Σε σύγκριση με τις συσκευές καρβιδίου του πυριτίου, οι συσκευές ισχύος από νιτρίδιο του γαλλίου θα έχουν περισσότερα πλεονεκτήματα σε σενάρια όπου απαιτούνται ταυτόχρονα απόδοση, συχνότητα, όγκος και άλλες ολοκληρωμένες πτυχές, όπως οι συσκευές που βασίζονται σε νιτρίδιο του γαλλίου έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία στον τομέα της γρήγορης φόρτισης σε μεγάλη κλίμακα. Με την εμφάνιση νέων εφαρμογών κατάντη και τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας προετοιμασίας υποστρώματος νιτριδίου του γαλλίου, οι συσκευές GaN αναμένεται να συνεχίσουν να αυξάνονται σε όγκο και να γίνουν μια από τις βασικές τεχνολογίες για τη μείωση του κόστους και την αποδοτικότητα, καθώς και για τη βιώσιμη πράσινη ανάπτυξη.
Προς το παρόν, η τρίτη γενιά ημιαγωγών έχει γίνει σημαντικό μέρος των στρατηγικών αναδυόμενων βιομηχανιών και γίνεται επίσης το στρατηγικό σημείο διοίκησης για την αξιοποίηση της επόμενης γενιάς τεχνολογίας πληροφοριών, εξοικονόμησης ενέργειας και μείωσης εκπομπών, καθώς και της τεχνολογίας εθνικής άμυνας και ασφάλειας. Μεταξύ αυτών, το νιτρίδιο του γαλλίου (GaN) είναι ένα από τα πιο αντιπροσωπευτικά ημιαγωγικά υλικά τρίτης γενιάς ως υλικό ημιαγωγών με ευρύ ενεργειακό χάσμα με ενεργειακό χάσμα 3,4 eV.
Στις 3 Ιουλίου, η Κίνα επέβαλε αυστηρότερα μέτρα στις εξαγωγές προϊόντων που σχετίζονται με το γάλλιο και το γερμάνιο, κάτι που αποτελεί σημαντική προσαρμογή πολιτικής με βάση το σημαντικό χαρακτηριστικό του γαλλίου, ενός σπάνιου μετάλλου, ως «νέου σιτηρού της βιομηχανίας ημιαγωγών», και τα πλεονεκτήματα ευρείας εφαρμογής του σε ημιαγωγικά υλικά, νέες πηγές ενέργειας και άλλους τομείς. Ενόψει αυτής της αλλαγής πολιτικής, η παρούσα εργασία θα συζητήσει και θα αναλύσει το νιτρίδιο του γαλλίου από την άποψη της τεχνολογίας παρασκευής και των προκλήσεων, των νέων σημείων ανάπτυξης στο μέλλον και του μοντέλου ανταγωνισμού.
Μια σύντομη εισαγωγή:
Το νιτρίδιο του γαλλίου είναι ένα είδος συνθετικού ημιαγωγού υλικού, το οποίο αποτελεί τυπικό εκπρόσωπο της τρίτης γενιάς ημιαγωγών υλικών. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υλικά πυριτίου, το νιτρίδιο του γαλλίου (GaN) έχει τα πλεονεκτήματα του μεγάλου ενεργειακού χάσματος, του ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου διάσπασης, της χαμηλής αντίστασης, της υψηλής κινητικότητας ηλεκτρονίων, της υψηλής απόδοσης μετατροπής, της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας και των χαμηλών απωλειών.
Το μονοκρύσταλλο νιτριδίου του γαλλίου είναι μια νέα γενιά ημιαγωγών υλικών με εξαιρετική απόδοση, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως στις επικοινωνίες, τα ραντάρ, τα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, τα ηλεκτρονικά αυτοκινήτων, την ενέργεια, τη βιομηχανική επεξεργασία λέιζερ, τα όργανα και άλλους τομείς, επομένως η ανάπτυξη και η μαζική παραγωγή της βρίσκονται στο επίκεντρο της προσοχής χωρών και βιομηχανιών σε όλο τον κόσμο.
Εφαρμογή του GaN
1--σταθμός βάσης επικοινωνίας 5G
Η υποδομή ασύρματης επικοινωνίας είναι ο κύριος τομέας εφαρμογής των συσκευών RF νιτριδίου του γαλλίου, αντιπροσωπεύοντας το 50%.
2--Υψηλή τροφοδοσία ρεύματος
Το χαρακτηριστικό "διπλού ύψους" του GaN έχει μεγάλο δυναμικό διείσδυσης σε ηλεκτρονικές συσκευές υψηλής απόδοσης για καταναλωτές, οι οποίες μπορούν να καλύψουν τις απαιτήσεις γρήγορης φόρτισης και προστασίας από φόρτιση.
3--Νέο ενεργειακό όχημα
Από την άποψη της πρακτικής εφαρμογής, οι τρέχουσες συσκευές ημιαγωγών τρίτης γενιάς στο αυτοκίνητο είναι κυρίως συσκευές καρβιδίου του πυριτίου, αλλά υπάρχουν κατάλληλα υλικά νιτριδίου του γαλλίου που μπορούν να περάσουν την πιστοποίηση των μονάδων συσκευών ισχύος από τον κανονισμό αυτοκινήτου ή άλλες κατάλληλες μέθοδοι συσκευασίας, οι οποίες θα εξακολουθούν να γίνονται δεκτές από ολόκληρο το εργοστάσιο και τους κατασκευαστές OEM.
4--Κέντρο δεδομένων
Οι ημιαγωγοί ισχύος GaN χρησιμοποιούνται κυρίως σε μονάδες τροφοδοτικού PSU σε κέντρα δεδομένων.
Συνοπτικά, με την εμφάνιση νέων εφαρμογών κατάντη και τις συνεχείς εξελίξεις στην τεχνολογία παρασκευής υποστρωμάτων νιτριδίου του γαλλίου, οι συσκευές GaN αναμένεται να συνεχίσουν να αυξάνονται σε όγκο και να γίνουν μια από τις βασικές τεχνολογίες για τη μείωση του κόστους και την αποδοτικότητα, καθώς και για τη βιώσιμη πράσινη ανάπτυξη.
Ώρα δημοσίευσης: 27 Ιουλίου 2023