Era technologii krzemowych dobiega końca, ustępując miejsca nowemu „materiałowi przyszłości” - azotkowi galu!
Anker niedawno zaprezentował swój nowy, malutki zasilacz. Jak twierdzi firma, tak małe rozmiary urządzenia to zasługa zastosowanego zamiast krzemu komponentu, jakim jest azotek galu (GaN). Rosnąca popularność tego przezroczystego, przypominającego szkło materiału sugeruje, że pewnego dnia może on przewyższyć krzem i zmniejszyć zużycie energii na całym świecie.
Krzem jest kręgosłupem branży technologicznej od dziesięcioleci, ale „osiągnęliśmy teoretyczny limit tego, jak bardzo można go ulepszyć” - mówi dr Dan Qing Wang z Harvardu, który prowadzi badania nad GaN. Wszystkie materiały mają tak zwany obszar „zakazu przechodzenia”, co jest bezpośrednią konsekwencją tego, jak dobrze mogą przewodzić prąd - powiedziała. Azotek galu ma więcej energii niż krzem, co oznacza, że będzie w stanie wytrzymać wyższe napięcie, a prąd będzie mógł przepływać przez urządzenie z większą prędkością. Omawia to Martin Kuball, fizyk z Uniwersytetu w Bristolu, który kieruje projektem energetycznym GaN.
W efekcie GaN jest znacznie wydajniejszy od swoich krzemowych odpowiedników, co również daje możliwość zmniejszenia gabarytów bazujących na nim urządzeń. Może pomóc nie tylko zmniejszyć liczbę ładowarek, ale także zmniejszyć zużycie energii przez system. Cuball powiedział, że zastąpienie całej nowoczesnej elektroniki GaN może potencjalnie zmniejszyć zużycie energii o 10 lub 25 procent.
Ponadto azotek galu lepiej znosi wysokie temperatury, dzięki czemu nadaje się do stosowania w środowiskach silnie korozyjnych. „W nowoczesnych samochodach wszystkie komponenty elektroniczne są umieszczone daleko od silnika, aby uniknąć przegrzania, ale można to naprawić” - mówi Cuball.
Nawiasem mówiąc, ten materiał od dawna dominuje w innym obszarze produkcji - w fotonice. W szczególności to azotek galu jest źródłem bardzo „niebieskiego światła”, które jest używane do odczytu płyt Blu-ray. Malutkie lasery o grubości mikrona (1/100 grubości ludzkiego włosa) mogą być już używane do tworzenia mikroskopów nowej generacji.
Dlaczego więc nie zastąpić krzemu GaN? Odpowiedź jest prosta - kolosalny przemysł, który od dekady produkuje technologie oparte na krzemie. Taka globalna zmiana nie może zostać dokonana z dnia na dzień. Ponadto nowy materiał musi być stale testowany pod kątem niezawodności. Wang zauważa, że azotek galu ma swoje słabe strony i warto je wszystkie zbadać przed rozpoczęciem masowej produkcji nośników na bazie azotku.
Film promocyjny:
Eksperci z firmy Anker zapewniają, że chociaż krzem jest tańszy niż GaN, ładowarki oparte na tym ostatnim potrzebują mniej komponentów, aby w pełni funkcjonować, co sprawia, że oba materiały są równe. Obecnie wiele startupów pracuje nad rozwojem tej technologii - możliwe, że w latach 20. XX wieku ludzkość wyjdzie z ery krzemu i wejdzie w erę azotku galu.
Wasilij Makarow