Neumorni napor za većom energetskom efikasnošću, većom gustinom snage i bržim povezivanjem pokreće fundamentalni pomak u industriji poluprovodnika. Dok silicijum nastavlja da se razvija, složeni poluprovodnici kao što su silicijum karbid (SiC) i galijum nitrid (GaN)-koji se često uzgajaju na podlogama kao što su SiC ili safir-se kreću iz niše u mainstream. Ovaj članak istražuje pokretače tržišta i transformativne aplikacije koje podstiču usvajanje ovih naprednih materijala za pločice.
1. Revolucija električnih vozila: izgrađena na SiC-u
Prelazak automobilske industrije na elektrifikaciju je možda najveći pokretač potražnje za SiC pločicama. SiC energetski moduli su u srcu vučnog pretvarača, pretvarajući jednosmjernu snagu baterije u AC za motor. U poređenju sa silicijumskim IGBT-ovima, SiC MOSFET-ovi smanjuju komutacione gubitke invertera do 70%, omogućavajući:
Proširen domet vožnje (5-10% poboljšanja) iz istog paketa baterija.
Brže punjenje zahvaljujući većoj frekvenciji rada ugrađenih punjača.
Smanjena veličina i težina sistema za upravljanje toplotom.
Kako se proizvodnja električnih vozila povećava, potražnja za visoko-kvalitetnim,-kontrolisanim kvarovima 4H-N SiC pločicama vrtoglavo raste, gurajući dobavljače da povećaju proizvodnju od 6 inča i 8 inča.
2. Omogućavanje tranzicije zelene energije
Sistemi obnovljivih izvora energije u velikoj meri zavise od efikasnog pretvaranja energije. SiC postaje kritičan u:
Solarni invertori: Maksimiziranje žetve energije minimiziranjem gubitaka konverzije iz fotonaponskih panela u mrežu.
Pretvarači vjetroturbina: Rukovanje visokim nivoima snage u kompaktnim prostorima gondole.
Sistemi za skladištenje energije (ESS): Omogućavanje dvosmjernog, efikasnog protoka između mreže, baterija i potrošača.
Robusnost i efikasnost SiC uređaja direktno se pretvaraju u nižu nivelisanu cenu energije (LCOE), ubrzavajući globalne napore za dekarbonizaciju.
3. 5G i dalje infrastruktura, pokretana GaAs i GaN
Uvođenje 5G i planiranje za 6G zahtijevaju RF komponente koje rade na milimetarskim-frekvencijama talasa visoke linearnosti i energetske efikasnosti. Ovo je domena GaAs i GaN-na-SiC-u.
GaAs ostaje dominantan za nisko{0}}pojačala (LNA) i prekidače u antenama pametnih telefona i putevima prijemnika baznih stanica zbog svojih odličnih performansi šuma.
GaN-on-SiC je vodeća tehnologija za pojačala snage (PA) u predajnicima makro baznih stanica. Superiorna toplotna provodljivost SiC-a efikasno odvodi toplotu iz sloja GaN velike-snage, omogućavajući snažniji i pouzdaniji prenos signala na dužim udaljenostima.
4. Neopjevani heroj: Specijalizirani supstrati za povezani svijet
Osim napajanja i RF, specijalizovane pločice omogućavaju ključne moderne tehnologije:
Safirne podloge su neophodne za proizvodnju plavih i bijelih LED dioda na bazi GaN-a koje dominiraju općom i automobilskom rasvjetom. Oni su takođe ključni za RF filtere u pametnim telefonima.
Staklene pločice od topljenog silicijuma i Borofloat stakla su nezamjenjive u MEMS senzorima, biočipovima i naprednom pakovanju (npr. interposers), gdje se zahtijeva njihova precizna geometrija, termička stabilnost i izolacijska svojstva.
Strateške implikacije za proizvođače uređaja
Za kompanije koje razvijaju proizvode sljedeće{0}}generacije, saradnja sa dobavljačem pločica koji ima portfolio-u budućnosti je strateška potreba. Mogućnost nabavke ne samo silicijumskih, već i pouzdanih SiC, GaAs i safirnih pločica -klase specifikacije od jednog partnera sa znanjem smanjuje vrijeme kvalifikacije i rizik u lancu snabdijevanja. Dobavljači koji nude povezane usluge-dodatne vrijednosti-kao što su epitaksijalni rast (GaN, SOS), taloženje filma i precizno sečenje{7}}pružaju još veću prednost isporukom polu-gotovih epi-vafera ili prilagođenih{10}}dijelova{10}}veličine{11} za{11} vaše vrijeme{11} za ubrzavanje{11} vrhunski{13}}uređaji u ovim-sektorima visokog rasta.