窒化ガリウムを使用した充電器が市場に参入し始めており、適度なサイズを維持しながらデバイスに大量の電力を供給でき、さらに従来の充電器よりも占有スペースが小さくなります。 AppleInsider では、充電器の何が変わったのか、そしてそれがアクセサリ業界の再定義にどのように役立つのかについて説明しています。
窒化ガリウムとは何ですか?
窒化ガリウムGaNとも呼ばれる半導体は、シリコンと同様に電子機器用のチップの製造に使用できます。 GaN は透明な結晶材料で、過去 30 年間 LED の製造によく使用されており、その高周波機能により紫色レーザー ダイオードの製造が可能になっています。
シリコンはチップ製造に使用される主な材料ですが、熱および電気伝達に関する特性の限界により、チップ製造業者がシリコンを扱うのはますます困難になってきています。より小型のチップ製造プロセスを求める競争が激化するにつれ、製造業者はある時点で、さまざまな方法でプロセッサの製造に使用できる他の材料に目を向けなければならなくなるでしょう。
窒化ガリウムの結晶 [Wikipediaより]
GaN は、主に「バンドギャップ「効率」。「バンドギャップ」とは、材料がどのように電気を通すことができるかを指し、バンドギャップが広いと、より高い電圧を問題なく使用できるようになります。
シリコンと比べてどのような利点があるのでしょうか?
GaN の場合、そのバンドギャップはシリコンよりもかなり高く、長期間にわたってはるかに高い電圧を伝導できることを意味します。バンドギャップが大きいということは、GaN で作られたチップをシリコンよりも速く電流が通過できることも意味し、その結果、さらに高速な処理が可能になる可能性があります。
バンドギャップ効率は、処理速度以外にもさまざまな面でメリットを発揮します。たとえば、エネルギーが通過しやすいため、GaN 搭載チップを使用して同様の利点を得るのに必要な電力は少なくなります。
この効率は、プロセッサが負荷を受けて熱くなる場合など、エネルギー損失が最小限に抑えられるため、チップをより小さく構築できることも意味します。これは、シリコン プロセッサの占有面積にさらに多くのものを詰め込めるか、占有面積を縮小して製造時の材料とおそらく物理的なサイズを節約できることを意味する可能性があります。
より高い電圧容量は、充電器などの電力伝送を伴うシステムにも適しており、高温で動作する能力により、それを使用するコンポーネントを熱がそれほど問題にならない場所に取り付けることが可能になる可能性があります。
これは充電器と何の関係があるのでしょうか？
最も単純に言うと、充電器はバッテリーに電流を流して、各バッテリー内部の化学反応を逆転させようとします。初期の充電器はバッテリー自体を監視せずに常に充電を行っていたため、過充電やバッテリーの損傷につながる可能性がありましたが、後のバージョンには時間の経過とともに低下する電流を変化させる監視システムが組み込まれており、過充電の可能性を最小限に抑えています。
最新の充電器だけでなく、次のような他のアイテムに「電力供給」を提供するハードウェアも含まれます。サンダーボルトドックまたは、MacBook に電力を供給するモニターが、デバイスに大量の電力を供給することがあります。 「急速充電」機能を備えた充電器の場合、これにより、スマートフォンのバッテリーは短時間で利用可能な電力の半分の容量が得られ、満杯になると低い電流レベルに戻ります。
Thunderbolt ポートは、データ転送と同時に MacBook への電力供給にもよく使用されます。
携帯電話やデバイスの充電器の場合、高電圧 GaN を使用すると、シリコンよりもはるかに高い効率でより多くの電力を転送できるため、この種のアプリケーションにより適しています。
GaN コンポーネントを介してより多くの電力をシフトでき、シリコン製コンポーネントよりもコンパクトにすることもできるため、複数のシリコン コンポーネントに依存する代わりに、より多くの機能を GaN コンポーネントに組み込むことができ、充電器に必要なコンポーネントの量が削減されることを意味します。 、充電器全体のサイズを小さくできる可能性があります。
消費者にとって、GaN 充電器は現行世代の充電器よりも小型であること、また同じサイズを保ちながらより多くのデバイスに電力を供給でき、高ワット品を充電できるものもあることを期待できます。 MacBookのように簡単に。
GaN 充電器が従来の大型充電器と比較してどれほど小さいかを示す例です。 [アンカー経由]
なぜ古い充電テクノロジーがまだ使用されているのでしょうか?
要するにお金です。
シリコンコンポーネントを作成するプロセスはすでに広く確立されており、コンポーネントごとにかなり安価です。 GaNはまだ商業化の初期段階にあり、シリコンよりも製造コストが高いため、GaNコンポーネントを製造するメリットを享受して費用対効果が高くなるまで、企業には切り替えのインセンティブがあまりありません。
現時点では、少数の半導体ベンダーだけが GaN コンポーネントを生産しており、コストが削減されるのは、大手の半導体製造業者がチップにこの材料を大規模に使用し始めるまでではないでしょう。
これは、多くの充電器メーカーが GaN を使用しているとは考えられていないことを意味しますが、供給とコストがより合理的になれば、状況は変わる可能性があります。それでも、数社現在、テクノロジーの利点を活用しています。
現在入手可能な GaN 充電器は何ですか?
アンカー PowerPort Atom PD 1
GaN 充電器がいかに小型化できるかを示す主な例の 1 つは、アンカー PowerPort Atom PD 1。 1.6 インチ x 1.8 インチ x 1.5 インチのコンパクトなキューブは、より大きなデバイスだけでなく小さなアイテムも充電できる 30W USB-C 充電器です。
ゼンデュアパスポートGO
最近レビューしましたによるAppleInsider、ゼンデュアパスポートGOは、GaN の省スペース性を利用して非常に高性能なアダプタを作成する 30 ワット USB-C 充電器です。 4 つの格納式アダプターを使用することで、この充電器は小さいサイズを維持しながら、世界 200 か国以上で使用できます。
RAVPower USB-C 45W GaN 壁充電器
より多くのワット数が必要な場合は、RAVPower USB-C 45W GaN 壁充電器を充電することができます12インチMacBook2時間以内に。旅行に便利なように、突起は 0.59 インチの薄いボディに折りたたむことができ、その検出機能により 5 つの出力レベルを切り替えてデバイスを最適に充電できます。
Isamu 
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