Comparados aos dispositivos de carboneto de silício, os dispositivos de energia de nitreto de gálio apresentam mais vantagens em cenários onde eficiência, frequência, volume e outros aspectos abrangentes são exigidos simultaneamente, como os dispositivos à base de nitreto de gálio que têm sido aplicados com sucesso em larga escala no campo de carregamento rápido. Com o surgimento de novas aplicações downstream e o avanço contínuo da tecnologia de preparação de substrato de nitreto de gálio, espera-se que os dispositivos de GaN continuem a aumentar em volume e se tornem uma das principais tecnologias para redução de custos e eficiência, além do desenvolvimento verde sustentável.
Atualmente, a terceira geração de materiais semicondutores tornou-se uma parte importante das indústrias emergentes estratégicas e também está se tornando o ponto de comando estratégico para a conquista da próxima geração de tecnologia da informação, conservação de energia e redução de emissões, além de tecnologia de segurança de defesa nacional. Entre eles, o nitreto de gálio (GaN) é um dos materiais semicondutores de terceira geração mais representativos, sendo um material semicondutor de banda larga, com uma banda de 3,4 eV.
Em 3 de julho, a China restringiu a exportação de itens relacionados ao gálio e ao germânio, o que representa um importante ajuste de política com base na importante característica do gálio, um metal raro, como o "novo grão da indústria de semicondutores" e suas amplas vantagens de aplicação em materiais semicondutores, novas energias e outros campos. Diante dessa mudança de política, este artigo discutirá e analisará o nitreto de gálio sob os aspectos da tecnologia de preparação e seus desafios, novos pontos de crescimento no futuro e padrão de concorrência.
Uma breve introdução:
O nitreto de gálio é um tipo de material semicondutor sintético, típico da terceira geração de materiais semicondutores. Comparado aos materiais de silício tradicionais, o nitreto de gálio (GaN) apresenta as vantagens de grande banda proibida, forte campo elétrico de ruptura, baixa resistência, alta mobilidade eletrônica, alta eficiência de conversão, alta condutividade térmica e baixas perdas.
O monocristal de nitreto de gálio é uma nova geração de materiais semicondutores com excelente desempenho, que pode ser amplamente utilizado em comunicação, radar, eletrônicos de consumo, eletrônicos automotivos, energia elétrica, processamento industrial a laser, instrumentação e outros campos, por isso seu desenvolvimento e produção em massa são o foco de atenção de países e indústrias ao redor do mundo.
Aplicação de GaN
Estação base de comunicação 1--5G
A infraestrutura de comunicação sem fio é a principal área de aplicação dos dispositivos de RF de nitreto de gálio, respondendo por 50%.
2--Alta fonte de alimentação
O recurso de "altura dupla" do GaN tem grande potencial de penetração em dispositivos eletrônicos de consumo de alto desempenho, que podem atender aos requisitos de cenários de carregamento rápido e proteção de carga.
3--Veículo de nova energia
Do ponto de vista da aplicação prática, os atuais dispositivos semicondutores de terceira geração nos carros são principalmente dispositivos de carboneto de silício, mas há materiais de nitreto de gálio adequados que podem passar pela certificação de regulamentação de carros de módulos de dispositivos de energia, ou outros métodos de embalagem adequados, que ainda serão aceitos por toda a fábrica e fabricantes OEM.
4--Centro de dados
Semicondutores de potência GaN são usados principalmente em unidades de alimentação de energia PSU em data centers.
Em resumo, com o surgimento de novas aplicações downstream e avanços contínuos na tecnologia de preparação de substrato de nitreto de gálio, espera-se que os dispositivos GaN continuem a aumentar em volume e se tornem uma das principais tecnologias para redução de custos, eficiência e desenvolvimento verde sustentável.
Data de publicação: 27 de julho de 2023