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No necesita saber acerca de un FET o qué es un bandgap, pero la compañía que fabrica los gadgets que compra sí. Y todo está al borde de un gran cambio para mejor, en formas que veremos, como cargadores de alta potencia más seguros, más eficientes y más pequeños, debido a un compuesto químico llamado nitruro de galio.
El 25 de octubre, Anker realizó un evento para mostrar algunas de sus últimas innovaciones, incluido un nuevo cargador de pared USB-C Power Delivery que utiliza semiconductores GaN. Normalmente, a nadie le importaría el lanzamiento de la verruga de pared que carga sus dispositivos, pero esta vez las cosas son diferentes. El nuevo cargador PowerPort Atom PD1 de Anker ofrece 27 vatios de potencia de salida y es del tamaño del pequeño bloque de carga que vino en la caja con su último teléfono. Para decirlo de otra manera que es un poco más emocionante, produce suficiente potencia para cargar rápidamente un MacBook Pro y es aproximadamente un tercio del tamaño. También es más frío al tacto y usará menos energía porque es más eficiente.
Anker no es la única compañía fuera de China que construye un cargador USB Power Deliver utilizando GaN FET (un FET es un transistor de efecto de campo y se usa para controlar el flujo y el comportamiento de la electricidad). RAVPower tiene un modelo de 45 vatios en proceso y los expertos de la industria dicen que todos los nombres de los que ya ha oído hablar pronto ofrecerán cargadores de suministro de energía USB-C de alto rendimiento, funcionamiento frío y bajo perfil utilizando la tecnología. No porque el nitruro de galio sea algo nuevo, sino porque ahora puede ser rentable.
GaN es la capa óptica en el LED que lee CD, DVD y discos Blu-Ray, por lo que ya lo está utilizando.
El nitruro de galio ya se usa en productos que posee, pero para un propósito completamente diferente. Los cristales de GaN se han utilizado en una base de zafiro para producir LED de espectro completo durante bastante tiempo, y si tiene lámparas LED RGB o "Daylight", probablemente estén usando nitruro de galio. Otros usos especiales como los amplificadores de audio de clase D de alta gama y los equipos de telecomunicaciones por microondas también usan GaN, y todo lo que lo usa lo hace por las mismas tres razones. En comparación con un transistor de silicio tradicional, el nitruro de galio funciona más frío, es más eficiente en energía y mucho más pequeño, que es exactamente lo que ves cuando miras el nuevo bloque de carga USB-PD de 27 vatios de Anker. GaN siempre ha sido un semiconductor de banda prohibida superior en comparación con el silicio, pero también ha sido mucho más costoso de producir de manera confiable.
Siempre ha sido más rentable construir un dispositivo GaN que un dispositivo de silicio tradicional debido a su huella final. En pocas palabras, puede colocar muchos más GaN FET en una oblea que los MOSFET, que usan una base de silicio. El problema era el costo de las obleas. Una oblea de nitruro de galio es aún más costosa que una oblea de silicio del mismo tamaño, pero las técnicas de producción se han refinado (resulta que el nitrógeno hizo un desastre) y la brecha es lo suficientemente estrecha como para que sea una opción atractiva para las empresas que producen el transistores Esto ha causado un gran aumento en el mercado, con un crecimiento anual del 17% esperado entre 2019 y 2024.
Cómo nos afecta esto
Asumiré que a casi todos los que leen esto no les importa si las pequeñas piezas dentro de sus dispositivos usan silicio o nitruro de galio o polvo de duende, siempre que funcionen. Pero también sé que llevar un cargador Anker pequeño en lugar de un cargador de ladrillo grande y pesado para mi computadora portátil me haría feliz. Cuando me doy cuenta de que este mismo cargador también funcionará para mi teléfono, mi tableta, mi Nintendo Switch e incluso mi funda de carga inalámbrica para mis auriculares Bluetooth, estoy aún más feliz. Queremos que nuestra tecnología se vuelva más complicada, que haga más cosas de manera más fresca, a la vez que se vuelva menos complicada al mismo tiempo.
La seguridad tampoco debe ser ignorada. Un dispositivo GaN usa menos energía para funcionar (es necesario que suministre un interruptor electrónico con su propia energía para que pueda cambiar la potencia de entrada y salida) y cambia mucho más rápido. Esto hace que funcione más frío, por lo que se pierde menos electricidad como calor y es más eficiente, pero también más seguro. Han pasado más de dos años desde el Samsung Galaxy Note 7, pero la experiencia de aprendizaje que nos dio a muchos de nosotros siempre vivirá: nuestros dispositivos electrónicos portátiles pueden ser peligrosos en circunstancias extremas.
La ley de Moore siempre cumple con la Ley de Murphy si le das suficiente tiempo a las cosas.
Cada iteración de todas las diversas técnicas de carga rápida nos acerca cada vez más a esos extremos y ni siquiera nos hemos acercado al final. Hace varios años tuve la oportunidad de presenciar una demostración de un horno de microondas que calienta una pizza congelada mientras se alimenta con una placa de carga inalámbrica. Observé detrás de un protector contra explosiones de plexiglás porque, aunque puede alimentar un dispositivo de 1.500 vatios mediante inducción, eso no significa que no pueda salir mal.
Si bien nunca necesitaremos 1.500 vatios para alimentar un teléfono o incluso una computadora portátil (¿tal vez el Nintendo Switch 2?), 9 vatios pueden ser peligrosos cuando todo no se hace correctamente. A medida que pedimos cosas más pequeñas y más convenientes, los fabricantes tienen que acercarse al extremo para entregar. Cosas pequeñas e invisibles, como un cambio en la base de semiconductores que permite cosas más eficientes y seguras, da a esos fabricantes más espacio. No todo lo que hace grande a la próxima generación es algo que podemos ver.
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