ستاره نوظهور نسل سوم نیمه هادی: نیترید گالیم چندین نقطه رشد جدید در آینده

در مقایسه با دستگاه‌های کاربید سیلیکون، دستگاه‌های قدرت نیترید گالیوم در سناریوهایی که کارایی، فرکانس، حجم و سایر جنبه‌های جامع به طور همزمان مورد نیاز است، مزایای بیشتری خواهند داشت، مانند دستگاه‌های مبتنی بر نیترید گالیوم که با موفقیت در زمینه شارژ سریع بر روی دستگاه‌های مبتنی بر نیترید گالیوم استفاده شده‌اند. یک مقیاس بزرگ با شیوع کاربردهای پایین دستی جدید و پیشرفت مداوم فناوری آماده سازی بستر نیترید گالیوم، انتظار می رود که دستگاه های GaN همچنان به افزایش حجم خود ادامه دهند و به یکی از فناوری های کلیدی برای کاهش هزینه و کارایی، توسعه سبز پایدار تبدیل شوند.

در حال حاضر، نسل سوم مواد نیمه هادی به بخش مهمی از صنایع نوظهور استراتژیک تبدیل شده است و همچنین در حال تبدیل شدن به نقطه فرماندهی استراتژیک برای تصاحب نسل بعدی فناوری اطلاعات، حفظ انرژی و کاهش انتشار و فناوری امنیت دفاع ملی است. در میان آنها، نیترید گالیوم (GaN) یکی از نماینده ترین مواد نیمه هادی نسل سوم به عنوان یک ماده نیمه هادی باندگپ گسترده با فاصله باند 3.4eV است.

در 3 ژوئیه، چین صادرات اقلام مرتبط با گالیوم و ژرمانیوم را تشدید کرد، که یک تعدیل سیاست مهم بر اساس ویژگی مهم گالیوم، فلز کمیاب، به عنوان "دانه جدید صنعت نیمه هادی" و مزایای کاربرد گسترده آن در مواد نیمه هادی، انرژی نو و سایر زمینه ها. با توجه به این تغییر سیاست، این مقاله نیترید گالیوم را از جنبه‌های فناوری آماده‌سازی و چالش‌ها، نقاط رشد جدید در آینده و الگوی رقابت مورد بحث و تحلیل قرار می‌دهد.

یک مقدمه کوتاه:
نیترید گالیم نوعی ماده نیمه هادی مصنوعی است که نماینده معمولی نسل سوم مواد نیمه هادی است. در مقایسه با مواد سیلیکونی سنتی، نیترید گالیوم (GaN) دارای مزایای شکاف باند بزرگ، میدان الکتریکی شکست قوی، مقاومت کم، تحرک الکترون بالا، راندمان تبدیل بالا، هدایت حرارتی بالا و تلفات کم است.

تک کریستال نیترید گالیم نسل جدیدی از مواد نیمه هادی با عملکرد عالی است که می تواند به طور گسترده در ارتباطات، رادار، الکترونیک مصرفی، الکترونیک خودرو، انرژی قدرت، پردازش لیزر صنعتی، ابزار دقیق و سایر زمینه ها استفاده شود، بنابراین توسعه و تولید انبوه آن می باشد. کانون توجه کشورها و صنایع در سراسر جهان است.

کاربرد GaN

ایستگاه پایه ارتباطی 1--5G
زیرساخت های ارتباطی بی سیم حوزه اصلی کاربرد دستگاه های RF نیترید گالیوم است که 50٪ را شامل می شود.
2- منبع تغذیه بالا
ویژگی "دو ارتفاع" GaN دارای پتانسیل نفوذ زیادی در دستگاه های الکترونیکی مصرفی با کارایی بالا است که می تواند الزامات شارژ سریع و سناریوهای محافظت از شارژ را برآورده کند.
3--خودروی انرژی نو
از نقطه نظر کاربرد عملی، دستگاه‌های نیمه‌رسانای نسل سوم فعلی روی خودرو عمدتاً دستگاه‌های کاربید سیلیکون هستند، اما مواد نیترید گالیوم مناسبی وجود دارد که می‌توانند گواهینامه تنظیم خودرو ماژول‌های دستگاه قدرت یا سایر روش‌های بسته‌بندی مناسب را پاس کنند. هنوز توسط کل کارخانه و تولید کنندگان OEM پذیرفته می شود.
4- مرکز داده
نیمه هادی های قدرت GaN عمدتاً در واحدهای منبع تغذیه PSU در مراکز داده استفاده می شود.

به طور خلاصه، با شیوع کاربردهای پایین دستی جدید و پیشرفت های مستمر در فناوری آماده سازی بستر نیترید گالیوم، انتظار می رود که دستگاه های GaN همچنان به افزایش حجم خود ادامه دهند و به یکی از فناوری های کلیدی برای کاهش هزینه و کارایی و توسعه سبز پایدار تبدیل شوند.