הכוכב העולה של מוליכים למחצה מהדור השלישי: גליום ניטריד מספר נקודות צמיחה חדשות בעתיד

בהשוואה למכשירי סיליקון קרביד, למכשירי כוח גליום ניטריד יהיו יתרונות נוספים בתרחישים בהם נדרשים יעילות, תדירות, נפח והיבטים מקיפים אחרים בו זמנית, כגון מכשירים מבוססי גליום ניטריד יושמו בהצלחה בתחום הטעינה המהירה על בקנה מידה גדול. עם פרוץ יישומים חדשים במורד הזרם, ופריצת הדרך המתמשכת של טכנולוגיית הכנת מצעי גליום ניטריד, מכשירי GaN צפויים להמשיך ולגדול בנפח, ויהפכו לאחת הטכנולוגיות המרכזיות להפחתת עלויות ויעילות, פיתוח ירוק בר קיימא.

נכון לעכשיו, הדור השלישי של חומרים מוליכים למחצה הפך לחלק חשוב בתעשיות מתפתחות אסטרטגיות, והוא גם הופך לנקודת השליטה האסטרטגית לתפוס את הדור הבא של טכנולוגיית מידע, שימור אנרגיה והפחתת פליטות וטכנולוגיית ביטחון ביטחוני לאומי. ביניהם, גליום ניטריד (GaN) הוא אחד מחומרי המוליכים למחצה מהדור השלישי הייצוגיים ביותר כחומר מוליכים למחצה רחב פס עם פער פס של 3.4eV.

ב-3 ביולי, סין הקשיחה את הייצוא של פריטים הקשורים לגליום וגרמניום, המהווה התאמת מדיניות חשובה המבוססת על התכונה החשובה של גליום, מתכת נדירה, בתור "הגרגר החדש של תעשיית המוליכים למחצה", ויתרונות היישום הרחב שלו חומרים מוליכים למחצה, אנרגיה חדשה ותחומים אחרים. לאור שינוי מדיניות זה, מאמר זה ידון וינתח גליום ניטריד מהיבטים של טכנולוגיית הכנה ואתגרים, נקודות צמיחה חדשות בעתיד ודפוס תחרות.

הקדמה קצרה:
גליום ניטריד הוא סוג של חומר מוליכים למחצה סינטטי, המהווה נציג טיפוסי של הדור השלישי של חומרים מוליכים למחצה. בהשוואה לחומרי סיליקון מסורתיים, לגליום ניטריד (GaN) יש את היתרונות של פער פס גדול, שדה חשמלי חזק, התנגדות נמוכה, ניידות אלקטרונים גבוהה, יעילות המרה גבוהה, מוליכות תרמית גבוהה ואובדן נמוך.

גליום ניטריד יחיד גביש הוא דור חדש של חומרים מוליכים למחצה עם ביצועים מצוינים, אשר ניתן להשתמש בהם באופן נרחב בתקשורת, מכ"ם, אלקטרוניקה לצרכן, אלקטרוניקה לרכב, אנרגיית חשמל, עיבוד לייזר תעשייתי, מכשור ותחומים אחרים, כך שהפיתוח והייצור ההמוני שלו הם מוקד תשומת הלב של מדינות ותעשיות ברחבי העולם.

יישום של GaN

תחנת בסיס תקשורת 1--5G
תשתית תקשורת אלחוטית היא תחום היישום העיקרי של התקני RF גליום ניטריד, המהווה 50%.
2--ספק כוח גבוה
לתכונת "גובה כפול" של GaN יש פוטנציאל חדירה גדול במכשירים אלקטרוניים בעלי ביצועים גבוהים, שיכולים לעמוד בדרישות של טעינה מהירה ותרחישי הגנה מפני טעינה.
3- רכב אנרגיה חדש
מנקודת מבט היישום המעשית, מכשירי המוליכים למחצה הנוכחיים מהדור השלישי במכונית הם בעיקר התקני סיליקון קרביד, אך ישנם חומרי גליום ניטריד מתאימים שיכולים לעבור את ההסמכה לרגולציה המכונית של מודולי התקן כוח, או שיטות אריזה מתאימות אחרות. עדיין מקובל על כל המפעל ויצרני OEM.
4 - מרכז נתונים
מוליכים למחצה מתח GaN משמשים בעיקר ביחידות ספק כוח PSU במרכזי נתונים.

לסיכום, עם פרוץ יישומים חדשים במורד הזרם ופריצות דרך מתמשכות בטכנולוגיית הכנת מצעי גליום ניטריד, מכשירי GaN צפויים להמשיך ולגדול בנפח, ויהפכו לאחת הטכנולוגיות המרכזיות להפחתת עלויות ויעילות ופיתוח ירוק בר קיימא.