ดาวรุ่งแห่งเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม: แกลเลียมไนไตรด์มีการเติบโตใหม่หลายจุดในอนาคต

เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ซิลิคอนคาร์ไบด์ อุปกรณ์จ่ายไฟแกลเลียมไนไตรด์จะมีข้อได้เปรียบมากกว่าในสถานการณ์ที่ต้องใช้ประสิทธิภาพ ความถี่ ปริมาตร และแง่มุมอื่น ๆ ที่ครอบคลุมในเวลาเดียวกัน เช่น อุปกรณ์ที่ใช้แกลเลียมไนไตรด์ได้ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในด้านการชาร์จอย่างรวดเร็วบน ขนาดใหญ่ ด้วยการระบาดของการใช้งานขั้นปลายแบบใหม่ และความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการเตรียมซับสเตรตแกลเลียมไนไตรด์ อุปกรณ์ GaN คาดว่าจะเพิ่มปริมาณอย่างต่อเนื่อง และจะกลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักในการลดต้นทุนและประสิทธิภาพ รวมถึงการพัฒนาสีเขียวที่ยั่งยืน

ปัจจุบัน วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามได้กลายเป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์ และยังกลายเป็นจุดบัญชาการเชิงกลยุทธ์ในการยึดครองเทคโนโลยีสารสนเทศรุ่นต่อไป การอนุรักษ์พลังงานและการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และเทคโนโลยีความมั่นคงด้านการป้องกันประเทศ ในหมู่พวกเขา แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) เป็นหนึ่งในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามที่เป็นตัวแทนมากที่สุดในฐานะวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แถบความถี่กว้างที่มีแถบความถี่ 3.4eV

เมื่อวันที่ 3 กรกฎาคม จีนได้เพิ่มความเข้มงวดในการส่งออกสินค้าที่เกี่ยวข้องกับแกลเลียมและเจอร์เมเนียม ซึ่งเป็นการปรับนโยบายที่สำคัญโดยพิจารณาจากคุณลักษณะที่สำคัญของแกลเลียม ซึ่งเป็นโลหะหายาก ในฐานะ "เม็ดใหม่ของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์" และข้อได้เปรียบในการใช้งานที่กว้างขวางใน วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ พลังงานใหม่ และสาขาอื่นๆ จากมุมมองของการเปลี่ยนแปลงนโยบายนี้ บทความนี้จะหารือและวิเคราะห์แกลเลียมไนไตรด์จากแง่มุมของเทคโนโลยีการเตรียมการและความท้าทาย จุดการเติบโตใหม่ในอนาคต และรูปแบบการแข่งขัน

บทนำโดยย่อ:
แกลเลียมไนไตรด์เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์สังเคราะห์ชนิดหนึ่งซึ่งเป็นตัวแทนทั่วไปของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุซิลิกอนแบบดั้งเดิม แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) มีข้อดีคือมีช่องว่างแถบขนาดใหญ่ สนามไฟฟ้าที่มีการสลายตัวสูง ความต้านทานต่อต่ำ การเคลื่อนตัวของอิเล็กตรอนสูง ประสิทธิภาพการแปลงสูง ค่าการนำความร้อนสูง และการสูญเสียต่ำ

ผลึกเดี่ยวแกลเลียมไนไตรด์เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นใหม่ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยม ซึ่งสามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสาร, เรดาร์, เครื่องใช้ไฟฟ้า, อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์, พลังงานไฟฟ้า, การประมวลผลด้วยเลเซอร์อุตสาหกรรม, เครื่องมือวัดและสาขาอื่น ๆ ดังนั้นการพัฒนาและการผลิตจำนวนมาก เป็นจุดสนใจของประเทศและอุตสาหกรรมทั่วโลก

การประยุกต์ใช้ GaN

สถานีฐานการสื่อสาร 1--5G
โครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารไร้สายเป็นพื้นที่ใช้งานหลักของอุปกรณ์ RF แกลเลียมไนไตรด์ ซึ่งคิดเป็น 50%
2--แหล่งจ่ายไฟสูง
คุณลักษณะ "ความสูงสองเท่า" ของ GaN มีศักยภาพในการเจาะทะลุอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคประสิทธิภาพสูง ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของสถานการณ์การชาร์จและการป้องกันการชาร์จที่รวดเร็ว
3--ยานพาหนะพลังงานใหม่
จากมุมมองของการใช้งานจริง อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามในปัจจุบันในรถยนต์ส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์ซิลิคอนคาร์ไบด์ แต่มีวัสดุแกลเลียมไนไตรด์ที่เหมาะสมที่สามารถผ่านการรับรองกฎระเบียบรถยนต์ของโมดูลอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือวิธีการบรรจุหีบห่ออื่น ๆ ที่เหมาะสม ยังคงได้รับการยอมรับจากทั้งโรงงานและผู้ผลิต OEM
4--ศูนย์ข้อมูล
เซมิคอนดักเตอร์กำลัง GaN ส่วนใหญ่จะใช้ในหน่วยจ่ายไฟ PSU ในศูนย์ข้อมูล

โดยสรุป ด้วยการระบาดของการใช้งานปลายน้ำใหม่ๆ และความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีการเตรียมซับสเตรตแกลเลียมไนไตรด์ อุปกรณ์ GaN คาดว่าจะเพิ่มปริมาณอย่างต่อเนื่อง และจะกลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักในการลดต้นทุนและประสิทธิภาพ และการพัฒนาสีเขียวที่ยั่งยืน