Applicazioni del wafer di ossido di gallio

Ossido di gallio(Ga₂O₃) è emerso come materiale promettente per varie applicazioni, in particolare nei dispositivi di potenza e nei dispositivi a radiofrequenza (RF). In questo articolo esploriamo le principali opportunità e i mercati targetossido di gallioin questi domini.

Dispositivi di potenza

1. Quattro principali opportunità perOssido di gallionei dispositivi di potenza

UN. Sostituzione unipolare del bipolare:Ossido di gallioè posizionata per sostituire i tradizionali dispositivi bipolari, come i MOSFET che sostituiscono gli IGBT. In mercati come quelli dei veicoli a nuova energia, delle stazioni di ricarica, delle applicazioni ad altissima tensione, della ricarica rapida, degli alimentatori industriali e del controllo dei motori, l’eliminazione graduale degli IGBT a base di silicio è inevitabile. L'ossido di gallio, insieme al carburo di silicio (SiC) e al GaN, è un materiale competitivo.

B. Maggiore efficienza energetica:Ossido di gallioi dispositivi di potenza mostrano un consumo energetico inferiore, in linea con le strategie globali per la neutralità del carbonio e la riduzione dei picchi di emissioni di carbonio.

C. Produzione di massa scalabile: la facilità di aumentare il diametro diossido di gallioi wafer, insieme a processi di produzione semplificati e all'economicità, lo posizionano favorevolmente per la produzione su larga scala.

D. Requisiti di elevata affidabilità: con proprietà materiali stabili e strutture affidabili,ossido di gallioi dispositivi di potenza soddisfano i severi requisiti di substrati/strati epitassiali di alta qualità.

2. Mercati target perOssido di gallioDispositivi di potenza

UN. Prospettive a lungo termine:Ossido di gallioSi prevede che i dispositivi di potenza copriranno intervalli di tensione di 650 V/1200 V/1700 V/3300 V entro il 2025-2030, penetrando ampiamente nei settori automobilistico e delle apparecchiature elettriche. Le opportunità future risiedono in mercati esclusivi che richiedono una tensione estremamente elevata, come le applicazioni nei tubi a vuoto per alimentatori ad alta tensione.

B. Prospettive a breve termine: a breve termine,ossido di gallioÈ probabile che i dispositivi di potenza facciano la loro prima apparizione nei mercati a tensione medio-alta con barriere all'ingresso più basse e sensibilità ai costi. Ciò include settori come l'elettronica di consumo, gli elettrodomestici e gli alimentatori industriali che traggono vantaggio dall'elevata affidabilità e prestazioni del materiale.

3. Mercati DoveOssido di gallioHa il vantaggio

Caricabatterie/Inverter/Stazioni di ricarica a bordo di veicoli a nuova energia

Convertitori CC/CC: conversione 12V/5V→48V

Sostituzione degli IGBT esistenti nei mercati azionari

Dispositivi RF

Il successo del nitruro di gallio (GaN) nel mercato RF si basa su substrati di grandi dimensioni e a basso costo per sfruttare appieno i vantaggi dei materiali. Sebbene i substrati omogenei forniscano la massima qualità dello strato epitassiale, considerazioni sui costi spesso portano all’uso di substrati relativamente economici come Si, zaffiro e SiC nelle applicazioni LED, elettronica di consumo e RF. Tuttavia, la mancata corrispondenza del reticolo tra questi substrati e il GaN può compromettere la qualità epitassiale.

Con solo un disadattamento reticolare del 2,6% tra GaN eossido di gallio, utilizzandoossido di galliosubstrati per la crescita di GaN si traducono in strati epitassiali di alta qualità. Inoltre, il costo di crescita dei wafer di ossido di gallio da 6 pollici senza utilizzare costosi metodi a base di iridio è paragonabile a quello del silicio, rendendo l’ossido di gallio un candidato promettente per applicazioni critiche come i dispositivi RF GaN.

Insomma,ossido di gallioLa versatilità di lo posiziona come attore chiave sia nei dispositivi di potenza che in RF, con un potenziale significativo in vari mercati e applicazioni. Mentre la tecnologia continua ad avanzare,ossido di galliosi prevede che svolga un ruolo cruciale nel plasmare il futuro di queste industrie.