Rispetto ai dispositivi in carburo di silicio, i dispositivi di potenza in nitruro di gallio offriranno maggiori vantaggi in scenari in cui efficienza, frequenza, volume e altri aspetti complessi sono richiesti contemporaneamente, come ad esempio i dispositivi a base di nitruro di gallio, applicati con successo su larga scala nel campo della ricarica rapida. Con l'avvento di nuove applicazioni downstream e il continuo progresso della tecnologia di preparazione dei substrati in nitruro di gallio, si prevede che i dispositivi GaN continueranno ad aumentare in volume e diventeranno una delle tecnologie chiave per la riduzione dei costi, l'efficienza e lo sviluppo sostenibile.
Attualmente, la terza generazione di materiali semiconduttori è diventata una parte importante delle industrie emergenti strategiche e sta diventando il punto di riferimento strategico per la prossima generazione di tecnologie dell'informazione, risparmio energetico, riduzione delle emissioni e tecnologie per la sicurezza della difesa nazionale. Tra questi, il nitruro di gallio (GaN) è uno dei materiali semiconduttori di terza generazione più rappresentativi, in quanto materiale semiconduttore ad ampio bandgap con un bandgap di 3,4 eV.
Il 3 luglio, la Cina ha inasprito le restrizioni all'esportazione di prodotti a base di gallio e germanio, un importante adeguamento politico basato sull'importante caratteristica del gallio, un metallo raro, di essere il "nuovo grano dell'industria dei semiconduttori" e sui suoi ampi vantaggi applicativi nei materiali semiconduttori, nelle nuove energie e in altri settori. Alla luce di questo cambiamento di politica, questo articolo discuterà e analizzerà il nitruro di gallio dal punto di vista della tecnologia di preparazione e delle sfide, dei nuovi punti di crescita futuri e del modello competitivo.
Una breve introduzione:
Il nitruro di gallio è un tipo di materiale semiconduttore sintetico, tipico rappresentante della terza generazione di materiali semiconduttori. Rispetto ai tradizionali materiali al silicio, il nitruro di gallio (GaN) presenta i vantaggi di un ampio bandgap, un forte campo elettrico di breakdown, una bassa resistenza di conduzione, un'elevata mobilità elettronica, un'elevata efficienza di conversione, un'elevata conduttività termica e basse perdite.
Il monocristallo di nitruro di gallio è una nuova generazione di materiali semiconduttori dalle prestazioni eccellenti, che può essere ampiamente utilizzato nelle comunicazioni, nei radar, nell'elettronica di consumo, nell'elettronica automobilistica, nell'energia, nell'elaborazione laser industriale, nella strumentazione e in altri campi, pertanto il suo sviluppo e la sua produzione di massa sono al centro dell'attenzione di paesi e industrie in tutto il mondo.
Applicazione del GaN
1--Stazione base di comunicazione 5G
L'infrastruttura di comunicazione wireless è il principale campo di applicazione dei dispositivi RF al nitruro di gallio, rappresentandone il 50%.
2--Alimentazione ad alta potenza
La caratteristica "doppia altezza" del GaN ha un grande potenziale di penetrazione nei dispositivi elettronici di consumo ad alte prestazioni, in grado di soddisfare i requisiti di scenari di ricarica rapida e protezione della carica.
3--Veicolo a nuova energia
Dal punto di vista dell'applicazione pratica, gli attuali dispositivi semiconduttori di terza generazione presenti sulle auto sono principalmente dispositivi in carburo di silicio, ma esistono materiali in nitruro di gallio idonei in grado di superare la certificazione di regolamentazione delle auto per i moduli dei dispositivi di potenza, oppure altri metodi di confezionamento idonei che saranno comunque accettati dall'intero stabilimento e dai produttori OEM.
4--Centro dati
I semiconduttori di potenza GaN vengono utilizzati principalmente nelle unità di alimentazione PSU nei data center.
In sintesi, con lo scoppio di nuove applicazioni downstream e le continue innovazioni nella tecnologia di preparazione dei substrati di nitruro di gallio, si prevede che i dispositivi GaN continueranno ad aumentare di volume e diventeranno una delle tecnologie chiave per la riduzione dei costi, l'efficienza e lo sviluppo ecologico sostenibile.
Data di pubblicazione: 27/07/2023