Laddare baserade på Gallium Nitride (GaN) var en framträdande trend på CES 2020. Detta moderna alternativ till kisel innebär att vi snart kommer att se mindre och mer effektiva laddare och nätaggregat. Låt oss undersöka hur denna teknik fungerar.
Fördelar med laddare baserade på galliumnitrid
GaN-laddare är betydligt mindre än de nuvarande modellerna. Detta beror på att laddare med galliumnitrid kräver färre komponenter jämfört med kiselbaserade laddare. GaN-materialet kan hantera betydligt högre spänningar över tid än vad kisel klarar av.
GaN-laddare är inte bara mer effektiva på att överföra ström, utan de minskar även energiförlusten i form av värme. Detta innebär att mer av den tillförda energin faktiskt används för att ladda enheten. När komponenter är mer effektiva i överföringen av energi till dina enheter, behövs vanligtvis färre av dem.
Här är 3 anledningar till varför du bör överväga RAVPower 61W PD 3.0 GaN väggladdare!
1. Den är 50 % mindre än en vanlig 61W MacBook-laddare.
2. Den erbjuder 2,5 gånger snabbare laddning än en standard 1A-utgång.
3. Den är kompatibel med alla dina USB-C-enheter, från smartphones till laptops!
https://t.co/egERoXieCA pic.twitter.com/Ma6dbLH7ta
— RAVPower (@RAVPower) 9 januari 2020
Som en konsekvens kommer GaN-baserade nätaggregat och laddare att bli märkbart mindre allteftersom tekniken blir mer utbredd. Ytterligare fördelar inkluderar högre växlingsfrekvens som möjliggör snabbare trådlös kraftöverföring och större avstånd (”luftgap”) mellan laddaren och enheten.
För närvarande är GaN-halvledare generellt dyrare än kiselbaserade. Men tack vare ökad effektivitet minskas behovet av ytterligare material såsom kylflänsar, filter och kretskomponenter. En tillverkare uppskattar att kostnadsbesparingarna inom detta område kan ligga mellan 10 och 20 procent. Detta kan förbättras ytterligare när stordriftsfördelar uppnås.
Du kan till och med spara lite på elräkningen eftersom mer effektiva laddare minskar energiförlusterna. Dock bör du inte förvänta dig en drastisk skillnad med enheter som har relativt låg effekt, såsom laptops och smartphones.
Vad är galliumnitrid?
Galliumnitrid är ett halvledarmaterial som fick sitt genombrott under 1990-talet genom tillverkningen av lysdioder. GaN användes för att skapa de första vita lysdioderna, blå lasrar och fullfärgade LED-skärmar som var synliga i dagsljus. I Blu-ray-spelare genererar GaN det blå ljuset som läser data från skivorna.
Det ser ut som att GaN snart kommer att ersätta kisel på många områden. Kiseltillverkare har under årtionden arbetat hårt för att förbättra kiselbaserade transistorer. Enligt Moores lag (uppkallad efter medgrundaren av Fairchild Semiconductor och den senare VD:n för Intel, Gordon Moore), fördubblas antalet transistorer i en integrerad krets av kisel ungefär vartannat år.
Denna iakttagelse gjordes 1965 och har i stort sett varit aktuell de senaste 50 åren. Men under 2010 minskade halvledarutvecklingen för första gången. Många analytiker (inklusive Moore själv) förutspår att Moores lag kommer att vara inaktuell till år 2025.
Produktionen av GaN-transistorer ökade under 2006. Förbättrade tillverkningsprocesser innebär att GaN-transistorer nu kan tillverkas i samma anläggningar som kiselbaserade. Detta håller nere kostnaderna och uppmuntrar fler kiseltillverkare att använda GaN i produktionen av transistorer.
Varför är galliumnitrid bättre än kisel?
Fördelarna med GaN jämfört med kisel handlar främst om energieffektivitet. Som GaN Systems, en tillverkare som specialiserar sig på galliumnitrid, förklarar:
”Alla halvledarmaterial har vad som kallas ett bandgap. Detta är ett energiområde i ett fast ämne där inga elektroner kan existera. Enkelt uttryckt, bandgapet är relaterat till hur väl ett fast material kan leda elektricitet. Galliumnitrid har ett bandgap på 3,4 eV, jämfört med kisels bandgap på 1,12 eV. Galliumnitrids bredare bandgap innebär att det kan hantera högre spänningar och högre temperaturer än kisel.”
Efficient Power Conversion Corporation, en annan GaN-tillverkare, uppger att GaN kan leda elektroner 1 000 gånger mer effektivt än kisel, och det till lägre tillverkningskostnader från början.
En högre bandgap-effektivitet innebär att ström kan passera genom ett GaN-chip snabbare än genom ett kiselbaserat. Detta kan i framtiden resultera i snabbare bearbetningskapacitet. Enkelt uttryckt kommer chip som är tillverkade av GaN att vara snabbare, mindre, mer energieffektiva och (så småningom) billigare än de som är tillverkade av kisel.
Var du kan köpa en GaN-laddare idag
Även om de ännu inte är utbredda, kan du köpa laddare med GaN-teknik från företag som Anker och RAVPower. Dessa är USB-C-laddare som kan leverera ström via USB-C för moderna laptops.
Anker PowerPort Atom PD1 är en 30-watts laddare med snabbladdningsmöjligheter. Den är designad för telefoner, surfplattor, laptops och mer. Du kommer att märka att den är cirka 40 procent mindre än en laddare som inte använder GaN-teknik. Anker tillverkar också en 60-watts modell, PowerPort Atom PD2, som har två USB-C-portar, vilket möjliggör laddning av flera enheter samtidigt, samt den fyrportiga PowerPort Atom III Slim.
RAVPower har ett liknande utbud. Deras PD Pioneer 30W erbjuder en grundläggande genomströmning med en USB-C-port. Den kraftigare modellen, PD Pioneer 61W, hanterar mer ström men har fortfarande bara en USB-C-port. För att kunna använda dessa laddare måste din laptop stödja USB-C-strömförsörjning.
Andra GaN-laddare, som de Aukey presenterade på CES 2020, kommer att bli tillgängliga senare under året. Vi förväntar oss dock att se många fler modeller på marknaden inom en snar framtid.
Den kanske mest spännande GaN-laddaren just nu är HyperJuice från Sanho. Sanho, som framgångsrikt finansierats via Kickstarter (där de samlade in över 2 miljoner dollar), strävar efter att leverera världens första (och minsta) 100-watts USB-C-laddare till sina supportrar i februari 2020. Denna modell kommer att bli den första som kan driva och ladda avancerade laptops som MacBook Pro.
Den goda nyheten är att ingen av dessa laddare är särskilt dyr. RAVPowers 61-watts modell säljs för cirka 40 dollar, och Sanho har meddelat en prisklass på mellan 50 och 100 dollar för detaljhandelsversionen av deras 100-watts laddare. Som jämförelse kostar en helt ny Apple 96-watts USB-C-strömadapter 79 dollar och är betydligt större och tyngre än den kreditkortsstora HyperJuice.
Framtidens laddare
Det är troligt att vi inte kommer att se många GaN-laddare i det vardagliga livet förrän stora hårdvarutillverkare som Apple och Samsung börjar inkludera dem i sina nya datorer och smartphones.
Tänk efter – när köpte du senast en laddare? Hur många av laddarna som används i ditt hem eller på kontoret följde med ett tidigare köp?
Om du väljer att börja dra nytta av fördelarna med GaN-laddning redan nu, kan du göra det utan att betala den premie som vanligtvis är förknippad med banbrytande teknik.