W porównaniu z urządzeniami z węglika krzemu, urządzenia zasilające z azotku galu będą miały więcej zalet w scenariuszach, w których wymagana jest jednocześnie wydajność, częstotliwość, głośność i inne kompleksowe aspekty. Na przykład urządzenia na bazie azotku galu z powodzeniem znalazły zastosowanie w dziedzinie szybkiego ładowania na dużą skalę. Wraz z pojawieniem się nowych zastosowań downstream i ciągłym postępem w technologii przygotowania podłoża z azotku galu, oczekuje się, że urządzenia GaN będą nadal rosły wolumenowo i staną się jedną z kluczowych technologii redukcji kosztów i wydajności, a także zrównoważonego, ekologicznego rozwoju.
Obecnie materiały półprzewodnikowe trzeciej generacji stały się ważnym elementem strategicznych, rozwijających się gałęzi przemysłu, a także stają się strategicznym punktem odniesienia w zakresie technologii informatycznych, oszczędzania energii i redukcji emisji oraz technologii bezpieczeństwa narodowego. Spośród nich azotek galu (GaN) jest jednym z najbardziej reprezentatywnych materiałów półprzewodnikowych trzeciej generacji, charakteryzującym się szeroką przerwą energetyczną o szerokości 3,4 eV.
3 lipca Chiny zaostrzyły zasady eksportu wyrobów zawierających gal i german, co stanowi istotną korektę polityki, biorąc pod uwagę istotny atrybut galu, rzadkiego metalu, jako „nowego surowca w przemyśle półprzewodnikowym”, oraz jego szerokie zalety w zakresie zastosowań w materiałach półprzewodnikowych, nowych sektorach energetycznych i innych dziedzinach. W związku z tą zmianą polityki, niniejszy artykuł omówi i przeanalizuje azotek galu pod kątem technologii jego wytwarzania i wyzwań, nowych kierunków rozwoju w przyszłości oraz modelu konkurencji.
Krótkie wprowadzenie:
Azotek galu to syntetyczny materiał półprzewodnikowy, typowy przedstawiciel trzeciej generacji materiałów półprzewodnikowych. W porównaniu z tradycyjnymi materiałami krzemowymi, azotek galu (GaN) charakteryzuje się szeroką przerwą energetyczną, silnym polem elektrycznym przebicia, niską rezystancją przewodzenia, wysoką ruchliwością elektronów, wysoką wydajnością konwersji, wysokim przewodnictwem cieplnym i niskimi stratami.
Monokryształ azotku galu to nowa generacja materiałów półprzewodnikowych o doskonałych parametrach, które mogą być szeroko stosowane w komunikacji, radarach, elektronice użytkowej, elektronice samochodowej, energetyce, obróbce laserowej w przemyśle, instrumentach i innych dziedzinach. Dlatego też jego rozwój i masowa produkcja stanowią przedmiot zainteresowania krajów i gałęzi przemysłu na całym świecie.
Zastosowanie GaN
1--Stacja bazowa komunikacji 5G
Głównym obszarem zastosowań urządzeń RF wykonanych z azotku galu jest infrastruktura komunikacji bezprzewodowej, na którą przypada 50%.
2--Zasilanie o dużej mocy
Cecha „podwójnej wysokości” GaN ma duży potencjał penetracji w wydajnych urządzeniach elektronicznych użytkowych, które mogą spełniać wymagania dotyczące szybkiego ładowania i ochrony ładowania.
3--Nowy pojazd energetyczny
Z punktu widzenia praktycznego zastosowania, obecne układy półprzewodnikowe trzeciej generacji w samochodach to głównie układy z węglika krzemu, ale istnieją odpowiednie materiały na bazie azotku galu, które mogą przejść certyfikację zgodności modułów urządzeń mocy z przepisami samochodowymi lub inne odpowiednie metody pakowania, które nadal będą akceptowane przez całe zakłady i producentów OEM.
4--Centrum danych
Półprzewodniki mocy GaN stosowane są głównie w zasilaczach PSU w centrach danych.
Podsumowując, wraz z pojawieniem się nowych zastosowań downstream i ciągłymi przełomami w technologii przygotowywania podłoży z azotku galu, można się spodziewać, że urządzenia GaN będą nadal rosły w ilościach hurtowych i staną się jedną z kluczowych technologii pod względem redukcji kosztów, wydajności i zrównoważonego, ekologicznego rozwoju.
Czas publikacji: 27 lipca 2023 r.