PCやスマホや自動車など多くの機器に使われている半導体にはいくつかの材料がありますが、最も代表的な素材がシリコン（Si）です。入手のしやすさと加工のしやすさからシリコンが選ばれてきました。
しかし、いま、新たな半導体として「窒化ガリウム（GaN）」をご存知でしょうか？
シリコンよりも優れた次世代の化合物半導体として注目を集めており、早くもGaNを採用した製品が開発されています。これから続々とGaNを採用したデジタル製品が登場することが予想されます。
今回は、次世代の半導体「GaN」についてご紹介します。
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もくじ
窒化ガリウム（GaN）とは？
窒化ガリウム（GaN）は、窒素（N）とガリウム（Ga）の化合物です。従来は、青色LEDやレーザーダイオードの材料として広く用いられてきました。
非常に硬く、機械的に安定したワイド・バンドギャップ半導体です。
従来のシリコン・ベースの半導体よりも、絶縁破壊強度・熱伝導度などが高くなる上に、はるかに高い電圧、周波数、温度で動作できることから次世代の半導体として注目されています。
バンドギャップは、広義の意味だと「電子が存在できない領域の幅」とされます。
バンドギャップには電子が存在できないので、バンドギャップを越えて移動するためにはそれだけのエネルギーが必要になります。
バンドギャップが大きい ＝ 電気が流れにくい と言うことになります。
- シリコン（Si）のバンドギャップ：１.１
- GaNのバンドギャップ：３.４
GaNの性質
GaNは窒素とガリウムの化合物で作られるワイドギャップ半導体です。
主流だったシリコン（Si）に比べ、電気的、物理的特性に優れ、大幅に電力損失を低減することが可能です。また、より小さなサイズで大きな電力を扱うことができ、低損失で小型の電力変換／制御システムを実現できるという特長も備えています。Siの上位種の半導体と言えます。
しかし、一方では問題点もあります。地球上に最も多く存在するといわれるSiよりもGaNは生産コストが高いです。そのことから、市場形成は比較的緩やかなものとなっていました。しかし、近年の高まる需要や製造技術の進歩などから、今後の市場急成長が予測されています。
なぜGaNが注目されるのか？
窒化ガリウムが注目されている理由の１つは、前述したようにSiよりも優れた優位性です。
Siよりもエネルギー効率に優れた半導体として認められ、２０１４年のノーベル物理学賞で話題となった、「青色LED」の材料として窒化ガリウムの研究が進んだことも、注目されている理由の１つと考えられます。
さらに、無駄な消費電力が抑えられることで、CO2の大幅な削減につながるのもポイントです。
これにより、窒化ガリウムは日本政府が２０２０年１０月２６日に発表した「2050年カーボンニュートラル・脱炭素社会」を実現する鍵として、さらに注目されるでしょう。
GaN搭載のおすすめの高出力小型受電機紹介
GaN搭載した最新のハイスペック充電器を紹介します。
Anker Nano II 65W (PD 充電器 USB-C)
USB PD対応！６５W高出力でどのデバイスにも幅広く対応可能！
一般的な６５W出力の充電器に比べて本体サイズを６０％小型化を実現！GaN搭載することで小型で軽量、さらに高出力を実現した第２世代の充電器です。
Anker独自技術の PowerIQ 3.0 (Gen2) を搭載。USB PDとの互換性を高め、他充電規格にも対応。幅広いデジタルデバイスをフルスピードで充電可能。
購入しやすい価格でコスパがよくメイン充電器としてピッタリ。ただ、１ポートなので同時充電ができないのが気になるところです。
N\A PD充電器
単ポートで最大65W出力！同時充電にも対応！
一般的な６５W出力は前ポートを合わせて６５W出力だったのが、単一ポートで６５Wを実現したGaN搭載充電器。PDパイオニアテクノロジーにより、接続されたデバイスに応じ、自動的に出力を判別し、調整を行います。
USB-CとUSB-Aポート搭載し、多くのデバイスに対応。
MacBookの61W純正アダプターよりもコンパクトで、約52% の小型化を実現しました。
十分コンパクトで高出力ですが、Anker Nano IIの方がコンパクトさでは優れています。同時充電を求める方にはおすすめ。
Baseus GaN II Pro Charger
最大１００Wの高出力で４ポート搭載のパワフル充電器！
USBーC、USBーAを２ポートずつ搭載。最大で１００Wの高出力でどのデバイスでもフルスピード充電可能。４デバイスを同時充電できるのはかなり利便性が高いです。
USB PDとQC対応。かなり高い互換性を有し、多種多様の充電規格に対応しています。
Navitas Semiconductor社のGaNFastパワーICを採用することで、普通の100W充電器より40%の小型化と30%の軽量化を実現しています。
４ポートで１００Wの同レベル充電器の中ではかなり小型ですが、持ち歩くにはやや大きいのがネック。それ以外はハイスペックの充電器です。
