منذ عقود والسيليكون هو الملك المتوج في عالم الرقائق الإلكترونية، ولكن مع تزايد الطلب على القوة والكفاءة، ظهرت “أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق العريضة” (Wide Bandgap Semiconductors) مثل كربيد السيليكون (SiC) ونتريد الغاليوم (GaN).
هذه المواد تمثل الجيل الثالث من الرقائق، وهي قادرة على تحمل درجات حرارة وفولتية أعلى بكثير من السيليكون التقليدي، مما يجعلها المكون السحري في شواحن الهواتف السريعة، محولات الطاقة في السيارات الكهربائية، وحتى شبكات الجيل الخامس.
وفقاً لما نشره موقع TechCrunch التقني، فإن الطلب العالمي على رقائق كربيد السيليكون يشهد انفجارًا كبيرً، خاصة مع توجه شركات السيارات الكهربائية مثل تسلا لاستخدامها، ويشير التقرير إلى أن هذه المادة تسمح بتقليل حجم المحولات الكهربائية وزيادة كفاءتها بنسبة تصل إلى 90%، مما يعني شحناً أسرع للبطاريات وفترة تشغيل أطول للأجهزة. هذا التحول التقني يعد حجر الزاوية في بناء بنية تحتية طاقية مستدامة وأجهزة إلكترونية أصغر وأقوى من أي وقت مضى.
تكمن الميزة الكبرى لنتريد الغاليوم وكربيد السيليكون فى قدرتها على نقل الكهرباء بأقل قدر من الفقد الحراري. في السيليكون التقليدي، تضيع كمية كبيرة من الطاقة كحرارة، بينما فى الجيل الثالث، تظل الرقائق باردة حتى تحت الضغط العالى. هذا يسمح للمصنعين بإلغاء أنظمة التبريد الضخمة، مما يؤدي لابتكار شواحن حائطية صغيرة جداً بقدرة 100 واط وأكثر، قادرة على شحن كمبيوتر محمول وهاتف في وقت واحد بسرعة فائقة.
قد يهمك أيضًا: أمازون تكشف عن نظارات ذكية مدعومة بالذكاء الاصطناعى لسائقى الديليفرى
يمكن للمستخدم العادي ملاحظة أثر أشباه الموصلات الجديدة من خلال:
1- اقتناء شواحن (GaN) التي تتميز بحجم أصغر بمرتين من الشواحن القديمة وبقوة شحن مضاعفة.
2- زيادة المدى المقطوع في السيارات الكهربائية بفضل محولات الطاقة الأكثر كفاءة التي تستهلك بطارية أقل.
3- استقرار أفضل لشبكات الواي فاي والـ 5G في المنزل بفضل أجهزة التوجيه التي تستخدم رقائق تتحمل ضغط البيانات العالي.
4- طول عمر البطارية في الأجهزة المحمولة نتيجة تقليل الهدر الحراري أثناء العمليات المعقدة.
