En comparación con los dispositivos de carburo de silicio, los dispositivos de potencia de nitruro de galio (GaN) ofrecen mayores ventajas en escenarios donde se requiere eficiencia, frecuencia, volumen y otros aspectos integrales simultáneamente. Por ejemplo, los dispositivos basados en GaN se han aplicado con éxito a gran escala en el campo de la carga rápida. Con el surgimiento de nuevas aplicaciones y el continuo avance de la tecnología de preparación de sustratos de GaN, se espera que el volumen de dispositivos de GaN siga aumentando y se convierta en una de las tecnologías clave para la reducción de costos, el aumento de la eficiencia y el desarrollo sostenible.
En la actualidad, la tercera generación de materiales semiconductores se ha convertido en una parte fundamental de las industrias estratégicas emergentes, y también en un punto clave para impulsar la próxima generación de tecnologías de la información, la conservación de energía, la reducción de emisiones y la seguridad de la defensa nacional. Entre ellos, el nitruro de galio (GaN) es uno de los materiales semiconductores de tercera generación más representativos, al ser un semiconductor de banda prohibida ancha con un valor de 3,4 eV.
El 3 de julio, China endureció las restricciones a la exportación de productos derivados del galio y el germanio, una importante medida de ajuste político basada en la relevancia del galio, un metal raro considerado como el "nuevo grano de la industria de semiconductores", y sus amplias aplicaciones en materiales semiconductores, energías renovables y otros campos. Ante este cambio normativo, este artículo analiza el nitruro de galio desde la perspectiva de su tecnología de preparación, los retos que enfrenta, las nuevas oportunidades de crecimiento y el panorama competitivo.
Una breve introducción:
El nitruro de galio es un semiconductor sintético, típico de la tercera generación de materiales semiconductores. En comparación con los materiales de silicio tradicionales, el nitruro de galio (GaN) presenta ventajas como una gran banda prohibida, un campo eléctrico de ruptura intenso, baja resistencia en estado activo, alta movilidad electrónica, alta eficiencia de conversión, alta conductividad térmica y bajas pérdidas.
El monocristal de nitruro de galio es una nueva generación de materiales semiconductores con un rendimiento excelente, que puede utilizarse ampliamente en comunicaciones, radar, electrónica de consumo, electrónica automotriz, energía eléctrica, procesamiento láser industrial, instrumentación y otros campos, por lo que su desarrollo y producción en masa son el centro de atención de países e industrias de todo el mundo.
Aplicación de GaN
1--Estación base de comunicación 5G
La infraestructura de comunicaciones inalámbricas es el principal ámbito de aplicación de los dispositivos de radiofrecuencia de nitruro de galio, representando el 50%.
2--Fuente de alta potencia
La característica de "doble altura" del GaN tiene un gran potencial de penetración en dispositivos electrónicos de consumo de alto rendimiento, lo que puede satisfacer los requisitos de escenarios de carga rápida y protección de carga.
3. Vehículo de nueva energía
Desde el punto de vista de la aplicación práctica, los dispositivos semiconductores de tercera generación actuales en los automóviles son principalmente dispositivos de carburo de silicio, pero existen materiales de nitruro de galio adecuados que pueden superar la certificación de la normativa automotriz para módulos de dispositivos de potencia, u otros métodos de empaquetado adecuados, que seguirán siendo aceptados por las plantas completas y los fabricantes de equipos originales (OEM).
4--Centro de datos
Los semiconductores de potencia de GaN se utilizan principalmente en las unidades de alimentación PSU de los centros de datos.
En resumen, con el surgimiento de nuevas aplicaciones posteriores y los continuos avances en la tecnología de preparación de sustratos de nitruro de galio, se espera que los dispositivos de GaN continúen aumentando en volumen y se conviertan en una de las tecnologías clave para la reducción de costos, la eficiencia y el desarrollo ecológico sostenible.
Fecha de publicación: 27 de julio de 2023