Les chargeurs utilisant le nitrure de gallium (GaN) ont suscité un vif intérêt lors du CES 2020. Cette technologie innovante, alternative au silicium, promet des chargeurs et des adaptateurs secteur plus compacts et performants. Examinons leur fonctionnement.
Les atouts des chargeurs en nitrure de gallium
Les chargeurs GaN se distinguent par leur taille réduite par rapport aux modèles traditionnels. Cette miniaturisation est possible grâce à la nature même du nitrure de gallium, qui nécessite moins de composants que le silicium. Ce matériau est capable de gérer des tensions beaucoup plus élevées sur une durée prolongée.
Outre une meilleure efficacité de transfert de courant, les chargeurs GaN génèrent moins de chaleur, limitant ainsi les pertes d’énergie. Ainsi, une plus grande quantité d’énergie est effectivement dirigée vers le dispositif à charger. L’efficacité accrue des composants permet également de réduire leur nombre.
Voici 3 raisons qui justifient l’adoption du chargeur mural RAVPower 61W PD 3.0 GaN :
| 1. | Il est 50% plus petit qu’un chargeur MacBook standard de 61W. |
| 2. | Il recharge 2,5 fois plus rapidement qu’une sortie standard de 1A. |
| 3. | Il est compatible avec tous vos appareils USB-C, des smartphones aux ordinateurs portables ! |
– RAVPower (9 janvier 2020)
L’adoption de la technologie GaN entraînera une réduction significative de la taille des adaptateurs secteur et des chargeurs. Cette technologie présente également d’autres avantages, tels qu’une fréquence de commutation plus élevée, permettant un transfert d’énergie sans fil plus rapide, et des distances plus importantes entre le chargeur et l’appareil.
Bien que les semi-conducteurs GaN soient actuellement plus coûteux que ceux en silicium, leur efficacité accrue réduit le recours à des éléments supplémentaires tels que les dissipateurs thermiques, les filtres et les composants de circuit. Un fabricant estime ainsi des économies de coûts de l’ordre de 10 à 20 %. Ces économies pourraient s’accroître une fois les avantages économiques de la production à grande échelle pris en compte.
De plus, vous pourriez constater une légère réduction de votre facture d’électricité, car des chargeurs plus efficaces impliquent une moindre déperdition d’énergie. Cependant, il ne faut pas s’attendre à une différence radicale pour les appareils à faible consommation tels que les ordinateurs portables et les smartphones.
Qu’est-ce que le nitrure de gallium ?
Le nitrure de gallium est un matériau semi-conducteur dont l’importance s’est accrue dans les années 1990 grâce à la fabrication de LED. Le GaN a permis de créer les premières LED blanches, les lasers bleus et les écrans LED couleurs visibles en plein jour. Dans les lecteurs de DVD Blu-ray, le GaN produit la lumière bleue qui assure la lecture des données.
Le GaN semble destiné à remplacer le silicium dans de nombreux domaines. Les fabricants de silicium ont travaillé sans relâche durant des décennies pour optimiser les transistors à base de silicium. Selon la loi de Moore, le nombre de transistors dans un circuit de silicium intégré double environ tous les deux ans.
Cette observation, formulée en 1965, s’est avérée largement exacte pendant les 50 dernières années. Toutefois, en 2010, les progrès en matière de semi-conducteurs ont ralenti pour la première fois. De nombreux analystes estiment que la loi de Moore deviendra obsolète d’ici 2025.
La production de transistors GaN s’est intensifiée en 2006. L’amélioration des processus de fabrication permet de produire des transistors GaN dans les mêmes installations que ceux en silicium, réduisant ainsi les coûts et encourageant les fabricants de silicium à adopter le GaN.
Pourquoi le nitrure de gallium est-il supérieur au silicium ?
La supériorité du GaN par rapport au silicium réside principalement dans son efficacité énergétique. Comme l’explique GaN Systems, un fabricant spécialisé dans le nitrure de gallium :
« Tous les matériaux semi-conducteurs possèdent une ‘bande interdite’, une plage d’énergie dans un solide où aucun électron ne peut exister. Plus simplement, la bande interdite est liée à la capacité d’un matériau à conduire l’électricité. Le nitrure de gallium a une bande interdite de 3,4 eV, contre 1,12 eV pour le silicium. La bande interdite plus large du nitrure de gallium lui confère une plus grande résistance aux tensions et aux températures élevées que le silicium. »
Efficient Power Conversion Corporation, un autre fabricant de GaN, affirme que le GaN est capable de conduire les électrons 1 000 fois plus efficacement que le silicium, tout en présentant des coûts de fabrication inférieurs.
Une bande interdite plus élevée permet au courant de traverser une puce GaN plus rapidement qu’une puce en silicium. Cela pourrait se traduire par des capacités de traitement plus rapides à l’avenir. En résumé, les puces en GaN seront plus rapides, plus petites, plus écoénergétiques et, potentiellement, moins chères que leurs homologues en silicium.
Où acheter un chargeur GaN dès aujourd’hui ?
Bien qu’ils ne soient pas encore largement disponibles, il est possible d’acheter des chargeurs GaN auprès de sociétés comme Anker et RAVPower. Il s’agit de chargeurs USB-C capables d’alimenter les ordinateurs portables modernes.
L’Anker PowerPort Atom PD1 est un chargeur de 30 watts doté de capacités de charge rapide, conçu pour les téléphones, tablettes et ordinateurs portables. Il est environ 40% plus petit qu’un chargeur utilisant la technologie traditionnelle. Anker propose également le PowerPort Atom PD2 de 60 watts, doté de deux ports USB-C pour charger plusieurs appareils simultanément, ainsi que le modèle à quatre ports PowerPort Atom III Slim.
RAVPower offre une gamme similaire. Son PD Pioneer 30W propose un débit modeste avec un port USB-C. Le PD Pioneer 61W est plus puissant et dispose d’un unique port USB-C. Pour utiliser ces chargeurs, votre ordinateur portable doit être compatible avec l’alimentation USB-C.
D’autres chargeurs GaN, comme ceux d’Aukey présentés au CES 2020, ne seront disponibles que plus tard dans l’année. Toutefois, on peut s’attendre à ce que de nombreux autres modèles apparaissent bientôt sur le marché.
Le chargeur GaN le plus prometteur est peut-être l’HyperJuice de Sanho. Financé avec succès sur Kickstarter (avec plus de 2 millions de dollars récoltés), Sanho prévoit de livrer le premier (et le plus petit) chargeur USB-C de 100 watts au monde d’ici février 2020. Il sera le premier capable d’alimenter et de recharger les ordinateurs portables haut de gamme comme le MacBook Pro.
La bonne nouvelle, c’est qu’aucun de ces chargeurs n’est particulièrement cher. Le RAVPower de 61 watts coûte environ 40 dollars, et Sanho a annoncé une fourchette de prix comprise entre 50 et 100 dollars pour la version commerciale de son chargeur de 100 watts. À titre de comparaison, un nouvel adaptateur secteur USB-C Apple de 96 watts est vendu 79 $, et il est considérablement plus grand et plus lourd que l’HyperJuice, qui a la taille d’une carte de crédit.
Les chargeurs du futur
Les chargeurs GaN ne seront probablement pas très répandus tant que les grands fabricants de matériel, tels qu’Apple et Samsung, ne commenceront pas à les inclure avec leurs nouveaux ordinateurs et smartphones.
Pensez-y : quand avez-vous acheté votre dernier chargeur ? Combien de chargeurs branchés chez vous ou au bureau ont été fournis lors d’un achat précédent ?
Si vous souhaitez profiter dès maintenant des avantages de la recharge GaN, vous pouvez le faire sans payer le surcoût généralement associé à une technologie de pointe.