نيتريد الغاليوم هو أهم ابتكار "جديد" في الشحن لن تراه أبدًا

لا تحتاج إلى معرفة FET أو ما هي فجوة الحزمة ، لكن الشركة التي تصنع الأدوات التي تشتريها تفعل ذلك. وكل هذا على وشك تغيير كبير نحو الأفضل - بطرق نحن إرادة انظر ، مثل أجهزة الشحن الأكثر أمانًا والأكثر كفاءة والأصغر عالية الطاقة - بسبب مركب كيميائي يسمى نيتريد الغاليوم.

مرة أخرى في 25 أكتوبر ، عقدت Anker حدثًا لعرض بعض أحدث ابتكاراتها ، بما في ذلك شاحن جداري USB-C Power Delivery جديد يستخدم أشباه الموصلات GaN. في العادة ، لا أحد يهتم بإطلاق ثؤلول الجدار الذي يشحن أجهزتك ، لكن الأمور هذه المرة مختلفة. أنكر الجديد شاحن PowerPort Atom PD1 يوفر 27 واط من الطاقة الناتجة وهو بحجم كتلة الشحن الصغيرة التي تأتي في علبة الهاتف الأخير. لوضعها بطريقة أخرى أكثر إثارة قليلاً ، فهي توفر طاقة كافية لشحن MacBook Pro بسرعة وفعالية وهو حوالي ثلث الحجم. إنه أيضًا أكثر برودة عند اللمس وسيستخدم طاقة أقل لأنه أكثر كفاءة.

Anker ليست الشركة الوحيدة خارج الصين التي تصنع شاحن USB Power Deliver باستخدام GaN FETs (ترانزستور FET هو ترانزستور ذو تأثير ميداني ويستخدم للتحكم في تدفق وسلوك الكهرباء).

RAVPower لديها نموذج 45 واط في الأعمال وخبراء الصناعة يقولون إن جميع الأسماء التي سمعت عنها بالفعل ستقدم قريبًا ملف شواحن توصيل الطاقة USB-C عالية الإخراج والتشغيل البارد ومنخفضة المستوى عالية الإخراج باستخدام تقنية. ليس لأن نيتريد الغاليوم شيء جديد ، ولكن لأنه يمكن أن يكون مربحًا الآن.

GaN هي الطبقة الضوئية على LED التي تقرأ الأقراص المضغوطة وأقراص DVD وأقراص Blu-Ray ، لذا فأنت تستخدمها بالفعل.

يستخدم نيتريد الغاليوم بالفعل في المنتجات التي تمتلكها ، ولكن لغرض مختلف تمامًا. تم استخدام بلورات GaN على قاعدة الياقوت لإنتاج مصابيح LED كاملة الطيف لفترة طويلة ، وإذا كان لديك أي مصابيح RGB أو مصابيح LED "ضوء النهار" ، فمن المحتمل أنها تستخدم نيتريد الغاليوم. تستخدم الاستخدامات المتخصصة الأخرى مثل مكبرات الصوت عالية الجودة من الفئة D ومعدات اتصالات الميكروويف أيضًا استخدام GaN ، وكل ما يستخدمه يفعل ذلك لنفس الأسباب الثلاثة. بالمقارنة مع ترانزستور السيليكون التقليدي ، يعمل نيتريد الغاليوم بشكل أكثر برودة ، وهو أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ، و أصغر كثيرًا - وهو بالضبط ما تراه عندما تنظر إلى شحن Anker الجديد الصغير بقوة 27 وات USB-PD منع. لطالما كان GaN عبارة عن أشباه موصلات ذات فجوة نطاقية فائقة مقارنةً بالسيليكون ، ولكنه كان أيضًا أكثر تكلفة بكثير لإنتاجه بشكل موثوق.

لطالما كان بناء جهاز GaN أكثر فعالية من حيث التكلفة مقارنة بجهاز السيليكون التقليدي بسبب بصمته النهائية. ببساطة ، يمكنك احتواء ملف كثيرا المزيد من GaN FETs على رقاقة أكثر مما تستطيع MOSFETs ، والتي تستخدم قاعدة من السيليكون. كانت المشكلة هي تكلفة الرقائق نفسها. لا تزال رقاقة نيتريد الغاليوم أغلى ثمناً من رقاقة سيليكون من نفس الحجم ، ولكن تم تحسين تقنيات الإنتاج (اتضح تسبب النيتروجين في فوضى الأشياء) والفجوة ضيقة بما يكفي لجعلها خيارًا جذابًا للشركات التي تنتج الترانزستورات. وقد تسبب هذا في ارتفاع كبير في السوق ، مع توقع نمو بنسبة 17٪ سنويًا بين عامي 2019 و 2024.

كيف يؤثر هذا علينا

سأفترض أن كل من يقرأ هذا تقريبًا لا يهتم إذا كانت الأجزاء الصغيرة داخل أجهزتهم تستخدم السيليكون أو نيتريد الغاليوم أو غبار البيكسي ، طالما أنها تعمل. لكنني أعلم أيضًا أن حمل شاحن Anker الصغير بدلاً من شاحن الطوب الثقيل الكبير لجهاز الكمبيوتر المحمول الخاص بي سيجعلني سعيدًا. عندما أدرك أن هذا الشاحن نفسه سيعمل أيضًا مع هاتفي وجهازي اللوحي ومحول Nintendo وحتى حافظة الشحن اللاسلكي لسماعات الأذن التي تعمل بتقنية Bluetooth ، فأنا أكثر سعادة. نريد أن تصبح تقنيتنا أكثر معقدة - افعل المزيد من الأشياء بطرق أكثر برودة - بينما تصبح أقل معقدة في نفس الوقت.

لا ينبغي تجاهل السلامة أيضًا. يستخدم جهاز GaN طاقة أقل للتشغيل (تحتاج إلى تزويد مفتاح إلكتروني بقوته الخاصة لجعله قادرًا على تبديل طاقة الإدخال والإخراج) والتبديل بشكل أسرع. هذا يجعله يعمل بشكل أكثر برودة بحيث يتم فقدان قدر أقل من الكهرباء كحرارة وأكثر كفاءة ، ولكنه أيضًا أكثر أمانًا. لقد مر أكثر من عامين منذ سامسونج جالاكسي نوت 7، لكن تجربة التعلم التي قدمتها للكثير منا ستظل حية دائمًا: يمكن أن تكون أجهزتنا الإلكترونية المحمولة خطيرة في الظروف القصوى.

يفي قانون مور دائمًا بقانون مورفي إذا أعطيت الأشياء وقتًا كافيًا.

كل تكرار لجميع تقنيات الشحن السريع المختلفة يجعلنا أقرب وأقرب إلى تلك التطرفات ولم نقترب حتى من النهاية. قبل عدة سنوات ، شاهدت عرضًا لفرن ميكروويف يسخن بيتزا مجمدة أثناء تشغيله باستخدام لوحة شحن لاسلكية. شاهدت وراء درع انفجار زجاج شبكي لأنه على الرغم من أنك يستطيع قم بتشغيل جهاز بقوة 1500 واط باستخدام الحث ، هذا لا يعني أنه لا يمكن أن يحدث خطأ.

في حين أننا لن نحتاج أبدًا إلى استخدام 1500 واط لتشغيل هاتف أو حتى كمبيوتر محمول (ربما يكون Nintendo Switch 2؟) 9 واط يمكن أن يكون خطيرًا عندما لا يتم كل شيء بشكل صحيح. نظرًا لأننا ندعو إلى أشياء أصغر وأكثر ملاءمة ، يتعين على الشركات المصنعة الاقتراب من أقصى الحدود لتقديمها. الأشياء الصغيرة غير المرئية مثل التغيير في قاعدة أشباه الموصلات التي تسمح بأشياء أكثر كفاءة وأمانًا تمنح هؤلاء المصنعين مساحة أكبر. ليس كل ما يجعل الجيل القادم رائعًا هو شيء يمكننا رؤيته.

جيري هيلدنبراند

جيري هو الطالب الذي يذاكر كثيرا المقيم في Mobile Nation ويفتخر به. لا يوجد شيء لا يستطيع تفكيكه ، لكن أشياء كثيرة لا يمكنه إعادة تجميعها. ستجده عبر شبكة Mobile Nations ويمكنك ذلك ضربه على تويتر إذا كنت تريد أن تقول مرحبًا.