Что такое GaN-зарядка? Особенности технологии и почему стоит выбрать именно такой адаптер питания

GaN-зарядки для смартфонов и другой электроники становятся всё популярнее и продолжают совершенствоваться. Рассказываем, чем они примечательны и почему стоит обратить на них внимание при выборе подобного аксессуара.

Новые поколения мобильных зарядок постоянно совершенствуются. Производители стремятся сделать их максимально удобными для пользователей и в первую очередь — уменьшить их габариты, а вот мощность, напротив, увеличить. Кроме того, многие сегодня хотят заряжать свои гаджеты быстро и по возможности одновременно, тем более, что устройств у нас становится всё больше и больше.

Наиболее эффективно решать эту задачу помогают GaN-зарядки. К слову, GaN — это не аббревиатура, а химическая формула нитрида галлия, полупроводника нового поколения.

Чем хорош нитрид галлия в сравнении с кремнием?

Он повышает энергоэффективность зарядки и при этом снижает тепловыделение за счёт того, что GaN-транзисторы меньше нагреваются при импульсном переключении во время своей работы. Поэтому такое зарядное устройство не перегревается при использовании, и как следствие, может функционировать при более высоких температурах.

Кроме того, меньший нагрев GaN-зарядок позволяет создавать зарядные устройства гораздо меньших размеров, не жертвуя их мощностью. Например, размеры адаптера питания для ноутбука или смартфона можно уменьшить примерно вдвое при сохранении остальных характеристик.

В итоге получается, что адаптеры питания с применением нитрида галлия:

• более энергоэффективны (КПД — 98-99%) и выдерживают более высокие напряжения и температуры, чем те, что произведены с использованием кремния;
• заметно более компактны при сопоставимой мощности с кремниевыми;

• более функциональны, так как производители зачастую снабжают GaN-зарядки сразу несколькими разъёмами, чтобы можно было одновременно заряжать несколько гаджетов;
• более экологичны, так как сберегают больше электроэнергии, компактнее при утилизации, а их производство выбрасывает в окружающую среду на треть меньше углекислого газа.

Сложности производства, перспективы и кто на этом рынке был пионером?

По сути, у GaN-зарядок есть один минус — их производство сложнее кремниевых аналогов, поэтому стоимость таких устройств в разы дороже обычных. Но это, пожалуй, временное явление, и вот почему.

Во-первых, технология достаточно молодая, и с течением времени будут найдены более эффективные производственные решения, после чего использование нитрида галлия в силовой электронике станет не экзотикой, а обыденностью.

Во-вторых, для создания устройств на основе нитрида галлия полностью подходят предприятия, производящие кремниевые транзисторы. Это означает, что в будущем затраты на производство GaN-гаджетов будут только снижаться, как и их стоимость.

Удивительно, но факт: первопроходцем на рынке GaN-зарядок стала не Apple или любая другая компания из Кремниевой долины, и даже не корейцы с японцами, а китайская компания Anker. Тот редкий случай, когда китайцы не скопировали и улучшили, а сами разработали и внедрили передовую технологию.

К слову, ходят слухи, что Apple уже заинтересовалась GaN-направлением и планирует в скором времени перевести свои адаптеры питания с кремния на нитрид галлия, однако на данный момент купертиновцы выступают в роли догоняющих.

Anker же вывела на рынок первый блок питания на основе GaN ещё пять лет назад — дебютной моделью стал Anker Powerport Atom мощностью 30 Вт. К 2020 году пятая часть всех зарядок Anker уже работали на GaN-полупроводниках.

Какой GaN-адаптер у меня?

Недавно Anker представила новое поколение адаптеров, которое использует ещё более усовершенствованную технологию под названием GaN II. Одной из таких зарядок я недавно обзавёлся, а именно Anker PowerPort Nano II на 65 Вт. Как по мне, золотая середина между соседями по линейке, среди которых также имеются варианты на 45 Вт и 100 Вт.

Вот, просто сравните рядом оригинальную зарядку Apple на 30 Вт из комплекта MacBook Air (M1) и последнее поколение адаптеров Anker. Более чем в два раза выигрыш в мощности при значительно меньших габаритах.

Естественно, помимо использования нитрида галлия эта зарядка имеет целый набор сопутствующих технологий, связанных с безопасностью. Например, динамическое распределение мощности в зависимости от потребности подключённых устройств в режиме реального времени или интеллектуальный контроль температуры (Active Shield 2.0). Кроме того, Anker заявляет, что зарядные устройства последнего поколения прослужат в 2,4 раза дольше обычных — более чем 12 500 часов.

Кстати, стоят GaN-адаптеры уже совсем не заоблачно: мой вариант на 65 Вт обойдётся примерно в 4 тысячи рублей, зарядка на 45 Вт — около 3,5 тысяч, а 65-ваттный адаптер с двумя USB-C и одним USB-A — порядка 5,5 тысяч.

Для сравнения, оригинальный 30-ваттный адаптер Apple сейчас вряд ли удастся найти дешевле 5 тысяч рублей, примерно столько же будет стоить 65-ваттная зарядка Samsung. Однако это будут массивные блоки на основе кремния.

В сухом остатке

Силовая энергетика на основе нитрида галлия развивается интенсивно, а интерес к технологии со стороны таких компаний как Apple говорит о том, что в ближайшее время GaN-устройства займут свою широкую нишу в этой сфере. Однако на данный момент здесь впереди планеты всей китайские компании, которые позволяют уже сегодня оценить то будущее, к которому признанные производители электроники только идут.