ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คุณอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับแกลเลียมไนไตรด์หรือ GaN มามากมายเกี่ยวกับเครื่องชาร์จ บริษัทหลายแห่งที่ผลิตที่ชาร์จและขายใน Amazon ได้ใช้ GaN มาระยะหนึ่งแล้ว และตอนนี้บริษัทใหญ่ๆ อย่าง Apple ก็เข้ามาเกี่ยวข้อง
แต่คำถามใหญ่คือ Gallium Nitride คืออะไร? และที่ชาร์จ GaN นั้นดีกว่าที่ชาร์จแบบซิลิคอนแบบดั้งเดิมที่เราทุกคนรู้จักและชื่นชอบหรือไม่? เราจะตอบคำถามเหล่านั้นและอีกเล็กน้อยในบทความนี้ นี่คือทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับที่ชาร์จ GaN
Gallium Nitride คืออะไร
Gallium Nitride เป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมอย่างมากในทศวรรษ 1990 สำหรับเซมิคอนดักเตอร์ สิ่งนี้ทำผ่านการผลิตไฟ LED GaN ถูกใช้เพื่อสร้าง LED สีขาวตัวแรก เลเซอร์สีน้ำเงิน และจอแสดงผล LED แบบสีเต็มรูปแบบที่คุณมองเห็นได้ในเวลากลางวัน
ตอนนี้ ดูเหมือนว่า Gallium Nitride จะถูกใช้แทนที่ซิลิคอนใน จำนวนพื้นที่อื่นๆด้วย ผู้ผลิตซิลิคอนได้ทำงานมาเป็นเวลาหลายทศวรรษเพื่อปรับปรุงทรานซิสเตอร์ที่ใช้ซิลิกอน ตามกฎของมัวร์ จำนวนทรานซิสเตอร์ในวงจรซิลิกอนรวมจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ สองปี
การผลิตทรานซิสเตอร์ GaN เพิ่มขึ้นในปี 2549 โปรเซสเซอร์การผลิตที่ได้รับการปรับปรุงหมายความว่า GaN จะผลิตในโรงงานเดียวกัน เป็นซิลิกอนทรานซิสเตอร์ ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายและกระตุ้นให้ผู้ผลิตซิลิคอนจำนวนมากขึ้นใช้ GaN ในการผลิตทรานซิสเตอร์แทน
เหตุใด GaN จึงดีกว่าซิลิคอน
ประโยชน์ที่ใหญ่ที่สุดที่ GaN มีเหนือซิลิคอนคือ ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ระบบ GaN ได้อธิบายสิ่งนี้ไว้ที่นี่:
“วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ทั้งหมดมีสิ่งที่เรียกว่า bandgap นี่คือช่วงพลังงานในของแข็งที่ไม่มีอิเล็กตรอนอยู่ได้ พูดง่ายๆ ว่า bandgap เกี่ยวข้องกับวัสดุที่เป็นของแข็งสามารถนำไฟฟ้าได้ดีเพียงใด แกลเลียมไนไตรด์มี bandgap 3.4 eV เทียบกับ bandgap 1.12 eV ของซิลิคอน bandgap ที่กว้างขึ้นของแกลเลียมไนไตรด์หมายความว่ามันสามารถรักษาแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิที่สูงกว่าซิลิคอนได้”
ผู้ผลิต GaN รายอื่นอย่าง Efficient Power Conversion Corporation กล่าวว่า GaN สามารถนำอิเล็กตรอนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าซิลิคอนถึง 1,000 เท่า โดยมีค่าน้อยกว่า ต้นทุนการผลิต
สิ่งนี้หมายความว่าด้วยประสิทธิภาพของ bandgap ที่สูงขึ้น กระแสไฟฟ้าสามารถผ่านชิป GaN ได้เร็วกว่าชิปซิลิคอน ที่สามารถส่งผลให้ความสามารถในการประมวลผลเร็วขึ้นในอนาคต โดยพื้นฐานแล้ว ชิปที่สร้างด้วย GaN จะเร็วขึ้น เล็กลง และประหยัดพลังงานมากขึ้น ไม่ต้องพูดถึงราคาถูก (ในที่สุด) กว่าชิปซิลิคอน
การมีที่ชาร์จ GaN มีข้อดีอย่างไร
ข้อดีที่ใหญ่ที่สุดของการมีที่ชาร์จ GaN สำหรับผู้ใช้คือ ขนาด. เครื่องชาร์จ GaN มักจะเล็กกว่าเครื่องชาร์จซิลิคอนที่เทียบเท่ากันประมาณ 50% ซึ่งหมายความว่าจะใส่ลงในกระเป๋าของคุณได้ง่ายขึ้นและไม่เกะกะจนเกินไป บางครั้งที่ชาร์จ GaN 100W อาจมีขนาดเล็กกว่าที่ชาร์จแบบซิลิกอน 5W ซึ่งบ้ามาก
เหตุใดจึงมีขนาดเล็กกว่ามาก แกลเลียมไนไตรด์สามารถนำไฟฟ้าแรงสูงเมื่อเวลาผ่านไปมากกว่าซิลิคอน ไม่เพียงแต่ GaN มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการถ่ายโอนกระแส แต่ยังหมายถึงการสูญเสียพลังงานความร้อนน้อยลงด้วย นั่นเป็นเพราะว่าส่วนประกอบต่างๆ มีประสิทธิภาพในการส่งพลังงานไปยังอุปกรณ์ของคุณ และต้องการพลังงานน้อยลง
มีประโยชน์อื่นๆ สำหรับการใช้ GaN เช่นกัน เช่นเดียวกับความถี่สวิตชิ่งที่สูงขึ้นที่ช่วยให้ถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายได้เร็วขึ้น และ”ช่องว่างอากาศ”ที่ใหญ่ขึ้นระหว่างที่ชาร์จและอุปกรณ์
ปัจจุบันเซมิคอนดักเตอร์ GaN มีราคาแพงกว่าเซมิคอนดักเตอร์แบบซิลิคอน แต่เนื่องจากประสิทธิภาพที่ดีขึ้น การพึ่งพาวัสดุเพิ่มเติมจึงลดลง ซึ่งรวมถึงสิ่งต่างๆ เช่น ฮีทซิงค์ ฟิลเตอร์ และส่วนประกอบวงจร ผู้ผลิตรายหนึ่งประมาณการว่าการประหยัดต้นทุนได้ประมาณ 10-20% ในพื้นที่นี้ และสามารถปรับปรุงได้อีกมากเมื่อผลิตเซมิคอนดักเตอร์ GaN ในปริมาณที่มากขึ้น
และข้อดีที่คุณอาจคาดไม่ถึงก็คือ ค่าไฟฟ้าที่ถูกกว่า เนื่องจากที่ชาร์จของคุณมีประสิทธิภาพมากกว่า หมายความว่าใช้พลังงานที่สิ้นเปลืองน้อยลง คุณจะไม่เห็นผลกระทบมหาศาล และอาจไม่ส่งผลกระทบแม้แต่กับใบเรียกเก็บเงินของคุณด้วยซ้ำ แต่มันช่วยให้เราเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
ที่ชาร์จ Gallium Nitride ที่ดีที่สุดในปัจจุบันมีอะไรบ้าง
Anker เป็นหนึ่งในบริษัทแรกๆ ที่ยอมรับ Gallium Nitride สำหรับเครื่องชาร์จ และตอนนี้ก็มีที่ชาร์จจำนวนมากที่ใช้ GaN แต่พวกเขาไม่ได้อยู่คนเดียว ต่อไปนี้คือที่ชาร์จ GaN ที่ยอดเยี่ยม 3 แบบที่คุณหาซื้อได้ในวันนี้
ที่ชาร์จ USB-C คู่ Spigen 40W
ที่ชาร์จจาก Spigen นี้เป็นที่ชาร์จแบบ dual-USB-C ที่สามารถส่งออกพลังงานทั้งหมด 40W หรือ 30W สำหรับแต่ละพอร์ต Spigen กล่าวว่าเครื่องชาร์จนี้มีขนาดเล็กกว่าเครื่องชาร์จ USB-C 40W 40W อื่น ๆ ในตลาดประมาณ 40% ทั้งยังเย็นกว่าและเร็วกว่าประมาณ 3.1 เท่า
ที่ชาร์จ USB-C Spigen 40W-Amazon
เครื่องชาร์จ Anker Nano II
Anker มีที่ชาร์จ 65W ที่น่าประทับใจซึ่งทำด้วย GaN ที่ชาร์จนี้มีขนาดใกล้เคียงกับเครื่องชาร์จ 5W ที่ Apple จัดส่งพร้อมกับ iPhone จนถึง iPhone 12 ในปี 2020 ซึ่งค่อนข้างน่าประทับใจ และใช้ได้กับสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และแม้แต่แล็ปท็อปด้วยความเร็ว 65W นี้
ที่ชาร์จ USB-C UGREEN Nexode 100W
ตอนนี้ UGREEN ก็เข้าสู่เทรนด์ GaN อย่างรวดเร็วเช่นกัน นี่คือที่ชาร์จ Nexode 100W และมีพอร์ต USB-C สามพอร์ตพร้อมกับพอร์ต USB-A สามารถทำได้สูงสุด 100W จากพอร์ต USB-C ใดๆ แต่ยิ่งคุณเสียบปลั๊กมากเท่าไหร่ มันก็จะยิ่งทำงานช้าลงเท่านั้น โปรดจำไว้ว่าที่นี่
ที่ชาร์จ USB-C UGREEN Nexode 100W
เหตุใดที่ชาร์จแบบซิลิคอนจึงยังคงมีอยู่
ค่าใช้จ่ายทั้งหมดขึ้นอยู่กับค่าใช้จ่าย เช่นเดียวกับทุกสิ่งทุกอย่าง
เนื่องจากเราผลิตเซมิคอนดักเตอร์ด้วยซิลิคอนมาเป็นเวลานาน ต้นทุนจึงอยู่ที่ ต่ำกว่าแกลเลียมไนไตรด์มาก นั่นเป็นเพราะว่ายังไม่มีสินค้าที่ผลิตด้วย GaN มากนัก ส่วนใหญ่เป็นเพียงเครื่องชาร์จ ไม่ต้องพูดถึงข้อเท็จจริงที่ว่ามีผู้ผลิตเครื่องชาร์จเพียงไม่กี่รายที่ผลิตด้วย GaN ในขณะนี้
มีผู้ผลิตเครื่องชาร์จเพียงไม่กี่รายที่ใช้ GaN อยู่ในขณะนี้ แต่มีแนวโน้มว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ในขณะที่ผู้คนจำนวนมากต้องการเห็นที่ชาร์จ GaN เหนือสิ่งอื่นใด และเมื่อผู้คนเริ่มเข้าใจถึงคุณสมบัติของแกลเลียมไนไตรด์มากขึ้น
สามารถใช้ GaN เป็นมากกว่าการชาร์จได้หรือไม่
แกลเลียมไนไตรด์ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่การชาร์จเท่านั้น มีผลมากที่สุดจนถึงตอนนี้ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ GaN ใช้กับ LED เป็นหลักในปี 1990 เครื่องเล่น Blu-ray ยังใช้เป็นเลเซอร์สีน้ำเงินที่ใช้ GaN เลเซอร์มีความยาวคลื่น 405nm สั้นกว่า ทำให้อ่านข้อมูลได้ใกล้ขึ้นและแม่นยำยิ่งขึ้น นั่นคือเหตุผลที่ดิสก์ Blu-ray สามารถเก็บข้อมูลได้มากกว่าเมื่อเทียบกับดีวีดี
ตั้งแต่ปี 2010 มีการใช้ GaN ในการทหาร การติดตั้งเรดาร์อาเรย์ที่สแกนทางอิเล็กทรอนิกส์แบบแอ็คทีฟ ซึ่งช่วยให้กองทัพสหรัฐฯ ใช้งานระบบภาคสนามได้ด้วยการเคลื่อนย้ายที่ดีขึ้นและต้นทุนที่ต่ำลง ในขณะที่ต้องใช้บุคลากรน้อยลง
เราจะได้เห็นการใช้ GaN ในชิปอื่นๆ เช่น เซมิคอนดักเตอร์ที่เคยให้กำลัง สมาร์ทโฟนหรือคอมพิวเตอร์ของคุณ แต่นั่นก็ยังค่อนข้างห่างไกลและตรงไปตรงมาน่าจะเป็นสิ่งสุดท้ายที่ GaN ใช้สำหรับ สิ่งต่างๆ ส่วนใหญ่จะทำให้การเปลี่ยนไปใช้ GaN จาก Silicon ได้ แต่คำถามก็คือต้องใช้เวลานานแค่ไหน
แกลเลียมไนไตรด์คืออนาคต
ค่อนข้างชัดเจนว่าประโยชน์ของ แกลเลียมไนไตรด์มีมากกว่าซิลิคอนมาก สิ่งเดียวที่ขวางทางในตอนนี้คือต้นทุนในการผลิต แต่เราได้เห็นผู้เล่นรายใหญ่บางรายในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีเริ่มเปลี่ยนไปใช้ที่ชาร์จของ GaN
เช่น Apple ใช้ GaN เป็นเครื่องชาร์จที่มาพร้อมกับ MacBook Pro 16 แม้ว่าจะเป็นเพียงที่ชาร์จจาก Apple อันเดียว แต่นั่นถือเป็นจุดเริ่มต้นและก้าวไปในทิศทางที่ถูกต้อง
ปัจจุบันมีที่ชาร์จ USB-C จำนวนเล็กน้อยในท้องตลาด แต่ก็ไม่น่าจะใช้งานได้นานนัก ยาว