Comparés aux dispositifs en carbure de silicium, les dispositifs de puissance au nitrure de gallium présenteront davantage d'avantages dans les scénarios où efficacité, fréquence, volume et autres aspects globaux sont requis simultanément. Les dispositifs à base de nitrure de gallium ont notamment été utilisés avec succès dans le domaine de la charge rapide à grande échelle. Avec l'émergence de nouvelles applications en aval et les avancées continues de la technologie de préparation des substrats en nitrure de gallium, les dispositifs GaN devraient continuer à croître en volume et devenir l'une des technologies clés pour la réduction des coûts, l'efficacité et le développement durable.
Aujourd'hui, la troisième génération de matériaux semi-conducteurs occupe une place importante dans les industries émergentes stratégiques et devient un levier stratégique pour s'approprier la prochaine génération de technologies de l'information, d'économie d'énergie et de réduction des émissions, ainsi que de technologies de sécurité et de défense nationale. Parmi eux, le nitrure de gallium (GaN) est l'un des matériaux semi-conducteurs de troisième génération les plus représentatifs, avec une bande interdite large de 3,4 eV.
Le 3 juillet, la Chine a durci ses exportations de produits dérivés du gallium et du germanium. Il s'agit d'un ajustement politique important, fondé sur l'importance du gallium, métal rare, comme « nouveau grain de l'industrie des semi-conducteurs », et sur ses nombreux avantages en termes d'applications dans les matériaux semi-conducteurs, les nouvelles énergies et d'autres domaines. Compte tenu de ce changement de politique, cet article analyse le nitrure de gallium sous l'angle de sa technologie de préparation et de ses défis, des nouveaux axes de croissance à venir et de la concurrence.
Une brève introduction :
Le nitrure de gallium est un matériau semi-conducteur synthétique, représentatif de la troisième génération de matériaux semi-conducteurs. Comparé aux matériaux silicium traditionnels, le nitrure de gallium (GaN) présente les avantages suivants : large bande interdite, fort champ électrique de claquage, faible résistance à l'état passant, grande mobilité électronique, rendement de conversion élevé, conductivité thermique élevée et faibles pertes.
Le monocristal de nitrure de gallium est une nouvelle génération de matériaux semi-conducteurs avec d'excellentes performances, qui peuvent être largement utilisés dans les communications, les radars, l'électronique grand public, l'électronique automobile, l'énergie électrique, le traitement laser industriel, l'instrumentation et d'autres domaines, de sorte que son développement et sa production de masse sont au centre de l'attention des pays et des industries du monde entier.
Application du GaN
1--Station de base de communication 5G
L'infrastructure de communication sans fil est le principal domaine d'application des dispositifs RF au nitrure de gallium, représentant 50 %.
2--Alimentation haute puissance
La fonction « double hauteur » du GaN présente un grand potentiel de pénétration dans les appareils électroniques grand public hautes performances, qui peuvent répondre aux exigences des scénarios de charge rapide et de protection de charge.
3--Véhicule à énergie nouvelle
Du point de vue de l'application pratique, les dispositifs semi-conducteurs de troisième génération actuels sur la voiture sont principalement des dispositifs en carbure de silicium, mais il existe des matériaux en nitrure de gallium appropriés qui peuvent passer la certification de réglementation automobile des modules de dispositifs d'alimentation, ou d'autres méthodes d'emballage appropriées, seront toujours acceptées par l'ensemble de l'usine et les fabricants OEM.
4--Centre de données
Les semi-conducteurs de puissance GaN sont principalement utilisés dans les blocs d'alimentation des centres de données.
En résumé, avec l'apparition de nouvelles applications en aval et les avancées continues dans la technologie de préparation des substrats en nitrure de gallium, les dispositifs GaN devraient continuer à augmenter en volume et deviendront l'une des technologies clés pour la réduction des coûts, l'efficacité et le développement vert durable.
Date de publication : 27 juillet 2023