Bintang yang semakin meningkat bagi semikonduktor generasi ketiga: Gallium nitride beberapa titik pertumbuhan baharu pada masa hadapan

Berbanding dengan peranti silikon karbida, peranti kuasa galium nitrida akan mempunyai lebih banyak kelebihan dalam senario di mana kecekapan, kekerapan, kelantangan dan aspek komprehensif lain diperlukan pada masa yang sama, seperti peranti berasaskan galium nitrida telah berjaya digunakan dalam bidang pengecasan pantas pada skala besar. Dengan tercetusnya aplikasi hiliran baharu, dan penemuan berterusan teknologi penyediaan substrat galium nitrida, peranti GaN dijangka akan terus meningkat dalam volum, dan akan menjadi salah satu teknologi utama untuk pengurangan kos dan kecekapan, pembangunan hijau yang mampan.

Pada masa ini, bahan semikonduktor generasi ketiga telah menjadi bahagian penting dalam industri baru muncul strategik, dan juga menjadi titik arahan strategik untuk merebut teknologi maklumat generasi akan datang, penjimatan tenaga dan pengurangan pelepasan dan teknologi keselamatan pertahanan negara. Antaranya, galium nitrida (GaN) adalah salah satu bahan semikonduktor generasi ketiga yang paling mewakili sebagai bahan semikonduktor celah jalur lebar dengan celah jalur 3.4eV.

Pada 3 Julai, China mengetatkan eksport barangan berkaitan galium dan germanium, yang merupakan pelarasan dasar penting berdasarkan sifat penting galium, logam nadir, sebagai "butir baharu industri semikonduktor," dan kelebihan aplikasinya yang meluas dalam bahan semikonduktor, tenaga baru dan bidang lain. Memandangkan perubahan dasar ini, kertas kerja ini akan membincangkan dan menganalisis galium nitrida dari aspek teknologi penyediaan dan cabaran, titik pertumbuhan baharu pada masa hadapan, dan corak persaingan.

Pengenalan ringkas:
Gallium nitride ialah sejenis bahan semikonduktor sintetik, yang merupakan wakil tipikal bahan semikonduktor generasi ketiga. Berbanding dengan bahan silikon tradisional, galium nitrida (GaN) mempunyai kelebihan jurang jalur yang besar, medan elektrik pecahan kuat, rintangan pada rendah, mobiliti elektron yang tinggi, kecekapan penukaran yang tinggi, kekonduksian terma yang tinggi dan kehilangan yang rendah.

Kristal tunggal Gallium nitride adalah generasi baharu bahan semikonduktor dengan prestasi cemerlang, yang boleh digunakan secara meluas dalam komunikasi, radar, elektronik pengguna, elektronik automotif, tenaga kuasa, pemprosesan laser industri, instrumentasi dan bidang lain, jadi pembangunan dan pengeluaran besar-besarannya adalah tumpuan perhatian negara dan industri di seluruh dunia.

Aplikasi GaN

1--5G stesen pangkalan komunikasi
Infrastruktur komunikasi tanpa wayar ialah kawasan aplikasi utama peranti RF galium nitrida, menyumbang 50%.
2--Bekalan kuasa tinggi
Ciri "ketinggian dua kali" GaN mempunyai potensi penembusan yang besar dalam peranti elektronik pengguna berprestasi tinggi, yang boleh memenuhi keperluan senario pengecasan pantas dan perlindungan pengecasan.
3--Kenderaan tenaga baharu
Dari sudut aplikasi praktikal, peranti semikonduktor generasi ketiga semasa pada kereta adalah terutamanya peranti silikon karbida, tetapi terdapat bahan galium nitrida yang sesuai yang boleh lulus pensijilan peraturan kereta modul peranti kuasa, atau kaedah pembungkusan lain yang sesuai, akan masih diterima oleh seluruh kilang dan pengeluar OEM.
4--Pusat data
Semikonduktor kuasa GaN digunakan terutamanya dalam unit bekalan kuasa PSU di pusat data.

Ringkasnya, dengan tercetusnya aplikasi hiliran baharu dan penemuan berterusan dalam teknologi penyediaan substrat galium nitrida, peranti GaN dijangka terus meningkat dalam volum, dan akan menjadi salah satu teknologi utama untuk pengurangan kos dan kecekapan serta pembangunan hijau yang mampan.