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Sie müssen nicht über einen FET oder eine Bandlücke Bescheid wissen, aber das Unternehmen, das die von Ihnen gekauften Geräte herstellt, tut dies. Und alles steht vor einer großen Wende zum Besseren - in gewisser Weise werden wir sicherere, effizientere und kleinere Hochleistungsladegeräte aufgrund einer chemischen Verbindung namens Galliumnitrid sehen.
Bereits am 25. Oktober veranstaltete Anker eine Veranstaltung, um einige seiner neuesten Innovationen vorzustellen, darunter ein neues USB-C Power Delivery-Wandladegerät, das GaN-Halbleiter verwendet. Normalerweise würde sich niemand darum kümmern, dass eine Wandwarze zum Aufladen Ihrer Geräte eingeführt wird, aber diesmal sieht es anders aus. Das neue PowerPort Atom PD1-Ladegerät von Anker bietet eine Ausgangsleistung von 27 Watt und ist so groß wie der kleine Ladeblock, der im Lieferumfang Ihres letzten Telefons enthalten war. Um es anders auszudrücken, es ist ein wenig aufregender. Es bietet genügend Leistung, um ein MacBook Pro effektiv und schnell aufzuladen, und ist ungefähr ein Drittel der Größe. Es fühlt sich auch kühler an und verbraucht weniger Strom, weil es effizienter ist.
Anker ist nicht das einzige Unternehmen in China, das ein USB Power Deliver-Ladegerät mit GaN-FETs herstellt (ein FET ist ein Feldeffekttransistor und wird zur Steuerung des Stromflusses und -verhaltens verwendet). RAVPower hat ein 45-Watt-Modell in Arbeit und Branchenexperten sagen, dass alle Namen, von denen Sie schon gehört haben, bald ein leistungsstarkes, kühl laufendes und unauffälliges USB-C Power Delivery-Ladegerät mit hoher Leistung anbieten werden, das diese Technologie nutzt. Nicht weil Galliumnitrid etwas Neues ist, sondern weil es jetzt rentabel sein kann.
GaN ist die optische Schicht auf der LED, die CDs, DVDs und Blu-Ray-Discs liest, sodass Sie sie bereits verwenden.
Galliumnitrid wird bereits in Produkten verwendet, die Sie besitzen, jedoch für einen ganz anderen Zweck. GaN-Kristalle werden seit einiger Zeit auf Saphirbasis zur Herstellung von Vollspektrum-LEDs verwendet. Wenn Sie über RGB- oder "Daylight" -LED-Lampen verfügen, verwenden Sie wahrscheinlich Galliumnitrid. Andere Spezialanwendungen wie High-End-Audioverstärker der Klasse D und Mikrowellen-Telekommunikationsgeräte verwenden ebenfalls GaN, und alles, was es verwendet, tut dies aus den gleichen drei Gründen. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Siliziumtransistor ist Galliumnitrid kühler, energieeffizienter und viel kleiner - genau das sehen Sie beim Anblick des neuen winzigen 27-Watt-USB-PD-Ladeblocks von Anker. GaN war schon immer ein Halbleiter mit überlegener Bandlücke im Vergleich zu Silizium, aber seine zuverlässige Herstellung war auch viel teurer.
Es war schon immer kostengünstiger, ein GaN-Bauelement zu bauen als ein herkömmliches Siliziumbauelement, da es sich letztendlich um ein Bauelement mit geringerem Platzbedarf handelt. Einfach ausgedrückt, Sie können viel mehr GaN-FETs auf einen Wafer setzen als MOSFETs, die eine Siliziumbasis verwenden. Das Problem waren die Kosten für die Wafer. Ein Galliumnitrid-Wafer ist immer noch teurer als ein Silizium-Wafer der gleichen Größe, aber die Produktionstechniken wurden verfeinert (es stellt sich heraus, dass der Stickstoff durcheinander gebracht wurde), und der Spalt ist eng genug, um ihn für Unternehmen, die das Produkt herstellen, zu einer attraktiven Option zu machen Transistoren. Dies hat zu einer enormen Belebung des Marktes geführt. Zwischen 2019 und 2024 wird ein jährliches Wachstum von 17% erwartet.
Wie wirkt sich das auf uns aus?
Ich gehe davon aus, dass es fast jedem, der dies liest, egal ist, ob die winzigen Teile in ihren Geräten Silizium oder Galliumnitrid oder Pixie Dust verwenden, solange sie funktionieren. Aber ich weiß auch, dass es mich glücklich machen würde, ein winziges Anker-Ladegerät anstelle eines großen schweren Ziegel-Ladegeräts für meinen Laptop zu tragen. Wenn ich merke, dass dasselbe Ladegerät auch für mein Telefon, mein Tablet, meinen Nintendo Switch und sogar für meine Bluetooth-Ohrhörer funktioniert, bin ich noch glücklicher. Wir wollen, dass unsere Technologie komplizierter wird - mehr Dinge auf kühlere Weise erledigt - und gleichzeitig weniger kompliziert wird.
Sicherheit sollte auch nicht ignoriert werden. Ein GaN-Gerät verbraucht weniger Energie für den Betrieb (Sie müssen einen elektronischen Schalter mit eigener Energie versorgen, damit er die Eingangs- und Ausgangsleistung umschalten kann) und schaltet viel schneller. Dadurch läuft es kühler, sodass weniger Strom als Wärme verloren geht und es effizienter, aber auch sicherer ist. Seit dem Samsung Galaxy Note 7 sind bereits weit mehr als zwei Jahre vergangen, aber die Lernerfahrung, die viele von uns gemacht haben, wird immer weiterleben: Unsere tragbaren elektronischen Geräte können unter extremen Umständen gefährlich sein.
Moores Gesetz entspricht immer Murphys Gesetz, wenn Sie den Dingen genügend Zeit geben.
Jede Iteration der verschiedenen Schnellladetechniken bringt uns diesen Extremen immer näher und wir sind noch nicht einmal am Ende angelangt. Vor einigen Jahren wurde ich Zeuge einer Demonstration eines Mikrowellenofens, der eine gefrorene Pizza aufheizte, während er mit einer kabellosen Ladeplatte mit Strom versorgt wurde. Ich habe hinter einem Explosionsschutz aus Plexiglas zugesehen, denn obwohl Sie ein Gerät mit 1.500 Watt durch Induktion mit Strom versorgen können, heißt das nicht, dass nichts schief gehen kann.
Wir werden zwar niemals 1.500 Watt für die Stromversorgung eines Telefons oder Laptops (vielleicht des Nintendo Switch 2?) Benötigen. 9 Watt können jedoch gefährlich sein, wenn nicht alles richtig gemacht wird. Da wir nach kleineren und bequemeren Dingen verlangen, müssen sich die Hersteller dem Extrem nähern, um liefern zu können. Kleine, unsichtbare Dinge wie eine Veränderung der Halbleiterbasis, die effizientere und sicherere Dinge ermöglicht, geben diesen Herstellern mehr Raum. Nicht alles, was die nächste Generation großartig macht, können wir sehen.
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