Au cours des dernières années, vous avez probablement beaucoup entendu parler du nitrure de gallium ou GaN en matière de chargeurs. De nombreuses entreprises qui fabriquent des chargeurs et les vendent sur Amazon utilisent GaN depuis un certain temps. Et maintenant, de plus grandes entreprises, comme Apple, s’impliquent.
La principale question qui se pose est la suivante : qu’est-ce que le nitrure de gallium exactement ? Et les chargeurs GaN sont-ils plus efficaces que les chargeurs au silicium habituels que nous connaissons ? Dans cet article, nous répondrons à ces questions et fournirons plus d’informations sur les chargeurs GaN. Voici donc tout ce que vous devez savoir sur les chargeurs GaN.
Qu’est-ce que le nitrure de gallium ?
Le nitrure de gallium est un matériau qui a vraiment pris de l’importance dans les années 1990 pour les semi-conducteurs. Cela a été réalisé grâce à la fabrication de LED. GaN a été utilisé pour la première fois pour créer les premiers LED blanches, lasers bleus et écrans LED couleur visibles à la lumière du jour.
Il semble désormais que le nitrure de gallium soit également utilisé pour remplacer le silicium dans de nombreux autres domaines. Les fabricants de silicium travaillent depuis des décennies pour améliorer les transistors à base de silicium. Selon la loi de Moore, le nombre de transistors dans un circuit intégré au silicium peut doubler tous les deux ans environ.
La production de transistors GaN s’est intensifiée en 2006. L’amélioration des processeurs de fabrication signifiait que le GaN serait fabriqué dans les mêmes installations que les transistors en silicium. Cela permet de réduire les coûts et encourage davantage de fabricants de silicium à utiliser le GaN pour produire des transistors.
Pourquoi le GaN est-il meilleur que le silicium ?
Le plus grand avantage du GaN par rapport au silicium est son efficacité énergétique. GaN Systems l’a expliqué ici :
« Tous les matériaux semi-conducteurs ont ce qu’on appelle une bande interdite. Il s’agit d’une gamme d’énergie dans un solide où aucun électron ne peut exister. En termes simples, une bande interdite est liée à la capacité d’un matériau solide à conduire l’électricité. Le nitrure de gallium a une bande interdite de 3,4 eV par rapport à la bande interdite du silicium de 1,12 eV. La bande interdite plus large du nitrure de gallium signifie qu’il peut supporter des tensions et des températures plus élevées que le silicium.
Un autre fabricant de GaN, Efficient Power Conversion Corporation, a déclaré que le GaN est capable de conduire les électrons 1 000 fois plus efficacement que le silicium, avec des coûts de fabrication inférieurs.
Cela signifie qu’avec une efficacité de bande interdite plus élevée, le courant peut traverser une puce GaN plus rapidement qu’une puce en silicium. Cela peut se traduire par des capacités de traitement plus rapides à l’avenir. Fondamentalement, en termes simples, les puces fabriquées avec GaN seront plus rapides, plus petites et plus économes en énergie. Sans oublier qu’elle est (éventuellement) moins chère que les puces en silicium.
Quels sont les avantages d’avoir un chargeur GaN ?
Le plus grand avantage d’avoir un chargeur GaN pour l’utilisateur est la taille. Les chargeurs GaN sont généralement environ 50 % plus petits que les chargeurs silicium équivalents. Cela signifie qu’ils rentreront plus facilement dans votre sac et ne gêneront pas autant. Un chargeur GaN de 100 W est parfois plus petit qu’un chargeur au silicium de 5 W, ce qui est insensé.
Pourquoi peut-il être tellement plus petit ? Eh bien, le nitrure de gallium est capable de conduire des tensions bien plus élevées au fil du temps que le silicium. Ainsi, non seulement le GaN est plus efficace pour transférer le courant, mais cela signifie également que moins d’énergie est perdue en chaleur. En effet, les composants transmettent plus efficacement l’énergie à vos appareils, ce qui en nécessitera moins.
L’utilisation du GaN présente également d’autres avantages, comme une fréquence de commutation plus élevée qui permet un transfert de puissance sans fil plus rapide et des « espaces d’air » plus grands entre le chargeur et l’appareil.
Actuellement, les semi-conducteurs GaN sont plus chers que les semi-conducteurs silicium. Mais, en raison de l’efficacité améliorée, le recours à des matériaux supplémentaires est réduit. Cela inclut des éléments tels que les dissipateurs thermiques, les filtres et les éléments de circuit. Un fabricant a estimé que les économies de coûts sont d’environ 10 à 20 % dans ce domaine. Et cela pourrait encore s’améliorer une fois que les semi-conducteurs GaN seront produits à plus grande échelle.
Et un avantage auquel vous ne pensez peut-être pas est une facture d’électricité réduite. Puisque votre chargeur est plus efficace, cela signifie qu’il y a moins d’énergie gaspillée. Vous ne constaterez pas d’impact énorme, et peut-être même pas d’impact sur votre facture. Mais cela nous aide à être plus verts.
Quels sont les meilleurs chargeurs de nitrure de gallium disponibles aujourd’hui ?
Anker a été l’une des premières entreprises à réellement adopter le nitrure de gallium pour ses chargeurs. Et maintenant, il dispose de très nombreux chargeurs qui utilisent du GaN. Mais ils ne sont pas seuls. Voici trois excellents chargeurs GaN que vous pouvez vous procurer dès aujourd’hui.
Chargeur Spigen 40 W double USB-C
Ce chargeur de Spigen est un chargeur double USB-C, qui peut produire 40 W au total, ou 30 W sur chaque port. Spigen affirme que ce chargeur est environ 40 % plus petit que la plupart des autres chargeurs USB-C 40 W du marché. Il est également plus frais et environ 3,1 fois plus rapide.
Chargeur USB-C Spigen 40 W – Amazon
Chargeur Anker Nano II
Anker propose un chargeur assez impressionnant de 65 W fabriqué avec du GaN. Ce chargeur ici a à peu près la même taille que le chargeur 5 W qu’Apple a livré avec ses iPhones jusqu’à l’iPhone 12 en 2020. Ce qui est plutôt impressionnant. Et il peut être utilisé pour vos smartphones, tablettes et même ordinateurs portables à cette vitesse de 65 W.
Chargeur Anker Nano II – Amazone
Chargeur USB-C UGREEN Nexode 100 W
Désormais, UGREEN a également été prompte à suivre la tendance GaN. Il s’agit du chargeur Nexode 100W, doté de trois ports USB-C ainsi que d’un port USB-A. Il peut produire jusqu’à 100 W à partir de n’importe lequel des ports USB-C, mais plus vous branchez d’éléments, plus il fonctionnera lentement. Alors gardez cela à l’esprit ici.
Chargeur USB-C UGREEN Nexode 100 W
Pourquoi les chargeurs au silicium existent-ils encore ?
Comme pour tout, c’est une question d’argent.
Parce que nous fabriquons des semi-conducteurs avec du silicium depuis si longtemps, le coût est bien inférieur à celui du nitrure de gallium. C’est parce qu’il n’y a pas encore beaucoup de produits fabriqués avec du GaN. Il s’agit principalement de chargeurs, sans parler du fait que seuls quelques fabricants de chargeurs produisent actuellement du GaN.
Peu de fabricants de chargeurs utilisent actuellement le GaN, mais cela pourrait changer dans les prochaines années. De plus en plus de gens souhaitent voir, entre autres, des chargeurs GaN. De plus en plus de personnes commencent à réaliser les caractéristiques du nitrure de gallium.
Le GaN peut-il être utilisé pour autre chose que le simple chargement ?
Le nitrure de gallium ne se limite pas à la simple charge ; c’est là que cela a eu le plus grand effet jusqu’à présent. Comme mentionné précédemment, le GaN était principalement utilisé avec les LED dans les années 1990. Les lecteurs Blu-ray l’ont également utilisé comme laser bleu basé sur GaN. Le laser avait une longueur d’onde plus courte de 405 nm, ce qui lui permettait de lire les informations de plus près et avec une meilleure précision. C’est pourquoi les disques Blu-ray peuvent contenir plus d’informations que les DVD.
Depuis 2010, le GaN est utilisé dans des applications militaires. L’installation dans des radars actifs à balayage électronique a permis à l’armée américaine de déployer des systèmes offrant une meilleure mobilité et un coût inférieur tout en nécessitant moins de personnel.
Nous pourrions voir du GaN utilisé dans d’autres puces, comme les semi-conducteurs utilisés pour alimenter votre smartphone ou votre ordinateur. Mais c’est encore loin, et honnêtement, ce sera probablement la dernière chose pour laquelle GaN sera utilisé. Cependant, la plupart des choses passeront du silicium au GaN ; la question est combien de temps cela prendra-t-il ?
Le nitrure de gallium est l’avenir
Il est clair que les avantages du nitrure de gallium dépassent de loin ceux du silicium. En réalité, le seul obstacle à l’heure actuelle est le coût de fabrication. Mais nous avons déjà vu certains des plus grands acteurs de l’industrie technologique commencer à adopter le GaN pour leurs chargeurs.
Par exemple, Apple utilise GaN pour son chargeur, fourni avec le MacBook Pro 16. Bien qu’il ne s’agisse que d’un seul chargeur d’Apple, c’est un début et un pas dans la bonne direction.
Il existe aujourd’hui un petit nombre de chargeurs USB-C sur le marché, mais cela ne durera probablement pas très longtemps.
