Het tijdperk van siliciumtechnologieën loopt ten einde en maakt plaats voor een nieuw "materiaal van de toekomst" - galliumnitride!
Anker heeft onlangs zijn nieuwe kleine stroomvoorziening onthuld. Volgens het bedrijf is zo'n klein formaat van het toestel te danken aan een component die in plaats van silicium werd gebruikt, namelijk galliumnitride (GaN). De groeiende populariteit van dit transparante, glasachtige materiaal suggereert dat het ooit beter zal presteren dan silicium en het energieverbruik wereldwijd kan verminderen.
Silicium is al decennia lang de ruggengraat van de technische industrie, maar we "hebben de theoretische limiet bereikt van hoeveel het kan worden verbeterd", zegt Dan Qing Wang, Ph. D. aan Harvard, die onderzoek doet naar GaN. Alle materialen hebben een zogenaamd "no-go" -gebied, een direct gevolg van hoe goed ze elektriciteit kunnen geleiden, zei ze. Galliumnitride heeft meer energie dan silicium, wat betekent dat het bestand is tegen hogere spanning en dat de stroom met een hogere snelheid door het apparaat kan gaan. Dit wordt gedekt door Martin Kuball, een natuurkundige aan de Universiteit van Bristol die het GaN-energieproject leidt.
Als gevolg hiervan is GaN veel efficiënter dan zijn silicium-tegenhangers, wat het ook mogelijk maakt om de grootte van apparaten die erop zijn gebaseerd te verkleinen. Het kan niet alleen helpen om de laders te verminderen, maar ook om het systeem minder energie te laten gebruiken. Het vervangen van alle moderne elektronica door GaN zou het stroomverbruik mogelijk met 10 of 25 procent kunnen verminderen, zei Cuball.
Bovendien is galliumnitride beter bestand tegen hoge temperaturen, waardoor het geschikt is voor gebruik in zeer corrosieve omgevingen. "In moderne auto's bevinden alle elektronische componenten zich ver van de motor om oververhitting te voorkomen, maar dat kan worden verholpen", zegt Cuball.
Overigens is dit materiaal al lang dominant in een ander productiegebied - in de fotonica. In het bijzonder is galliumnitride de bron van het zeer "blauwe licht" dat wordt gebruikt om Blu-ray-schijven te lezen. Kleine lasers van een micron dik (1/100 de dikte van een mensenhaar) kunnen al worden gebruikt om een nieuwe generatie microscopen te maken.
Dus waarom zou u silicium niet gewoon vervangen door GaN? Het antwoord is simpel: een kolossale industrie die al tien jaar op silicium gebaseerde technologieën produceert. Zo'n wereldwijde transitie kan niet van de ene op de andere dag worden gerealiseerd. Bovendien moet nieuw materiaal constant worden getest op betrouwbaarheid. Wang merkt op dat galliumnitride zijn zwakke punten heeft, en het is de moeite waard ze allemaal te onderzoeken voordat met de massaproductie van op nitride gebaseerde dragers wordt begonnen.
Promotie video:
Anker-experts verzekeren dat hoewel silicium goedkoper is dan GaN, laders op basis van laatstgenoemde minder componenten nodig hebben om volledig te functioneren, waardoor beide materialen gelijk zijn. Momenteel werken veel startups aan de ontwikkeling van deze technologie - het is mogelijk dat de mensheid in de jaren 2020 uit het siliciumtijdperk tevoorschijn komt en het tijdperk van galliumnitride ingaat.
Vasily Makarov
