Pokrok vo výskume a vývoji novej generácie širokopásmového polovodičového tranzistora

Základné pojmy polovodičových materiálov so širokým pásmovým odstupom
Čo je to širokopásmový polovodič?
Polovodič so širokou šírkou šírky pásma sa vzťahuje na materiál, ktorého šírka šírky pásma je väčšia ako šírka šírky šírky šírky pásma pri tradičných polovodičových materiáloch, ako je kremík. Tento typ materiálu má vyššie prierazné napätie, väčšiu mobilitu elektrónov a lepšiu tepelnú vodivosť, vďaka čomu je vhodný na prácu v extrémnych podmienkach. Bežné širokopásmové polovodičové materiály zahŕňajú nitrid gália (GaN), karbid kremíka (SiC) atď.

Výhody širokopásmových polovodičov
Vysoká účinnosť:Materiály so širokým pásmom môžu stabilne pracovať pri vyšších napätiach a teplotách, čím sa znižujú straty energie a zlepšuje sa účinnosť konverzie.

Miniaturizácia:Vďaka svojej vysokej hustote výkonu môže znížiť objem zariadenia a dosiahnuť miniaturizáciu zariadenia.

Odolnosť voči vysokej teplote:Široká bandgap materiály majú vynikajúcu tepelnú stabilitu, čo umožňuje, aby zariadenie fungovalo normálne aj v drsnom prostredí.

Pokrok vo výskume novej generácie širokopásmových polovodičových tranzistorov
Tranzistor z nitridu gália (GaN).
nitrid gália (GaN) je jedným z najsľubnejších predstaviteľov polovodičových materiálov so širokým pásmovým odstupom. V posledných rokoch sa dosiahol významný pokrok vo výskume a vývoji tranzistorov GaN pre výkonovú elektroniku a RF aplikácie.

Oblasti použitia GaN
Výkonová elektronika:Tranzistory GaN sú široko používané v spínaných zdrojoch energie a invertoroch na zlepšenie účinnosti a zníženie objemu.

RF komunikácia:GaN sa stal preferovaným materiálom pre zosilňovače v 5G a satelitnej komunikácii vďaka svojim vysokofrekvenčným charakteristikám.

Technologický prielom
Viaceré výskumné tímy nedávno urobili prelom v inžinierstve brán, technológii tepelného manažmentu a procesoch hromadnej výroby tranzistorov GaN. Tieto pokroky výrazne zlepšili výkon zariadení GaN a podporili ich komerčné aplikácie.

Tranzistor z karbidu kremíka (SiC).
Karbid kremíka (SiC) je ďalším dôležitým polovodičovým materiálom so širokým pásmovým odstupom, ktorý je vhodný najmä do prostredia s vysokou teplotou a vysokým tlakom.

Oblasti použitia SiC
Elektrické vozidlá:SiC tranzistory sú široko používané v systéme konverzie energie elektrických vozidiel, čo môže zlepšiť účinnosť nabíjania a vybíjania batérií.

Obnoviteľná energia:SiC zariadenia môžu byť použité pre efektívne invertory a sieťové pripojenia pri výrobe fotovoltaickej a veternej energie.

Pokrok vo výskume a vývoji
Výskumníci neustále skúmajú vyššiu účinnosť a nižšie náklady v oblasti technológie rastu a konštrukcie zariadení SiC materiálov. Napríklad vývoj nových SiC MOSFET a SiC JFET výrazne znížil stratu vedenia zariadení a zlepšil celkový výkon.

Trhové vyhliadky novej generácie širokopásmových polovodičových tranzistorov
dopyt na trhu
Podľa predpovedí inštitúcií pre prieskum trhu sa očakáva, že trh s polovodičmi so širokým pásmovým rozdielom dosiahne v nadchádzajúcich rokoch rýchly rast s predpokladanou veľkosťou trhu v miliardách dolárov do roku 2025. Medzi hlavné faktory, ktoré tento rast poháňajú, patrí popularizácia elektrických vozidiel, rastúci dopyt po obnoviteľnej energii a podpora komunikačnej technológie 5G.

Konkurenčná krajina
V súčasnosti je celosvetový trh polovodičov so širokým pásmovým odstupom silne konkurenčný. Medzi hlavných účastníkov trhu patria medzinárodné giganty ako Meixin, Infineon, Hitachi a pridalo sa aj veľké množstvo novovznikajúcich spoločností. Spoločnosti neustále súťažia v oblasti technologického výskumu a vývoja, diverzifikácie produktov a expanzie trhu, aby získali výhodu na tomto vznikajúcom trhu.

Smer budúceho vývoja
Ďalej zlepšovať vlastnosti materiálu
V budúcom výskume a vývoji budú vedci pokračovať v skúmaní nových širokopásmových materiálov, odhodlaných ďalej zlepšovať elektrické vlastnosti a tepelnú stabilitu materiálov, aby uspokojili rastúci dopyt na trhu.

Založenie ekosystému
S rozvojom širokopásmovej polovodičovej technológie sa postupne vytvoria súvisiace priemyselné reťazce a ekosystémy, vrátane dodávok materiálov, výroby zariadení a systémovej integrácie, ktoré poskytnú záruky trvalo udržateľného rozvoja trhu.

Štandardizácia a certifikácia
Na podporu rozšírenej aplikácie polovodičových produktov so širokým pásmovým odstupom priemysel naliehavo potrebuje vyvinúť príslušné normy a certifikačné systémy na zlepšenie spoľahlivosti a interoperability produktov.

http://www.trrsemicon.com/tranistor/bas40-sot-23-schottky-barrier-diode.html