Anker在前段時間推出了旗下第一款基于氮化鎵的充電器PowerPort Atom PD,它最大的特點是在近乎30W的功率下仍然只有蘋果綠點充電器大小,并且使用的元件不是硅,而是我們很少聽說過的氮化鎵GaN。
在Anker推出氮化鎵電源之前,曾經(jīng)有數(shù)家廠商有量產(chǎn)氮化鎵電源的想法,但最終因為產(chǎn)能和設(shè)計等諸多原因臨陣變卦。在數(shù)十年來,硅一直處在行業(yè)支柱的地位,但隨著硅極限被逐步逼近,行業(yè)已經(jīng)開始試圖尋找更合適的替代品,氮化鎵就是其中之一。
新材料尋找時候,往往會偏向于尋找寬帶隙的材質(zhì)。帶隙指的是導(dǎo)帶的最低點和價帶的最高點的能量之差,帶隙越大,電子由價帶被激發(fā)到導(dǎo)帶越難,本征載流子濃度就越低,電導(dǎo)率也就越低,因此也更適合變成半導(dǎo)體元件。
相對硅,氮化鎵擁有跟寬的帶隙,寬帶隙也意味著,氮化鎵能比硅承受更高的電壓,擁有更好的導(dǎo)電能力,并且可以承受比硅更高的電壓。簡而言之,相同體積下,氮化鎵比硅的效率高出不少。
因此,氮化鎵的電子產(chǎn)品效率會遠高于硅電子產(chǎn)品,并且能耗更低,體積更小。如果氮化鎵替換現(xiàn)在所有電子設(shè)備,可能會讓電子產(chǎn)品的用電量再減少10%或者25%。
氮化鎵還可以比硅更容易在高溫環(huán)境中存活下來,它可以應(yīng)付更復(fù)雜的環(huán)境設(shè)計。舉個栗子,車載ECU往往需要遠離發(fā)動機,并加裝額外的散熱裝備。但是基于氮化鎵的車載ECU可能不需要考慮這么多,甚至可以和發(fā)動機捆綁以節(jié)省成本,驅(qū)動汽車設(shè)計進一步升級。
氮化鎵甚至可以會影響到激光和光子學(xué)領(lǐng)域。目前氮化鎵是少數(shù)能夠發(fā)出藍光的材料之一,它可以成為藍光光頭,也可以是LED的制作材料。目前已經(jīng)有設(shè)計團隊開始著手研發(fā)基于氮化鎵的激光發(fā)生器,尺寸僅為人類頭發(fā)的1/100,并運用到顯微鏡上。
但氮化鎵也并非十項全能,新型材料被運用到電子產(chǎn)品需要一定時間驗證其可靠性,特別是基于硅的電子元件已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,想要短時間內(nèi)替換成氮化鎵也不太現(xiàn)實。并且氮化鎵的造價并不便宜,產(chǎn)能有限,想短時間普及不太可能。
目前為止,包括德州儀器、安世半導(dǎo)體、松下在內(nèi)的大型半導(dǎo)體制造商都展開了氮化鎵研究項目,只可惜應(yīng)用于消費數(shù)碼產(chǎn)品的氮化鎵仍在起步階段,并且可能會先在電動汽車、光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換上率先發(fā)力。但無論如何,氮化鎵能給電子產(chǎn)品帶來更小的體積和更高的效能,光憑這一點就非常值得期待。