L'ère des technologies du silicium touche à sa fin, laissant la place à un nouveau «matériau du futur»: le nitrure de gallium!
Anker a récemment dévoilé son nouveau bloc d'alimentation minuscule. Selon la société, une telle petite taille de l'appareil est due à un composant qui a été utilisé à la place du silicium, à savoir le nitrure de gallium (GaN). La popularité croissante de ce matériau transparent ressemblant au verre suggère qu'il pourrait un jour surpasser le silicium et réduire la consommation d'énergie dans le monde entier.
Le silicium est l'épine dorsale de l'industrie technologique depuis des décennies, mais nous avons "atteint la limite théorique de son amélioration", déclare Dan Qing Wang, Ph. D., qui mène des recherches sur GaN à Harvard. Tous les matériaux ont une zone dite «interdite», conséquence directe de leur capacité à conduire l'électricité, a-t-elle déclaré. Le nitrure de gallium a plus d'énergie que le silicium, ce qui signifie qu'il sera capable de résister à une tension et un courant plus élevés pourront traverser l'appareil à une vitesse plus élevée. Ceci est couvert par Martin Kuball, physicien à l'Université de Bristol qui dirige le projet d'énergie GaN.
De ce fait, le GaN est bien plus performant que ses homologues en silicium, ce qui permet également de réduire la taille des appareils basés sur celui-ci. Cela peut aider non seulement à réduire les chargeurs, mais aussi à réduire la consommation d'énergie du système. Le remplacement de tous les appareils électroniques modernes par du GaN pourrait potentiellement réduire la consommation d'énergie de 10 à 25%, a déclaré Cuball.
De plus, le nitrure de gallium résiste mieux aux températures élevées, ce qui le rend approprié pour une utilisation dans des environnements hautement corrosifs. «Dans les voitures modernes, tous les composants électroniques sont situés loin du moteur pour éviter la surchauffe, mais cela peut être réparé», explique Cuball.
À propos, ce matériau a longtemps été dominant dans un autre domaine de production - en photonique. En particulier, c'est le nitrure de gallium qui est à l'origine de la très «lumière bleue» qui est utilisée pour lire les disques Blu-ray. De minuscules lasers d'un micron d'épaisseur (1/100 de l'épaisseur d'un cheveu humain) peuvent déjà être utilisés pour créer une nouvelle génération de microscopes.
Alors pourquoi ne pas simplement remplacer le silicium par du GaN? La réponse est simple: une industrie colossale qui produit des technologies à base de silicium depuis une décennie. Une telle transition mondiale ne peut se faire du jour au lendemain. De plus, la fiabilité des nouveaux matériaux doit être constamment testée. Wang note que le nitrure de gallium a ses points faibles et qu'il vaut la peine de tous les étudier avant de commencer la production de masse de supports à base de nitrure.
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Les experts d'Anker assurent que bien que le silicium soit moins cher que le GaN, les chargeurs basés sur ce dernier nécessitent moins de composants pour fonctionner pleinement, ce qui rend les deux matériaux égaux. Actuellement, de nombreuses startups travaillent au développement de cette technologie - il est possible que dans les années 2020, l'humanité émerge de l'ère du silicium et entre dans l'ère du nitrure de gallium.
Vasily Makarov
