Năm 2018, củ sạc 65W của bạn nặng 200g. Năm 2026, cùng công suất 65W chỉ nặng 145g, nhỏ bằng nửa. Đây không phải marketing — đây là vật lý của một vật liệu bán dẫn mới: Gallium Nitride (GaN).

Silicon đã thống trị bán dẫn từ năm 1950

Mọi chip điện tử quanh ta — từ CPU laptop đến IC trong cục sạc — đều dựa trên Silicon (Si). Silicon rẻ, dồi dào (chiếm 28% vỏ trái đất), và dễ sản xuất.

Nhưng silicon có giới hạn vật lý: tần số chuyển mạch tối đa khoảng 100 kHz cho ứng dụng power electronics. Càng cao, hiệu suất càng giảm và nhiệt sinh ra càng nhiều.

GaN có gì đặc biệt?

Gallium Nitride là hợp chất của Gallium và Nitrogen, có một số tính chất vật lý vượt trội silicon:

1. Bandgap rộng hơn: 3.4eV so với 1.1eV của silicon. Nghĩa là chịu được điện áp cao hơn mà không hỏng.

2. Electron mobility cao hơn: Electron di chuyển trong GaN nhanh hơn ~5 lần trong silicon. Cho phép transistor chuyển trạng thái nhanh hơn.

3. Tản nhiệt tốt hơn: Dẫn nhiệt tốt hơn silicon ~3 lần.

Kết quả: transistor GaN có thể chuyển mạch ở 1-10 MHz — gấp 10-100 lần silicon. Đó là nguyên lý cốt lõi.

Tại sao tần số cao = sạc nhỏ hơn?

Trong củ sạc, sau khi điện AC từ ổ tường vào, nó được chuyển đổi qua biến áp xung. Biến áp này dùng cuộn cảm và tụ điện để hạ điện áp.

Kích thước cuộn cảm tỉ lệ nghịch với tần số. Ở 100kHz (silicon), cuộn cảm cần rất to để chứa đủ năng lượng. Ở 1MHz (GaN), cuộn cảm có thể nhỏ đi 10 lần.

Cuộn cảm + tụ + tản nhiệt là 3 thành phần chiếm thể tích nhiều nhất trong một cục sạc. GaN cho phép giảm cả 3.

Vì sao đến năm 2020 GaN mới phổ biến?

GaN được phát hiện từ những năm 1990 (giải Nobel Vật lý 2014 thuộc về các nhà khoa học tạo ra LED xanh từ GaN), nhưng sản xuất transistor GaN cho power electronics rất khó: vật liệu giòn, sản xuất yêu cầu thiết bị MOCVD đắt tiền.

Đến khoảng 2018, các công ty Trung Quốc như Innoscience và Navitas đã có thể sản xuất GaN ở quy mô lớn với giá hợp lý. Đó là lúc các nhà sản xuất sạc bắt đầu chuyển sang GaN.

Hiện tại (2026), một cục sạc GaN 65W có giá sản xuất chỉ cao hơn silicon ~15%, nhưng nhỏ hơn 60% và mát hơn 40%. Giá trị bù trừ rõ ràng.

GaN có ở đâu trong Yokool?

Tất cả 3 sản phẩm sạc nhanh của Yokool đều dùng GaN: RC502 (cục sạc 65W chuyên cho laptop/điện thoại), OL212 và SL207 (ổ điện du lịch tích hợp sạc nhanh PD 20W và 35W). Sạc dự phòng JP395 không có GaN bên trong (vì là pin chứ không phải sạc chuyển đổi điện), nhưng cổng input/output đều theo chuẩn PD GaN tương thích.

GaN không phải là tương lai. GaN là hiện tại.