新素材GaN採用のUSB-ACアダプター登場！
USB-ACアダプターとしては異例の事前予告を行うほど、入念に準備を重ねてきたAnker。新素材GaN（窒化ガリウム）を採用した新製品の第1弾「Anker PowerPort Atom PD 1」が発売されました。
ところで、頻繁にアナウンスされているGaN（窒化ガリウム）とは何なのか、なにが画期的なのか調べてみたところ、これからの半導体社会の“未来を担う素材”であることが分かってきました。
半導体としてのシリコンの限界が近づいている
物質には、電気を通す「導体」と、電気を通さない「不導体（絶縁体）」があります。前者は銀や銅、後者はガラスやプラスチックですね。
半導体はその中間の性質を備えた物質で、その代表格がシリコン（Si＝ケイ素）です。
しかし、多くの分野で幅広く使われてきたシリコンも、小型化や電気効率を追求して行くうちに、半導体素子としての成長に限界が見えてきました。さらなる発展のためには、シリコンに変わる素子が必要でした。
半導体についてもっと詳しく知りたい方は、下記のサイトへどうぞ。
半導体は19世紀に発見され、1940年代にはトランジスタが発明されました。それまでは真空管を使っていたラジオが、トランジスタによって大幅に小型化され、携帯できるようになりました。
半導体とは ：日立ハイテクノロジーズ
次世代パワー半導体「GaN」と「SiC」
シリコンよりも優れた次世代の半導体素子として選ばれたのは、化合物半導体でした。シリコンのように単一の元素を使うのではなく、複数の元素を組み合わせる方法です。
今回話題になった「GaN（窒化ガリウム）」は、「Ga（ガリウム）」と「N（窒素）」を組み合わせた化合物半導体です。
世界中で研究開発が進められた結果、産業分野で次世代の半導体素子として採用が進んでいるのが、下記2つの半導体素子のようです。
- GaN(ガリウムナイトライド／窒化ガリウム)
- SiC(シリコンカーバイド／炭化ケイ素)
それぞれに特徴があり、国内メーカーはSiCを、海外メーカーはGaNを選ぶ傾向にあるそうです。
市場を重視する海外メーカーは耐圧の低いGaNに力を注いでおり、GaNをスマホ用のACアダプタ電源（AC-DCコンバータ）に使うことを狙った半導体メーカーが出てきている。
第2回：GaNの商用化が加速、SiCはやや足踏み (2/4) | 連載02 省エネを創り出すパワー半導体 | Telescope Magazine
化合物半導体はシリコンより何が優れている？
それでは、SiCやGaNなどの化合物半導体は、シリコンに比べてどんな利点があるのでしょうか。これらの化合物半導体は、シリコンよりも電気を通しやすく、電力の損失が大幅に削減されます。これにより、電力効率の向上や小型化が図れます。（電力効率が悪いと、電力が熱に変換されてしまい、デバイスが熱くなってしまいます。）
少し難しい話になってきますが、これらの素子の特性を測る指数として「バリガーの性能指数」というものがあるそうです。この指数でSiCやGaNをシリコンと比較した場合、約1/1000の小型化が図れるそうです。（ただし、これは素子としての限界値なので、実際の製品の話ではないです）。
素材そのものの性能指数(εμeEc3)で比較すると、SiCはシリコンの440倍、GaNは1130倍と桁違いの高性能を誇ります。
次世代パワー半導体 GaN・SiCへの取り組み ｜サンケン電気
BFOMは物性定数で定まり、パワーデバイス性能の材料固有の限界性能の指標になる。
バリガー(Baliga)の性能指数 | SiCアライアンス
窒化ガリウムの次は「酸化ガリウム」？
なお、窒化ガリウムの次の素材として、「酸化ガリウム」という半導体素材も登場しているそうで、わたしたちの知らないところで、画期的な研究が進んでいるのですね。（エンドユーザー向けの製品として実用化されるかは、また別の話ですが）
現在、電力制御を行うパワー半導体の世界では、シリコンより半導体物質としてのパフォーマンスが高い炭化ケイ素（SiC）や窒化ガリウム（GaN）を活用する開発が進み、成果を出している。しかし、早くもその先を行く画期的な半導体の新技術が開発されている。しかも日本発だ。(1/5)
世界を一変させる日本発、画期的半導体 京都大学初のベンチャー、酸化ガリウムの新技術(1/5) | JBpress(日本ビジネスプレス)
調べれば調べるほど、奥深い半導体の世界でした……（まだまだ入口の、さらに入口の話だと思いますが……）
こうしたGaNやSiCを使った半導体が広まると、私たちの身の回りの製品は信じられないくらいどんどん小型化・高性能化していきそうです。
Anker PowerPort Atom PD 1をレビュー！
というわけで、GaNの話ばかりになってしまいましたが、このGaNを採用したAnker PowerPort Atom PD 1を購入したので、さっそくレビューします。はい、パッケージからして小さいですね！
中身はPowerPort Atom PD 1とマニュアルになっています。
指でつまめる小ささ！
USB PDを採用しているので、USBポートはもちろんUSB Type-C（以下、USB-C）です。
多くの方が残念がっていたのが、このプラグ。折りたたみ式ではありませんでした。折り畳み機構を入れて、少し大きくなるのがいいか、固定にして小ささを優先するか……の綱引きだったんでしょうか（想像です）。
PowerPort Atom PD 1の品番はA2017、出力はUSB PDらしく、5V／3Aの15Wから20V／1.5A、15V／2Aの最大30Wまで出せます。
さまざまな大きさのUSB-ACアダプターと比較
わが家にある、USB PD対応のACアダプターや、Apple純正のアダプター、などなど1ポートのUSB-ACアダプターと比較していきましょう。
PowerPort Atom PD 1の重量は54.4gでした。
まずは、PowerPort Atom PD 1以外のUSB PD対応アダプタと比較してみましょう。
写真左は、cheeroのCHE-324。PowerPort Atom PD 1と同じくらい小さいですが、こちらは最大18W出力です。一方、写真右のAnker PowerPort Speed 1 PD30は、PowerPort Atom PD 1と同じ30W出力ですが、大きさは明らかに違います。
PowerPort Speed 1 PD30の重さは109.4gと2倍近いです。
https://www.makkyon.com/2017/06/10/anker-powerport-speed-1-pd30/
USB PD対応ではあるものの、最大18Wに留まるcheeroのACアダプター CHE-324は、55.1g。PowerPort Atom PD 1とほとんど同じ重量です。
https://www.makkyon.com/2019/01/06/cheero-usb-c-pd-charger-18w/
CHE-324ともう少し比べてみましょう。体積は、PowerPort Atom PD 1よりCHE-324（写真右）の方が大きいようです。
ただ、CHE-324はACプラグが折りたたみ式。PowerPort Atom PD 1も、もしプラグ折りたたみ式にしていたら、これくらいの大きさになっていたのかもしれません。
大きさでいえば、iPadに付属していたApple純正のUSB-ACアダプターにも近いです。
ただし、こちらはプラグアダプタ方式を採用しているため、そのぶん少し重めの61.6gでした。
Apple純正といえば、iPhoneに付属のUSB電源アダプタ（写真左）やMacBookに付属の29W USB-C電源アダプタ（写真右）とも比較してみましょう。特に、29WアダプタはPowerPort Atom PD 1とほぼ同じ性能ではあるものの、その大きさが際立ちます。
29Wアダプタは108.7gと、この中では重量級。PowerPort Atom PD 1の2倍近いです。
一方で、USB電源アダプタは23.0gですが、性能的には供給電力が5Wなので比べるべくもないですね。PowerPort Atom PD 1はこのUSB電源アダプタよりもひと回り大きいくらいなので、相当小さいことが分かります。
あとは、よくあるタイプのUSB-ACアダプタ。写真左は無印良品の製品。めちゃめちゃ小さいですが、3.5Wしか出ません。写真右はLogitecの製品。こちらは5Wです。
サイズ感としてはこれらの製品と変わらないくらいなのに、USB PDで最大30Wを出してしまう、PowerPort Atom PD 1すごいです。これが窒化ガリウムの力……！
PowerPort Atom PD 1の給電性能も（一応）チェック！
Anker製品なので疑う余地もないですが、一応確認しておきましょう。MacBookに接続してみます。ケーブルはちゃんとUSB PDに対応したAnker製のUSB-Cケーブルです。
システムレポートを見ると、ちゃんと30W表記になっています。
同じケーブルで、USB-C採用のiPad Proにも給電してみます。スペック上はUSB PDで最大18Wまでいけるはずなので、この数値で問題なしですね。
USB PDといえば、iPhoneも忘れてはいけません。iPhone XS Maxに繋げてみます。なお、ケーブルはApple純正のUSB-C to Lightningケーブルです。約18W出ているので、USB PDで給電されているようです。
USB-C to Lightningケーブルといえば、この春にいよいよ各社から発売が解禁されます。Ankerも先日プレスリリースを出していました。
Anker初のUSB Type-C（以下USB-C） to ライトニング ケーブルが、2019年3月上旬にいよいよ登場します。
まもなく発売！MFi認証を取得した、Anker初のUSB-C & ライトニング ケーブル | Anker（アンカー）公式オンラインストア
売り切れないうちに、ぜひ手に入れておきたいものです。
次は、USB PDが2ポートあるPowerPort Atom PD 2？
すでにAnkerから公式に発売が公言されていますが、次は、最大60Wの出力を持つPowerPort Atom PD 2が控えています。USB PDに対応したUSB-Cポートが2つあり、用途が広がりそうです。
「Anker PowerPort Atom PD 2」
コンパクトサイズながら、USB PDに対応したUSB-Cポートを2つ備えており、2ポート合わせて最大60Wの出力ができる。
次世代パワー半導体素材「GaN」と未来の充電器 | Anker（アンカー）公式オンラインストア
まとめ
というわけで、記事の半分くらいは窒化ガリウムについての説明でしたが、Anker PowerPort Atom PD 1は期待に違わない超小型のUSB PDアダプタでした。（飛び出たプラグだけはどうしようもないけど、こういう製品を付けて、傷がつかないようにしますかね）
新たな半導体素子GaNを使って、Ankerの製品群が次々と小型・高性能化していくのだと考えると、期待が膨らみますね！
