질화 갈륨 (GaN) 충전기는 CES 2020의 모든 곳에있었습니다. 실리콘에 대한이 현대적인 대안은 더 작고 효율적인 충전기와 파워 브릭이 곧 출시된다는 것을 의미합니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.
갈륨 질화물 충전기의 장점
GaN 충전기는 물리적으로 현재 충전기보다 작습니다. 질화 갈륨 충전기는 실리콘 충전기만큼 많은 부품을 필요로하지 않기 때문입니다. 이 물질은 실리콘보다 시간이 지남에 따라 훨씬 더 높은 전압을 전도 할 수 있습니다.
GaN 충전기는 전류를 전달하는 데 더 효율적일뿐만 아니라 열로 인한 에너지 손실도 적습니다. 따라서 충전하려는 모든 것에 더 많은 에너지가 공급됩니다. 구성 요소가 장치에 에너지를 전달하는 데 더 효율적이면 일반적으로 필요한 구성 요소가 적습니다.
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결과적으로 GaN 파워 브릭과 충전기는 기술이 더 널리 보급되면 눈에 띄게 작아 질 것입니다. 더 빠른 무선 전력 전송을 가능하게하는 더 높은 스위칭 주파수와 충전기와 장치 사이의 더 큰 “공극”과 같은 다른 이점도 있습니다.
현재 GaN 반도체는 일반적으로 실리콘 종류보다 비쌉니다. 그러나 향상된 효율성으로 인해 히트 싱크, 필터 및 회로 요소와 같은 추가 재료에 대한 의존도가 줄어 듭니다. 한 제조업체는이 영역에서 비용을 10 ~ 20 % 절감 할 것으로 예상합니다. 이는 대규모 생산의 경제적 이익이 시작되면 더욱 개선 될 수 있습니다.
더 효율적인 충전기는 에너지 낭비를 줄이므로 전력 요금을 약간 절약 할 수도 있습니다. 그러나 랩톱 및 스마트 폰과 같은 상대적으로 저전력 장치에서 큰 변화를 기대하지 마십시오.
질화 갈륨이란?
질화 갈륨은 LED 제조를 통해 1990 년대에 주목을받은 반도체 소재입니다. GaN은 일광에서 볼 수있는 최초의 백색 LED, 청색 레이저 및 풀 컬러 LED 디스플레이를 만드는 데 사용되었습니다. Blu-ray DVD 플레이어에서 GaN은 DVD에서 데이터를 읽는 청색광을 생성합니다.
GaN은 곧 많은 영역에서 실리콘을 대체 할 것으로 보입니다. 실리콘 제조업체는 실리콘 기반 트랜지스터를 개선하기 위해 수십 년 동안 끊임없이 노력해 왔습니다. 무어의 법칙 (Fairchild Semiconductor의 공동 창립자 및 나중에 Intel의 CEO 인 Gordon Moore의 이름을 따서 명명 됨)에 따르면 집적 실리콘 회로의 트랜지스터 수는 약 2 년마다 두 배씩 증가합니다.
이 관찰은 1965 년에 이루어졌으며 지난 50 년 동안 대체로 사실이었습니다. 그러나 2010 년에 반도체 발전은 처음으로이 속도 이하로 둔화되었습니다. 많은 분석가 (그리고 무어 자신)는 무어의 법칙이 2025 년까지 폐기 될 것이라고 예측합니다.
GaN 트랜지스터의 생산은 2006 년에 증가했습니다. 제조 공정이 개선되어 실리콘 유형과 동일한 시설에서 GaN 트랜지스터를 제조 할 수 있습니다. 이는 비용을 낮추고 더 많은 실리콘 제조업체가 GaN을 사용하여 트랜지스터를 생산하도록 장려합니다.
질화 갈륨이 실리콘보다 우수한 이유는 무엇입니까?
실리콘에 비해 GaN의 이점은 전력 효율성으로 귀결됩니다. 질화 갈륨 전문 제조업체 인 GaN Systems는 다음과 같이 설명했습니다.
“모든 반도체 재료에는 밴드 갭이라는 것이 있습니다. 이것은 전자가 존재할 수없는 고체의 에너지 범위입니다. 간단히 말해 밴드 갭은 고체 물질이 전기를 얼마나 잘 전도 할 수 있는지와 관련이 있습니다. 질화 갈륨은 실리콘의 1.12eV 밴드 갭에 비해 3.4eV 밴드 갭을 가지고 있습니다. 질화 갈륨의 더 넓은 밴드 갭은 실리콘보다 더 높은 전압과 더 높은 온도를 유지할 수 있음을 의미합니다.”
또 다른 GaN 제조업체 인 Efficient Power Conversion Corporation은 GaN이 실리콘보다 1,000 배 더 효율적으로 전자를 더 낮은 제조 비용으로 전도 할 수 있다고 말했습니다.
더 높은 밴드 갭 효율은 전류가 실리콘 칩보다 빠르게 GaN 칩을 통과 할 수 있음을 의미합니다. 이로 인해 향후 처리 기능이 더 빨라질 수 있습니다. 간단히 말해 GaN으로 만든 칩은 실리콘으로 만든 칩보다 더 빠르고, 더 작고, 더 전력 효율적이며, (결국) 더 저렴할 것입니다.
오늘 GaN 충전기를 구입할 수있는 곳
아직 널리 보급되지는 않았지만 Anker 및 RAVPower와 같은 회사에서 GaN 기술을 사용하는 충전기를 구입할 수 있습니다. 최신 노트북을위한 USB-C 전원 공급이 가능한 USB-C 충전기입니다.
Anker PowerPort Atom PD1은 고속 충전 기능이있는 30 와트 충전기입니다. 휴대폰, 태블릿, 노트북 등을 위해 설계되었습니다. GaN 기술을 사용하지 않는 충전기보다 약 40 % 더 작다는 것을 알 수 있습니다. Anker는 또한 두 개의 USB-C 포트가있어 여러 장치를 동시에 충전 할 수있는 60 와트 PowerPort Atom PD2와 4 포트 PowerPort Atom III Slim을 생산합니다.
RAVPower는 비슷한 라인업을 가지고 있습니다. PD Pioneer 30W는 하나의 USB-C 포트로 적당한 처리량을 제공합니다. 더욱 강화 된 PD Pioneer 61W는 더 많은 전력을 처리하지만 여전히 하나의 USB-C 포트만 수용합니다. 이러한 충전기 중 하나를 사용하려면 노트북이 USB-C 전원 공급을 지원해야합니다.
CES 2020에서 선보인 Aukey와 같은 다른 GaN 충전기는 올해 말까지 사용할 수 없습니다. 그러나 곧 시장에서 더 많은 것을 볼 수있을 것으로 기대합니다.
곧 출시 될 가장 흥미로운 GaN 충전기는 Sanho의 HyperJuice 일 것입니다. Kickstarter (2 백만 달러 이상 모금)에 성공적으로 자금을 지원 한 Sanho는 2020 년 2 월까지 세계 최초 (그리고 가장 작은) 100 와트 USB-C 충전기를 후원자에게 제공하는 것을 목표로하고 있습니다. MacBook Pro와 같은 노트북.
좋은 소식은 이러한 충전기 중 어느 것도 특별히 비싸지 않다는 것입니다. 61 와트 RAVPower의 소매가는 약 40 달러이며 Sanho는 100 와트 충전기의 소매 용 버전에 대해 50 달러에서 100 달러 사이의 가격대를 발표했습니다. 참고로 새로운 Apple 96 와트 USB-C 전원 어댑터의 소매가는 79 달러이며 신용 카드 크기의 HyperJuice보다 상당히 크고 무겁습니다.
미래의 충전기
Apple 및 Samsung과 같은 대형 하드웨어 제조업체가 새 컴퓨터와 스마트 폰에 포함하기 시작할 때까지는 GaN 충전기를 많이 볼 수 없을 것입니다.
생각해보십시오. 마지막으로 충전기를 구입 한 것이 언제입니까? 집이나 사무실 주변에 연결된 충전기 중 과거 구매시 제공된 충전기는 몇 개입니까?
지금 GaN의 충전 혜택을 즐기기로 결정했다면 일반적으로 최첨단 기술과 관련된 프리미엄을 지불하지 않고도 그렇게 할 수 있습니다.
