GaN-Charger und -Powerbanks sind das nächste große Ding im Bereich Netzteile und mobiles Laden. Wir erklären euch, warum das so ist und wieso ihr sie unbedingt haben wollt.
Es kommt endlich Bewegung in den Bereich Powerbanks und Netzteile. Seit Jahren ist dort Silizium der Platzhirsch. Das war bei Smartphone-Ladegeräten auch lange egal. Die haben bis vor kurzem kaum 20W in dein Smartphone gepumpt, doch inzwischen sind es 45W und manche Hersteller jagen Strom mit bis zu 150W in dein Smartphone.
Ein noch viel größeres Chaos sind derweil Notebook-Netzteile. Alles unter 100W könnte schon lange auf USB-C setzen. Nicht alle Hersteller tun das, aber es werden immer mehr. Seit 2021 kann USB-C sogar bis zu 240W transportieren, aber es wird wohl noch etwas dauern, bis das wirklich bei der breiten Masse ankommt.
Netzteile sind aber oft ein Flaschenhals. PowerDeliviery 3.0 konnte oft trotzdem nur 20W via USB-A übertragen und USB-C hat bis vor kurzem noch bei 60W die Grenze gezogen. Dank einem „neu-alten“ Material ändert sich das aber gerade, da es grundlegend ändert, wie Netzteile bzw. Powerbanks aufgebaut sind. Die Rede ist von Galliumnitrid.
Was ist Galliumnitrid?
Galliumnitrid (GaN) ist ein Halbleitermaterial, das in den 1990er Jahren durch die Herstellung von LEDs bekannt wurde. Galliumnitrid wurde verwendet, um die ersten weißen LEDs, blauen Laser und Vollfarb-LEDs herzustellen – zumindest die, die ihr bei Tageslicht sehen könnt. Es war aber anfangs sehr teuer in der Herstellung und wurde daher nur zögerlich eingesetzt.
Hersteller von klassischen Netzteilen haben derweil jahrzehntelang daran gearbeitet, siliziumbasierte Transistoren zu verbessern. Inzwischen gerät diese Technik aber an ihre physischen Grenzen. Fortschritte bei den Herstellungsverfahren haben seit Mitte 2006 dafür gesorgt, dass GaN-Transistoren in den gleichen Anlagen wie Silizium-Transistoren hergestellt werden können. Das hält die Kosten niedrig und ermutigt mehr Hersteller dazu, auf Galliumnitrid zu setzen.
Warum ist Galliumnitrid besser als Silizium?
Die ganz kurze Antwort dazu lautet: bessere Energieeffizienz. Galliumnitrid ist in der Lage, Elektronen 1.000 Mal effizienter zu leiten als Silizium. Ausführlicher erklärt es einer der größten GaN-Produzenten am besten:
„Alle Halbleitermaterialien haben eine sogenannte Bandlücke. Dies ist ein Energiebereich in einem Festkörper, in dem keine Elektronen existieren können. Einfach ausgedrückt hängt eine Bandlücke damit zusammen, wie gut ein festes Material Elektrizität leiten kann. Galliumnitrid hat eine Bandlücke von 3,4 eV, verglichen mit der Bandlücke von Silizium von 1,12 eV. Die breitere Bandlücke von Galliumnitrid bedeutet, dass es höheren Spannungen und höheren Temperaturen standhalten kann als Silizium.“
Eine höhere Effizienz bei Bandlücken bedeutet, dass der Strom schneller durch einen GaN-Chip fließen kann als durch einen Siliziumchip. Durch ihre Fähigkeit, höhere Spannungen und Temperaturen standzuhalten, ergeben sich große Vorteile für Powerbanks und Netzteile.
Welchen Vorteil haben Powerbanks und Netzteile mit GaN?
GaN-Ladegeräte und Powerbanks sind kleiner als ihre Silizium-Gegenstücke. Dies liegt (auch) daran, dass Galliumnitrid-Ladegeräte/ -Powerbanks nicht so viele Komponenten benötigen wie deren Silizium-Versionen. Durch die geringere Hitze bei der Stromübertragung geht auch weniger Energie durch Wärme „verloren“.
Die erhöhte Effizenz von GaN-Produkten erlaubt es zusätzlich, stärkere Geräte mit kleineren Netzteilen/ Powerbanks zu betreiben. Statt also das klobige Ladegerät deines Notebook und das kleine Netzteil deines Smartphones einzupacken, kannst du auch einfach einen GaN-Charger wie den Ugreen 66W-Charger mit 2x USB-C mitnehmen. Wenn du noch eine Version mit zusätzlichem USB-Typ-C und noch einem USB-Typ-A brauchst, gibt es auch das.
Besonders GaN-Charger mit nur einem Port sind geradezu winzig und erlauben trotzdem, deine Geräte mit bis zu 40W zu laden. Hast du zwei HomePod mini als Lautsprecher für einen Apple TV oder Mac, kannst du beide mit einem 40W-Doppel-Typ-C-GaN-Charger versorgen und hast eine freie Steckdose mehr. Einige Hersteller haben sogar schon angefangen, ihre Ladegeräte mit lustigen Designs zu versehen.
Ganz neue GaN-Charger wie der Anker 737 GaNPrime (Test) können sogar bis zu 120W übertragen und Powerbanks mit der neuesten GaN-Technologie schaffen bis zu 140W. Diese können sogar leistungsstarke Notebooks bei Volllast mit Strom versorgen und gleichzeitig aufladen. Eine Entwicklung, die vor zehn Jahren in der Praxis noch undenkbar erschien.
Fazit zu GaN-Chargern und -Powerbanks: Es ist die Zukunft, aber der musst du nicht entgegenlaufen
GaN-Charger und -Powerbanks sind eine großartige Entwicklung. Sie benötigen weniger Platz, haben oft mehr Ports und können deine Geräte schneller laden. In den kommenden Jahren werden mehr und mehr GaN-Netzteile und -Powerbanks auf den Markt kommen. Das passt sehr gut zum Trend, dass bei mobiler Elektronik wie Smartphones und Tablets immer seltener Netzteile zum Lieferumfang gehören.
Preislich schlagen „kleine“ GaN-Charger und -Powerbanks auch nicht zu sehr ins Budget. Der UGREEN-Doppel-Typ-C kostet beispielsweise gerade mal 30€. Ausgefallenere Modelle wie der Anker 737 mit bis zu 120W kosten hingegen bereits knapp 100€.
Der ganz große Durchbruch wird für GaN aber erst kommen, wenn Hersteller wie Samsung, Apple, Xiaomi und die BBK-Gruppe anfangen, ihren Produkten Ladegeräte mit GaN beizulegen – oder habt ihr nicht auch viele schwachbrüstige Netzteile daheim, die noch zu einem alten Tablet oder Smartphone gehören? Bei Powerbanks könnte der Wechsel wesentlich schneller passieren, da die oft „zusätzlich“ gekauft werden.
Je länger GaN-Geräte auf den Markt sind und je mehr produziert werden, desto günstiger wird die Technik auch werden. In den kommenden Jahren werden wir mehr und mehr dieser Art von Netzteilen und Powerbanks in der freien Wildbahn finden. Die kleinen GaN-Charger sind aber heute schon ihr Geld mehr als wert. Für die ganz großen würde ich mit einem Kauf aber noch etwas warten.
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Quelle: GaN-Systems
