מטענים המשתמשים בגליום ניטריד מתחילים להיכנס לשוק, מסוגלים לספק כמויות גבוהות של כוח למכשירים תוך שמירה על גודל סביר, ואפילו תופסים פחות מקום ממטענים רגילים. AppleInsider מסביר מה השתנה במטענים, וכיצד זה יכול לעזור להגדיר מחדש את תעשיית האביזרים.
מהו גליום ניטריד?
גליום ניטריד, המכונה גם GaN, הוא מוליך למחצה שניתן להשתמש בו לייצור שבבים עבור אלקטרוניקה, באופן דומה לסיליקון. GaN הוא חומר גבישי שקוף, המשמש לעתים קרובות בייצור של נורות לד במשך 30 השנים האחרונות, עם יכולות התדר הגבוה שלו המאפשרות ייצור של דיודות לייזר סגולות.
בעוד שסיליקון הוא החומר העיקרי המשמש לייצור שבבים, גבולות המאפיינים שלו הנוגעים להעברה תרמית וחשמלית פירושם שקשה ליצרני השבבים לעבוד איתו. ככל שהמירוץ אחר תהליכי ייצור שבבים קטנים יותר מתגבר, בשלב מסוים המפיקים יצטרכו לחפש חומרים אחרים שיוכלו לשמש ליצירת מעבד בדרכים שונות.
גביש גליום ניטריד [דרך ויקיפדיה]
GaN היא המועמדת הטובה ביותר כיום להשתלט על סיליקון, בעיקר בשל "פער הלהקה"יעילות. "פער הפס" מתייחס לאופן שבו חומר יכול להוליך חשמל, עם פער פס רחב יותר המאפשר שימוש במתחים גבוהים יותר ללא בעיה.
מה היתרונות שלו על פני סיליקון?
במקרה של GaN, פער הפס שלו גבוה במידה ניכרת מסיליקון, כלומר הוא מסוגל להוליך מתחים גבוהים בהרבה לאורך זמן. פער הרצועות הגדול יותר אומר גם שהזרם מסוגל לעבור דרך שבב שנוצר בצורה GaN מהר יותר מסיליקון, מה שבתורו יכול להוביל לעיבוד מהיר עוד יותר.
יעילות פער הלהקה יכולה להביא לידי ביטוי יתרונות במספר דרכים אחרות מלבד מהירות העיבוד. לדוגמה, מכיוון שקל יותר לאנרגיה לעבור, יש צורך בפחות כוח כדי להשתמש בשבב המופעל על ידי GaN כדי להציע יתרונות דומים.
היעילות פירושה גם שהשבבים יכולים להיבנות קטנים יותר בגלל אובדן אנרגיה מינימלי, כמו במקרה שבו מעבד מתחמם תחת עומס. פירוש הדבר יכול להיות שניתן לדחוס יותר לתוך טביעת הרגל של מעבד סיליקון, או שניתן יהיה לקצץ את טביעת הרגל בגודל, לחסוך בחומר בייצור שלו ואולי גם בגודל הפיזי.
קיבולת המתח הגבוהה יותר מתאימה את עצמה גם למערכות הכרוכות בהעברות כוח, כמו מטענים, בעוד שהיכולת לפעול בטמפרטורות גבוהות יותר עשויה לאפשר הרכבה של רכיבים המשתמשים בו במקומות שבהם החום אינו מהווה בעיה כל כך.
מה זה קשור למטענים?
במקרה הפשוט ביותר, מטען מחיל זרם על סוללה בניסיון להפוך תגובה כימית בתוך כל אחת מהן. בעוד שמטענים מוקדמים הפעילו טעינה ללא הרף מבלי לפקח על הסוללה עצמה, מה שעלול להוביל לטעינת יתר ולפגיעה בסוללה, גרסאות מאוחרות יותר כוללות מערכות ניטור שיכולות לשנות את הזרם לאורך זמן, ולמזער את האפשרות לטעינת יתר.
מטענים מודרניים וכן חומרה המספקת "אספקת חשמל" לפריטים אחרים, כגוןרציפי Thunderboltאו צגים המספקים חשמל למקבוק, לפעמים מספקים כמויות נכבדות של חשמל למכשיר. עבור מטענים עם יכולות "טעינה מהירה", זה יכול לתת לסוללה בסמארטפון מחצית מהקיבולת שלה במונחים של כוח זמין בפרק זמן קצר, לפני שתחזור לרמות זרם נמוכות יותר ככל שהיא מתמלאת.
יציאות Thunderbolt משמשות בדרך כלל לאספקת חשמל עבור מחשבי MacBook במקביל להעברת נתונים.
עבור מטעני טלפונים ומכשירים, השימוש ב-GaN במתח גבוה פירושו שניתן להעביר יותר כוח ביעילות גבוהה בהרבה מסיליקון, מה שהופך אותם למתאימים יותר ליישום מסוג זה.
מכיוון שניתן להעביר יותר כוח דרך רכיבי GaN, שניתן להפוך אותם גם קומפקטיים יותר ממקבילים מסיליקון שלהם, המשמעות היא שניתן לבנות יותר ברכיב ה-GaN במקום להסתמך על מספר רכיבי סיליקון, מה שמצמצם את כמות הרכיבים הנדרשת למטען , ועלול לאפשר לגודל הכולל של המטען להיות קטן יותר.
לצרכנים, הם יכולים לצפות שמטעני GaN יהיו קטנים יותר במטענים מהדור הנוכחי, כמו גם כאלה ששומרים על אותו גודל אך מציעים את היכולת לספק חשמל ליותר מכשירים, כמו גם יכולת לטעון פריטים בעלי וואט גבוה. כמו MacBooks בקלות.
דוגמה לכמה קטן יכול להיות מטען GaN מול כמה מטענים מסורתיים גדולים יותר. [דרך אנקר]
מדוע אנו עדיין משתמשים בטכנולוגיית טעינה ישנה יותר?
בקיצור, כסף.
התהליכים ליצירת רכיבי סיליקון כבר מבוססים באופן נרחב וזולים באופן סביר על בסיס לכל רכיב. GaN עדיין בחיתוליו למסחור, מה שהופך אותו ליקר לייצור מסיליקון, כך שעד שהוא הופך לחסכוני עם היתרונות שלו ליצור רכיבי GaN, לחברות אין הרבה תמריץ לעבור.
נכון לעכשיו, רק ספקי מוליכים למחצה מעטים מייצרים רכיבי GaN, וזה לא יעבור עד שיצרני המוליכים למחצה הגדולים יתחילו להשתמש בחומר בקנה מידה גבוה עבור שבבים שהעלויות לא יפחיתו.
זה אומר שלא הרבה יצרני מטענים משתמשים ב-GaN כפי שיכול להיות, אבל זה עשוי להשתנות ברגע שהאספקה והעלות יהיו סבירים יותר. למרות זאת,מספר חברותמנצלים את היתרונות של הטכנולוגיה כעת.
אילו מטענים של GaN זמינים כעת?
Anker PowerPort Atom PD 1
דוגמה מרכזית אחת לכמה קטן מטען GaN יכול להיות הואAnker PowerPort Atom PD 1. בגודל 1.6 אינץ' על 1.8 אינץ' על 1.5 אינץ', הקובייה הקומפקטית היא מטען USB-C 30W המסוגל להטעין מכשירים גדולים יותר וגם פריטים קטנים יותר.
Zendure Passport GO
לָאַחֲרוֹנָהנבדקעַל יְדֵיAppleInsider, הZendure Passport GOהוא מטען USB-C של 30 וואט המנצל את האופי החוסך מקום של GaN ליצירת מתאם בעל יכולת גבוהה במיוחד. באמצעות ארבעה מתאמים נשלפים, המטען יכול לעבוד בלמעלה מ-200 מדינות ברחבי העולם, אך עם זאת לשמור על קומתו הקטנה.
מטען קיר RAVPower USB-C 45W GaN
למי שרוצה יותר הספק, המטען קיר RAVPower USB-C 45W GaNמסוגל להטעין אMacBook בגודל 12 אינץ'בעוד שעתיים. כדי לעזור בנסיעות, ניתן לקפל את החודים לתוך הגוף הדק שלו בגודל 0.59 אינץ', כאשר יכולת החישה שלו מסוגלת לעבור בין חמש רמות פלט כדי לטעון את המכשיר בצורה אופטימלית.
