追加の材料への依存度が低くなります。 あるメーカー この分野でのコスト削減は10〜20%と見積もっています。大規模生産の経済的利益が始まると、これはさらに改善される可能性があります。

より効率的な充電器は無駄なエネルギーが少ないことを意味するので、あなたはあなたの電気代に少しのお金を節約するかもしれません。ただし、ラップトップやスマートフォンなどの比較的低電力のデバイスで大きな変化が見られるとは思わないでください。

窒化ガリウムとは何ですか?

窒化ガリウムは、1990年代にLEDの製造を通じて注目を集めた半導体材料です。 GaNを使用して、日光の下で見ることができる最初の白色LED、青色レーザー、およびフルカラーLEDディスプレイを作成しました。ブルーレイDVDプレーヤーでは、GaNはDVDからデータを読み取る青色光を生成します。

GaNはすぐに多くの分野でシリコンに取って代わるようです。シリコンメーカーは、シリコンベースのトランジスタを改善するために何十年にもわたって精力的に取り組んできました。による ムーアの法則 (フェアチャイルドセミコンダクターの共同創設者、後にインテルのCEOであるゴードンムーアにちなんで名付けられました)、集積シリコン回路のトランジスタ数は約2年ごとに2倍になります。

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 ムーアの法則 will be obsolete by 2025.

2006年にGaNトランジスタの生産が増加しました。製造プロセスの改善により、GaNトランジスタはシリコンタイプと同じ設備で製造できるようになりました。これにより、コストが抑えられ、より多くのシリコンメーカーが代わりにGaNを使用してトランジスタを製造するようになります。

窒化ガリウムがシリコンより優れているのはなぜですか?

シリコンと比較したGaNの利点は、電力効率に要約されます。窒化ガリウムを専門とするメーカーであるGaNSystemsとして、 説明:

「すべての半導体材料には、いわゆるバンドギャップがあります。これは、電子が存在できない固体のエネルギー範囲です。簡単に言えば、バンドギャップは、固体材料がどれだけうまく電気を通すことができるかに関係しています。窒化ガリウムのバンドギャップは、シリコンの1.12eVバンドギャップと比較して3.4eVです。窒化ガリウムのバンドギャップが広いということは、シリコンよりも高い電圧と高い温度に耐えることができることを意味します。」

別のGaNメーカーであるEfficientPower Conversion Corporationは、 述べました そのGaNは、シリコンよりも1,000倍効率的に電子を伝導し、製造コストを抑えて起動することができます。

バンドギャップ効率が高いということは、電流がシリコンチップよりも速くGaNチップを通過できることを意味します。これにより、将来的に処理機能が高速化される可能性があります。簡単に言えば、GaNで作られたチップは、シリコンで作られたチップよりも速く、小さく、電力効率が高く、(最終的には)安価になります。

未来の充電器

AppleやSamsungなどの大手ハードウェアメーカーが新しいコンピューターやスマートフォンにそれらを組み込み始めるまで、おそらく多くのGaN充電器を実際に目にすることはないでしょう。

考えてみてください。最後に充電器を購入したのはいつですか。あなたの家やオフィスの周りに接続されている充電器のうち、過去に購入したものはいくつありますか?

今すぐGaNの充電のメリットを享受することにした場合は、最先端のテクノロジーに通常関連するプレミアムを支払うことなく、それを行うことができます。