Índice:
Você não precisa saber sobre um FET ou o que é um bandgap, mas a empresa que fabrica os gadgets que você compra faz. E está tudo à beira de uma grande mudança para melhor - de maneiras que veremos, como carregadores de alta potência mais seguros, mais eficientes e menores - por causa de um composto químico chamado nitreto de gálio.
Em 25 de outubro, a Anker realizou um evento para mostrar algumas de suas mais recentes inovações, incluindo um novo carregador de parede USB-C Power Delivery que usa semicondutores GaN. Normalmente, ninguém se importaria com o lançamento de verrugas na parede que carregam seus dispositivos, mas desta vez as coisas são diferentes. O novo carregador PowerPort Atom PD1 da Anker oferece 27 watts de potência de saída e é do tamanho do pequeno bloco de carregamento que veio na caixa com seu último telefone. Em outras palavras, um pouco mais emocionante, ele fornece energia suficiente para carregar rapidamente um MacBook Pro de forma eficaz e tem cerca de um terço do tamanho. Também é mais frio ao toque e consome menos energia porque é mais eficiente.
A Anker não é a única empresa fora da China a construir um carregador USB Power Deliver usando GaN FETs (um FET é um transistor de efeito de campo e é usado para controlar o fluxo e o comportamento da eletricidade). A RAVPower possui um modelo de 45 watts em funcionamento e especialistas do setor dizem que todos os nomes dos quais você já ouviu falar em breve oferecerão carregadores USB-C Power Delivery de alto rendimento, desempenho frio e baixo perfil usando a tecnologia. Não porque o nitreto de gálio é algo novo, mas porque agora pode ser rentável.
O GaN é a camada óptica do LED que lê CDs, DVDs e discos Blu-Ray, para que você já o esteja usando.
O nitreto de gálio já é usado em produtos que você possui, mas com uma finalidade totalmente diferente. Os cristais GaN têm sido usados em uma base de safira para produzir LEDs de espectro completo por um bom tempo e, se você tiver alguma lâmpada LED RGB ou "Luz do dia", provavelmente usará nitreto de gálio. Outros usos especiais, como amplificadores de áudio de classe D de última geração e equipamentos de telecomunicações por microondas, também usam GaN, e tudo o que o utiliza pelas mesmas três razões. Comparado a um transistor de silício tradicional, o nitreto de gálio fica mais frio, é mais eficiente em termos de energia e muito menor - o que é exatamente o que você vê quando olha para o novo minúsculo bloco de carregamento USB-PD da Anker de 27 watts. O GaN sempre foi um semicondutor de bandgap superior comparado ao silício, mas também tem sido muito mais caro para produzir com confiabilidade.
Sempre foi mais econômico criar um dispositivo GaN do que um dispositivo de silício tradicional por causa de sua pegada final. Simplificando, você pode instalar muito mais GaN FETs em um wafer do que os MOSFETs, que usam uma base de silício. O problema era o custo das próprias bolachas. Uma pastilha de nitreto de gálio ainda é mais cara que uma pastilha de silício do mesmo tamanho, mas as técnicas de produção foram refinadas (o nitrogênio é uma bagunça) e a diferença é pequena o suficiente para torná-la uma opção atraente para as empresas que produzem o material. transistores. Isso causou um enorme aumento no mercado, com um crescimento de 17% ao ano esperado entre 2019 e 2024.
Como isso nos afeta
Suponho que quase todo mundo lendo isso não se importe se as minúsculas partes dentro de seus aparelhos usam silício, nitreto de gálio ou pó de pixie, desde que funcionem. Mas também sei que carregar um pequeno carregador Anker em vez de um grande e pesado carregador de tijolos para o meu laptop me faria feliz. Quando percebo que esse mesmo carregador também funcionará no meu telefone, tablet, Nintendo Switch e até no estojo de carregamento sem fio dos fones de ouvido Bluetooth, fico ainda mais feliz. Queremos que nossa tecnologia se torne mais complicada - faça mais coisas de maneiras mais legais - e ao mesmo tempo menos complicada.
A segurança também não deve ser ignorada. Um dispositivo GaN usa menos energia para operar (você precisa fornecer um comutador eletrônico com sua própria energia para poder alternar a energia de entrada e saída) e alterna muito mais rapidamente. Isso faz com que funcione mais frio, para que menos eletricidade seja perdida como calor e seja mais eficiente, mas também mais segura. Já se passaram mais de dois anos desde o Samsung Galaxy Note 7, mas a experiência de aprendizado que muitos de nós sempre viveram: nossos dispositivos eletrônicos portáteis podem ser perigosos em circunstâncias extremas.
A lei de Moore sempre cumpre a Lei de Murphy se você der tempo suficiente às coisas.
Cada iteração de todas as várias técnicas de carregamento rápido nos aproxima cada vez mais desses extremos e nem chegamos nem perto do fim. Vários anos atrás, pude testemunhar uma demonstração de um forno de microondas aquecendo uma pizza congelada enquanto era alimentado por uma placa de carregamento sem fio. Eu assisti atrás de um escudo de explosão de plexiglás porque, embora você possa alimentar um dispositivo de 1.500 watts usando indução, isso não significa que ele não pode dar errado.
Embora nunca seja necessário usar 1.500 watts para alimentar um telefone ou até um laptop (talvez o Nintendo Switch 2?) 9 watts podem ser perigosos quando tudo não for feito corretamente. Como exigimos coisas menores e mais convenientes, os fabricantes precisam se aproximar do extremo para oferecer. Coisas pequenas e invisíveis, como uma mudança na base de semicondutores, que permite coisas mais eficientes e seguras, dão mais espaço aos fabricantes. Nem tudo o que torna a próxima geração excelente é algo que podemos ver.
Podemos ganhar uma comissão por compras usando nossos links. Saber mais.
