Piikarbidipohjaisiin laitteisiin verrattuna galliumnitridipohjaisilla teholähteillä on enemmän etuja tilanteissa, joissa tehokkuutta, taajuutta, tilavuutta ja muita kokonaisvaltaisia näkökohtia vaaditaan samanaikaisesti. Galliumnitridipohjaisia laitteita on esimerkiksi sovellettu menestyksekkäästi laajamittaiseen pikalataukseen. Uusien sovellusten yleistymisen ja galliumnitridisubstraattien valmistusteknologian jatkuvan läpimurron myötä GaN-laitteiden volyymin odotetaan kasvavan edelleen, ja niistä tulee yksi keskeisistä teknologioista kustannusten alentamisessa ja tehokkuudessa sekä kestävässä vihreässä kehityksessä.
Tällä hetkellä kolmannen sukupolven puolijohdemateriaaleista on tullut tärkeä osa strategisesti kehittyviä teollisuudenaloja, ja niistä on tulossa myös strateginen komentopiste seuraavan sukupolven tietotekniikan, energiansäästön ja päästöjen vähentämisen sekä kansallisen puolustusturvallisuusteknologian hyödyntämisessä. Näistä galliumnitridi (GaN) on yksi edustavimmista kolmannen sukupolven puolijohdemateriaaleista laajan kaistanleveyden puolijohdemateriaalina, jonka kaistanleveys on 3,4 eV.
Kiina kiristi 3. heinäkuuta galliumin ja germaniumiin liittyvien tuotteiden vientiä. Tämä on tärkeä poliittinen muutos, joka perustuu galliumin, harvinaisen metallin, tärkeään ominaisuuteen "puolijohdeteollisuuden uutena rakeena" ja sen laajoihin sovellusetuihin puolijohdemateriaaleissa, uusissa energialähteissä ja muilla aloilla. Tämän poliittisen muutoksen valossa tässä artikkelissa käsitellään ja analysoidaan galliumnitridiä valmistusteknologian ja haasteiden, tulevaisuuden uusien kasvukohteiden ja kilpailumallin näkökulmasta.
Lyhyt johdanto:
Galliumnitridi on synteettinen puolijohdemateriaali, joka on tyypillinen kolmannen sukupolven puolijohdemateriaalien edustaja. Perinteisiin piimateriaaleihin verrattuna galliumnitridillä (GaN) on etuja, kuten suuri energiaväli, voimakas läpilyöntikenttä, alhainen päällekkäisresistanssi, korkea elektronien liikkuvuus, korkea konversiotehokkuus, korkea lämmönjohtavuus ja pienet häviöt.
Galliumnitridi-yksittäiskide on uuden sukupolven puolijohdemateriaali, jolla on erinomainen suorituskyky ja jota voidaan käyttää laajalti viestinnässä, tutkassa, kulutuselektroniikassa, autoelektroniikassa, energiantuotannossa, teollisessa laserkäsittelyssä, instrumentoinnissa ja muilla aloilla, joten sen kehitys ja massatuotanto ovat maiden ja teollisuudenalojen huomion kohteena ympäri maailmaa.
GaN:n käyttö
1--5G-viestintätukiasema
Langattoman tietoliikenteen infrastruktuuri on galliumnitridi-RF-laitteiden tärkein sovellusalue, jonka osuus on 50 %.
2--Korkea virtalähde
GaN:n "kaksinkertainen korkeus" -ominaisuudella on suuri tunkeutumispotentiaali tehokkaissa kuluttajaelektroniikkalaitteissa, jotka voivat täyttää nopean latauksen ja latauksen suojauksen vaatimukset.
3 - Uusi energia-ajoneuvo
Käytännön sovelluksen näkökulmasta nykyiset kolmannen sukupolven puolijohdelaitteet autossa ovat pääasiassa piikarbidilaitteita, mutta on olemassa sopivia galliumnitridimateriaaleja, jotka läpäisevät teholaitemoduulien autojen sääntelysertifikaatin, tai muita sopivia pakkausmenetelmiä, jotka koko tehdas ja OEM-valmistajat hyväksyvät edelleen.
4--Datakeskus
GaN-tehopuolijohteita käytetään pääasiassa datakeskusten virtalähteissä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että uusien loppupään sovellusten puhkeamisen ja galliumnitridisubstraattien valmistustekniikan jatkuvien läpimurtojen myötä GaN-laitteiden odotetaan kasvavan edelleen volyymissa ja niistä tulee yksi keskeisistä teknologioista kustannusten alentamisessa, tehokkuudessa ja kestävässä vihreässä kehityksessä.
Julkaisuaika: 27.7.2023