Punjači koji koriste galijum nitrid (GaN) bili su veoma prisutni na
sajmu CES 2020. Ova napredna alternativa silicijumu omogućava razvoj
manjih i efikasnijih punjača i adaptera za napajanje. U nastavku ćemo
objasniti kako ova tehnologija funkcioniše.
Prednosti punjača sa galijum nitridom
GaN punjači su fizički kompaktniji u poređenju sa standardnim
punjačima. Razlog tome je što punjači sa galijum nitridom zahtevaju manje
komponenata u odnosu na one koji koriste silicijum. Ovaj materijal ima
sposobnost da provodi znatno veće napone tokom dužeg vremenskog perioda u
poređenju sa silicijumom.
Pored efikasnijeg prenosa struje, GaN punjači takođe rasipaju manje
energije u vidu toplote. To znači da veći deo energije odlazi direktno na
uređaj koji se puni. Kada su komponente efikasnije u prenosu energije,
potrebno je manje tih komponenti.
Evo 3 razloga zašto vam je potreban zidni punjač RAVPower 61W PD 3.0
GaN! ??
1. 50% je manji od standardnog MacBook punjača od 61 W
2. 2,5 puta je brži od standardnog 1A izlaza
3. Može da napaja sve vaše USB-C uređaje, od pametnih telefona do
laptopova!
??
https://t.co/egERoXieCA
pic.twitter.com/Ma6dbLH7ta
— RAVPower (@RAVPower)
9. januara 2020
Kao rezultat toga, GaN adapteri za napajanje i punjači će biti znatno
manji kada tehnologija postane široko rasprostranjena. Postoje i dodatne
prednosti, kao što je veća frekvencija prebacivanja koja omogućava brži
bežični prenos energije, kao i veći „vazdušni razmak“ između punjača i
uređaja.
Trenutno, GaN poluprovodnici su uglavnom skuplji od silicijuma. Međutim,
zbog povećane efikasnosti, smanjuje se potreba za dodatnim materijalima,
kao što su hladnjaci, filteri i elementi kola.
Jedan proizvođač
procjenjuje da se u ovoj oblasti mogu ostvariti uštede troškova od 10 do
20%. Ove uštede bi mogle biti još veće kada se postigne ekonomska
isplativost masovne proizvodnje.
Takođe, možete potencijalno uštedjeti novac na računima za struju, jer
efikasniji punjači znače manju potrošnju energije. Međutim, nemojte
očekivati drastične promene kod uređaja sa relativno malom potrošnjom, kao
što su laptopovi i pametni telefoni.
Šta je galijum nitrid?
Galijum nitrid je poluprovodnički materijal koji je postao istaknut tokom
1990-ih godina zahvaljujući razvoju LED dioda. GaN je korišćen za
proizvodnju prvih belih LED dioda, plavih lasera i LED displeja u punoj
boji, koji su bili vidljivi na dnevnom svetlu. U Blu-ray DVD plejerima,
GaN proizvodi plavu svetlost koja čita podatke sa DVD-a.
Čini se da će GaN uskoro zameniti silicijum u mnogim oblastima.
Proizvođači silicijuma su decenijama neprekidno radili na usavršavanju
tranzistora baziranih na silicijumu. Prema
Murovom zakonu
(nazvanom po suosnivaču kompanije Fairchild Semiconductor i kasnije
generalnom direktoru Intela, Gordonu Muru), broj tranzistora u
integrisanom silicijumskom kolu se udvostručuje otprilike svake dve
godine.
Ovo zapažanje je napravljeno 1965. godine i uglavnom je bilo tačno tokom
prethodnih 50 godina. Međutim, 2010. godine, napredak u oblasti
poluprovodnika je prvi put usporen ispod ovog tempa. Mnogi analitičari (i
sam Mur) predviđaju da će Murov zakon postati zastareo do 2025. godine.
Proizvodnja GaN tranzistora je povećana 2006. godine. Poboljšani
proizvodni procesi omogućavaju da se GaN tranzistori proizvode u istim
pogonima kao i silicijumski tip. Ovo smanjuje troškove i podstiče veći
broj proizvođača silicijuma da koriste GaN za proizvodnju tranzistora.
Zašto je galijum nitrid bolji od silicijuma?
Prednosti GaN u odnosu na silicijum se svode na energetsku efikasnost.
Kako je objasnio
GaN Systems, proizvođač specijalizovan za galijum nitrid:
„Svi poluprovodnički materijali imaju ono što se naziva pojas. To je
energetski opseg u čvrstom stanju gde elektroni ne mogu postojati.
Jednostavno rečeno, razmak u pojasu je povezan sa tim koliko dobro
čvrsti materijal može da provodi električnu energiju. Galijum nitrid
ima pojas od 3,4 eV, u poređenju sa silicijumskim razmakom od 1,12 eV.
Širi pojas galijum nitrida znači da može da izdrži veće napone i više
temperature od silicijuma.”
Efficient Power Conversion Corporation, još jedan proizvođač GaN,
navodi
da je GaN sposoban da provodi elektrone 1.000 puta efikasnije od
silicijuma, uz niže troškove proizvodnje.
Veća efikasnost pojasnog razmaka znači da struja može brže da prođe
kroz GaN čip nego kroz silicijumski. Ovo bi moglo dovesti do bržih
mogućnosti obrade u budućnosti. Jednostavno rečeno, čipovi napravljeni
od GaN će biti brži, manji, energetski efikasniji i (eventualno) jeftiniji
od onih napravljenih od silicijuma.
Gde danas možete kupiti GaN punjač
Iako još uvek nisu široko dostupni, punjače koji koriste GaN tehnologiju
možete kupiti od kompanija kao što su
Anker
i
RAVPower. To su USB-C punjači koji mogu da obezbede USB-C napajanje za moderne
laptopove.
Anker PowerPort Atom PD1
je punjač od 30 vati sa mogućnošću brzog punjenja. Dizajniran je za
telefone, tablete, laptopove i druge uređaje. Primetićete da je oko 40
odsto manji od punjača koji ne koriste GaN tehnologiju. Anker takođe
proizvodi 60 vati
PowerPort Atom PD2, koji ima dva USB-C porta, tako da možete istovremeno da punite više
uređaja, kao i
PowerPort Atom III Slim
sa četiri porta.
RAVPower ima sličnu liniju proizvoda. Njegov
PD Pioneer 30W
nudi skroman protok sa jednim USB-C portom. Jači
PD Pioneer 61W
nudi više snage, ali takođe ima samo jedan USB-C port. Ako želite da
koristite jedan od ovih punjača, vaš laptop mora da podržava USB-C
napajanje.
Ostali GaN punjači, poput
onih koje je Aukey predstavio na sajmu CES 2020, neće biti dostupni do kraja godine. Međutim, očekujemo da ćemo uskoro
videti mnogo više njih na tržištu.
Možda je najzanimljiviji GaN punjač trenutno na vidiku
HyperJuice kompanije Sanho. Uspešno finansiran na Kickstarteru (prikupio je više od 2 miliona
dolara), Sanho planira da isporuči prvi (i najmanji) USB-C punjač od 100
vati kupcima do februara 2020. godine. Ovo će biti prvi punjač koji može
da napaja i puni laptopove visokih performansi, kao što je MacBook Pro.
Dobra vest je da nijedan od ovih punjača nije posebno skup. RAVPower
model od 61 vat se prodaje za oko 40 dolara, a Sanho je najavio cenu od
50 do 100 dolara za maloprodajnu verziju njihovog punjača od 100 vati. Za
poređenje, potpuno novi
Apple USB-C adapter za napajanje od 96 vati
se prodaje za 79 dolara i znatno je veći i teži od HyperJuice-a, koji je
veličine kreditne kartice.
Punjači budućnosti
Verovatno nećete često videti GaN punjače sve dok veliki proizvođači
hardvera, kao što su Apple i Samsung, ne počnu da ih uključuju u svoje
nove računare i pametne telefone.
Razmislite o tome — kada ste poslednji put kupili punjač? Koliko punjača
koje imate kod kuće ili u kancelariji dolazi uz prethodnu kupovinu?
Ako odlučite da počnete da uživate u prednostima GaN punjenja sada,
možete to da učinite bez plaćanja premije koja se obično povezuje sa
najsavremenijom tehnologijom.