მესამე თაობის ნახევარგამტარის ამომავალი ვარსკვლავი: გალიუმის ნიტრიდი - მომავალში რამდენიმე ახალი ზრდის წერტილი

სილიციუმის კარბიდის მოწყობილობებთან შედარებით, გალიუმის ნიტრიდის ენერგომოწყობილობებს მეტი უპირატესობა ექნებათ იმ სცენარებში, სადაც ერთდროულად საჭიროა ეფექტურობა, სიხშირე, მოცულობა და სხვა ყოვლისმომცველი ასპექტები, მაგალითად, გალიუმის ნიტრიდზე დაფუძნებული მოწყობილობები წარმატებით გამოიყენება სწრაფი დატენვის სფეროში ფართო მასშტაბით. ახალი ქვედა დონის აპლიკაციების გაჩენით და გალიუმის ნიტრიდის სუბსტრატის მომზადების ტექნოლოგიის უწყვეტი გარღვევით, მოსალოდნელია, რომ GaN მოწყობილობები გააგრძელებენ მოცულობის ზრდას და გახდებიან ერთ-ერთი მთავარი ტექნოლოგია ხარჯების შემცირებისა და ეფექტურობის, მდგრადი მწვანე განვითარებისთვის.

ამჟამად, ნახევარგამტარული მასალების მესამე თაობა სტრატეგიულად განვითარებადი ინდუსტრიების მნიშვნელოვან ნაწილად იქცა და ასევე ხდება სტრატეგიული სარდლობის წერტილი ინფორმაციული ტექნოლოგიების, ენერგიის დაზოგვისა და ემისიების შემცირების, ასევე ეროვნული თავდაცვის უსაფრთხოების ტექნოლოგიების ახალი თაობის დასაპყრობად. მათ შორის, გალიუმის ნიტრიდი (GaN) ერთ-ერთი ყველაზე წარმომადგენლობითი მესამე თაობის ნახევარგამტარული მასალაა, როგორც ფართო ზოლის მქონე ნახევარგამტარული მასალა 3.4 eV ზოლის უფსკრულით.

3 ივლისს ჩინეთმა გალიუმისა და გერმანიუმთან დაკავშირებული პროდუქციის ექსპორტი გაამკაცრა, რაც მნიშვნელოვანი პოლიტიკის კორექტირებაა, რომელიც დაფუძნებულია გალიუმის, იშვიათი ლითონის, როგორც „ნახევარგამტარული ინდუსტრიის ახალი მარცვლეულის“ მნიშვნელოვან ატრიბუტზე და მის ფართო გამოყენების უპირატესობებზე ნახევარგამტარულ მასალებში, ახალ ენერგეტიკასა და სხვა სფეროებში. ამ პოლიტიკის ცვლილების გათვალისწინებით, ეს ნაშრომი განიხილავს და გააანალიზებს გალიუმის ნიტრიდს მომზადების ტექნოლოგიისა და გამოწვევების, მომავალში ახალი ზრდის წერტილებისა და კონკურენციის ნიმუშების ასპექტებიდან.

მოკლე შესავალი:
გალიუმის ნიტრიდი სინთეზური ნახევარგამტარული მასალის სახეობაა, რომელიც ნახევარგამტარული მასალების მესამე თაობის ტიპური წარმომადგენელია. ტრადიციულ სილიციუმის მასალებთან შედარებით, გალიუმის ნიტრიდს (GaN) აქვს დიდი ზოლური უფსკრული, ძლიერი დაშლის ელექტრული ველი, დაბალი ჩართვის წინაღობა, მაღალი ელექტრონების მობილურობა, მაღალი გარდაქმნის ეფექტურობა, მაღალი თბოგამტარობა და დაბალი დანაკარგები.

გალიუმის ნიტრიდის მონოკრისტალი წარმოადგენს ნახევარგამტარული მასალის ახალ თაობას შესანიშნავი მახასიათებლებით, რომელიც ფართოდ გამოიყენება კომუნიკაციებში, რადარებში, სამომხმარებლო ელექტრონიკაში, საავტომობილო ელექტრონიკაში, ენერგეტიკაში, სამრეწველო ლაზერულ დამუშავებაში, ინსტრუმენტაციასა და სხვა სფეროებში, ამიტომ მისი განვითარება და მასობრივი წარმოება მსოფლიოს ქვეყნებისა და ინდუსტრიების ყურადღების ცენტრშია.

GaN-ის გამოყენება

1--5G საკომუნიკაციო ბაზისური სადგური
უსადენო საკომუნიკაციო ინფრასტრუქტურა გალიუმის ნიტრიდის რადიოსიხშირული მოწყობილობების ძირითადი გამოყენების სფეროა, რაც 50%-ს შეადგენს.
2--მაღალი სიმძლავრის წყარო
GaN-ის „ორმაგი სიმაღლის“ მახასიათებელს დიდი შეღწევადობის პოტენციალი აქვს მაღალი ხარისხის სამომხმარებლო ელექტრონულ მოწყობილობებში, რომლებსაც შეუძლიათ დააკმაყოფილონ სწრაფი დატენვისა და დატენვისგან დაცვის სცენარების მოთხოვნები.
3--ახალი ენერგომობილები
პრაქტიკული გამოყენების თვალსაზრისით, ავტომობილზე არსებული მესამე თაობის ნახევარგამტარული მოწყობილობები ძირითადად სილიციუმის კარბიდის მოწყობილობებია, თუმცა არსებობს გალიუმის ნიტრიდის შესაბამისი მასალები, რომლებსაც შეუძლიათ გაიარონ ავტომობილის რეგულაციების სერტიფიცირება კვების მოწყობილობის მოდულების ან სხვა შესაფერისი შეფუთვის მეთოდების გამოყენებით, რაც მაინც მიიღება მთელი ქარხნისა და OEM მწარმოებლების მიერ.
4--მონაცემთა ცენტრი
GaN სიმძლავრის ნახევარგამტარები ძირითადად გამოიყენება მონაცემთა ცენტრების კვების ბლოკებში.

შეჯამებისთვის, ახალი ქვედა დონის აპლიკაციების გაჩენით და გალიუმის ნიტრიდის სუბსტრატის მომზადების ტექნოლოგიაში უწყვეტი გარღვევით, მოსალოდნელია, რომ GaN მოწყობილობები გააგრძელებს მოცულობის ზრდას და გახდება ერთ-ერთი მთავარი ტექნოლოგია ხარჯების შემცირებისა და ეფექტურობისა და მდგრადი მწვანე განვითარებისთვის.