氮化鎵 GaN 充電器:USB-C 和快速充電的新時代

| ezone.hk 編輯部 | 20-05-2023 14:15 | |
氮化鎵 GaN 充電器:USB-C 和快速充電的新時代

GaN 氮化鎵是一種新型半導體材料,特點是耐熱、高硬度、熱導率高、能傳導比矽(Silicon)更高的電壓,近年購買充電器會經常看到 GaN,這是由於愈來愈多電子裝置配備 USB Type C 介面以及支援快充功能,有廠商便以 GaN 作電晶體,推出有更高效率的充電器。

  • 甚麼是 GaN 氮化鎵?
  • GaN 3 大優點
  • GaN 3 大缺點

通用接頭流行

充電器是電子裝置的必需品,以前不同類型電器的充電器互不相通,近年電器商多使用 USB 作為傳輸介面,歐盟更通過法案 iPhone 等電子產品 2024 年底前轉用 USB-C 端子,因此一個充電器可以適用於多種電器。中高階智能手機、平板電腦、筆電等都支援快速充電功能,已超出標準 USB 的輸出功率,必須要適配支援快充的充電器,才能發揮手機的快充功能。近期有新式充電器推出市場,更好地支援手機快速充電。

甚麼是 GaN ?

GaN 氮化鎵是一種新型半導體材料,特點是耐熱、高硬度、熱導率高、能傳導比矽(Silicon)更高的電壓。隨着愈來愈多電子裝置配備 USB Type C 介面以及支援快充功能,有廠商便決定以 GaN 作電晶體,推出有更高效率的充電器。

GaN 優點

  • 1. 高效能:GaN技術在高頻率和高功率應用方面表現出色。相較於傳統的矽基電子產品,GaN能夠提供更高的功率密度和轉換效率,這意味著更小尺寸、更輕量化的產品。
  • 2. 高頻率特性:GaN器件具有出色的高頻特性,能夠運作在更高的頻率範圍內。這使得GaN技術在無線通訊、雷達系統和太空應用等領域具有巨大的潛力。
  • 3. 快速開關速度:GaN能夠快速開關,這使得它在需要高速操作的應用中(例如功率放大器、高速數位電路等)表現卓越。

相比起傳統的矽膠充電器,GaN 充電器不僅具有更快的充電速度,亦有低功耗和良好的散熱效果,可以同一時間替兩部或以上裝置供電之餘,亦不會出現過熱情況。此外,GaN 充電器的體積較傳統充電器為細,以 belkin BOOST↑CHARGE 30W 充電器為例,其體積及重量跟 Apple 18W 充電器相若,方便使用者隨身攜帶。

GaN 缺點

  • 1. 成本:目前,GaN技術相對於傳統的矽基技術來說仍然較昂貴。這是由於GaN材料本身的成本高以及製造過程的複雜性所導致的。隨著技術的進步和規模效應的實現,預計成本會降低。
  • 2. 可靠性:GaN技術的可靠性仍然是一個挑戰。GaN器件在高功率和高溫環境下可能面臨較大的壽命和穩定性問題。這需要更多的研究和開發,以改善器件的可靠性。
  • 3. 製造複雜性:相對於傳統的矽基技術,GaN技術的製造過程更複雜,需要更高的技術要求和更嚴格的工藝控制。這可能增加生產成本並限制大規模生產的能力。

氮化鎵充電器主要缺點是成本高。氮化鎵作為一種新型半導體物料,其特性不與矽相同,故此廠商要另設生產程序及裝備,因而令製作成本提高。在製作技術上,氮化鎵沒有液態,不能使用單晶矽的傳統直拉法拉出單晶,純靠氣體反應合成,在氨氣流中超過攝氏1,000度加熱成金屬鎵,經半小時才能形成粉末狀氮化鎵,這令氮化鎵充電器的成本較高,故此氮化鎵充電器售價要比傳統充電器昂貴。

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Source:ezone.hk

 

 

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