¡Aprenda sobre los semiconductores de tercera generación! GaN

2023-02-15

Yo]

Para el desarrollo de los dispositivos de poder de GaN, la tracción de la demanda de mercado es crucial. Del campo de la fuente de alimentación y de PFC (corrección de factor de poder) (que dominará el mercado en 2020), a UPS (sistema de alimentación ininterrumpida) y a la impulsión del motor, muchos campos del uso se beneficiarán de las características de los dispositivos de poder GaN-en-Si.

Yole Developpement, compañía del estudio de mercados, cree que además de estos usos, vehículos eléctricos puros (EV) y los vehículos híbridos (HEVs) también comenzarán a adoptar estos nuevos materiales y dispositivos después de 2020. En términos de tamaño de mercado, el tamaño total del mercado del dispositivo de GaN es probable alcanzar cerca de $600 millones en 2020. En aquel momento, una oblea de 6 pulgadas puede procesar cerca de 580.000 GaNs. Según el concepto de EV y de HEV que adoptan GaN a partir de 2018 o 2019, el número de dispositivos de GaN aumentará perceptiblemente a partir de 2016 y crecerá a una tasa de crecimiento anual media del 80% (CAGR) hasta el 2020.

Con la madurez gradual de la tecnología 5G y la oportunidad traída al mercado del microprocesador del RF Front End, la demanda para los amplificadores de potencia del RF (PA del RF) continuará creciendo en el futuro, incluyendo los semiconductores oxidados metal tradicional (metal lateralmente difundido el semiconductor del óxido (LDMOS; LDMOS tiene barato y el proceso de alta potencia de las ventajas del funcionamiento) es substituido gradualmente por el nitruro del galio (GaN), especialmente en la tecnología 5G, que requiere más componentes y frecuencias más altas. Además, el arseniuro de galio (GaAs) crece relativamente constantemente. Introduciendo nueva tecnología del RF, el PA del RF será observado con la nueva tecnología de proceso, entre la cual el PA del RF de GaN se convertirá en la tecnología de proceso de la corriente principal con un de potencia de salida más que 3W, y la cuota de mercado de LDMOS disminuirá gradualmente.

¿Porque la tecnología 5G cubre frecuencia de la onda de milímetro y usos en grande de la antena de MIMO (de salida múltiple de múltiples canales de entrada) para alcanzar la integración inalámbrica 5G y brechas arquitectónicas, cómo adoptar la onda masiva-MIMO y de milímetro (mmWav a gran escala en el futuro? e) el sistema de vuelta será la llave al desarrollo. Debido a la alta 5G frecuencia, la demanda para los componentes de alta potencia, de alto rendimiento y de alta densidad de la radiofrecuencia ha aumentado, cuyo el nitruro del galio (GaN) cumple sus condiciones, es decir, el mercado de GaN tiene oportunidades de negocio más potenciales.

 

 

¿】 Del 【tres cuál es el nitruro del galio (GAN)?

La investigación y el uso de los materiales de GaN es la vanguardia y apuroses de la investigación global del semiconductor. Es un nuevo material del semiconductor para el desarrollo de dispositivos microelectrónicos y de dispositivos optoelectrónicos. Así como SIC, diamante y otros materiales del semiconductor, se conoce como la primera generación los materiales del semiconductor de GE y del Si, la segunda generación de GaAs e INP. Materiales de tercera generación del semiconductor después de materiales compuestos del semiconductor. Tiene bandgaps directos anchos, enlaces atómicos fuertes, alta conductividad termal, la buena estabilidad química (casi no corroída por cualquier ácido) y resistencia de radiación fuerte. Tiene perspectivas amplias del uso de fotoelectrones, de la temperatura alta y de dispositivos de alta potencia del dispositivo y de alta frecuencia de la microonda.

El nitruro del galio (GAN) es un representante típico de los materiales de tercera generación del semiconductor. En T=300K, es el componente de la base de diodos electroluminosos en la iluminación del semiconductor. El nitruro del galio es un material artificial. Las condiciones para la formación natural de nitruro del galio son extremadamente duras. Toma más de 2.000 grados temperaturas altas y una presión atmosférica casi 10.000 de sintetizar el nitruro del galio con galio y el nitrógeno metálicos, que es imposible de alcanzar en naturaleza.

Como sabemos, el material de primera generación del semiconductor es el silicio, que soluciona principalmente los problemas de la computación y del almacenamiento de los datos; el semiconductor de segunda generación es representado por el arseniuro de galio, que se aplica a la comunicación de fibra óptica, solucionando principalmente el problema de la transmisión de datos; el semiconductor de tercera generación es representado por el nitruro del galio, que tiene funcionamiento súbito en la conversión eléctrica y óptica. Es más eficiente en la transmisión de la señal de la microonda, así que puede ser ampliamente utilizado en la iluminación, la exhibición, la comunicación y otros campos. En 1998, los científicos americanos desarrollaron el primer transistor del nitruro del galio.

Propiedades del】 del 【

cuatro rendimiento del nitruro del galio del alto (

GAN): incluye principalmente el poder de alto rendimiento, la densidad de poder más elevado, el alto ancho de banda de trabajo, la eficacia, tamaño pequeño alto, ligero, etc. actualmente, los materiales de potencia de salida del primeros y de segunda generación del semiconductor han alcanzado el límite, y los semiconductores de GaN pueden alcanzar fácilmente alta anchura de pulso de trabajo y alto el ratio de trabajo debido a sus ventajas en el funcionamiento de la estabilidad termal, aumentando el poder de la transmisión del nivel de la unidad de la antena en 10 veces.

Alta confiabilidad: La vida del dispositivo de poder está estrechamente vinculada a su temperatura. Cuanto más alto es el empalme de la temperatura, más baja es la vida. Los materiales de GaN tienen las características del empalme de alta temperatura y de la alta conductividad termal, que mejora grandemente la adaptabilidad y la confiabilidad de dispositivos en diversas temperaturas. Los dispositivos de GaN se pueden utilizar en el equipo militar sobre 650°C.

Bajo costo: El uso del semiconductor de GaN puede mejorar con eficacia el diseño de la antena que transmite, reducir el número de componentes de la emisión y de la serie de amplificadores, de etc., y reducir con eficacia costes. Actualmente, GaN ha comenzado a substituir el GaAs como material del dispositivo electrónico del módulo de T/R (receptor/apagado) para el nuevos radar y emisiones. La siguiente generación de AMDR (activo de estado sólido organizado - radar del arsenal) en los militares de los E.E.U.U. utiliza los semiconductores de GaN. Las propiedades superiores del nitruro del galio con alto ancho de banda, alto voltaje de avería, alta conductividad termal, alta velocidad de la deriva de la saturación del electrón, resistencia de radiación fuerte y buena estabilidad química le hacen el sistema material con la eficacia de conversión electróptica y fotoeléctrica más alta de la teoría hasta ahora, y pueden convertirse en microelectrónicas ancho-espectral, de alta potencia y de gran eficacia. , las materias primas dominantes de la electrónica de poder, optoelectrónica y otros dispositivos.

Los materiales anchos del ancho de banda (3.4eV) y del zafiro de GaN se utilizan como substrato, que tiene buen funcionamiento de la disipación de calor, que es conducente a la operación de dispositivos bajo condiciones del poder más elevado. Con la investigación y desarrollo de profundización continua de los materiales y de los dispositivos del nitruro del grupo III, se han comercializado la luz azul ultraalta de GaInN y las tecnologías verdes del LED. Las compañías y las instituciones de investigación ahora importantes en todo el mundo han invertido pesadamente en la competencia para el desarrollo de Blu-ray LED.

Uso del】 del 【

V del nitruro del galio