Aplicações de wafer de óxido de gálio

Óxido de gálio(Gá₂O₃) emergiu como um material promissor para diversas aplicações, particularmente em dispositivos de potência e dispositivos de radiofrequência (RF). Neste artigo, exploramos as principais oportunidades e mercados-alvo paraóxido de gálionestes domínios.

Dispositivos de energia

1. Quatro oportunidades principais paraÓxido de Gálioem dispositivos de energia

a. Substituição Unipolar de Bipolar:Óxido de gálioestá posicionado para substituir dispositivos bipolares tradicionais, como MOSFETs substituindo IGBTs. Em mercados como veículos de novas energias, estações de carregamento, aplicações de ultra-alta tensão, carregamento rápido, fontes de alimentação industriais e controle de motores, a eliminação progressiva dos IGBTs baseados em silício é inevitável. O óxido de gálio, junto com o carboneto de silício (SiC) e GaN, se destaca como um material competitivo.

b. Eficiência energética aprimorada:Óxido de gálioos dispositivos de energia apresentam menor consumo de energia, alinhando-se com as estratégias globais para a neutralidade de carbono e a redução do pico de emissões de carbono.

c. Produção em massa escalável: A facilidade de aumentar o diâmetro doóxido de gáliowafers, juntamente com processos de produção simplificados e economia, posicionam-no favoravelmente para produção em larga escala.

d. Requisitos de alta confiabilidade: Com propriedades de material estáveis ​​e estruturas confiáveis,óxido de gálioos dispositivos de potência atendem às rigorosas demandas por substratos/camadas epitaxiais de alta qualidade.

2. Mercados-alvo paraÓxido de GálioDispositivos de energia

a. Perspectivas de longo prazo:Óxido de gálioespera-se que os dispositivos de energia cubram faixas de tensão de 650V/1200V/1700V/3300V até 2025-2030, penetrando extensivamente nos setores automotivo e de equipamentos elétricos. As oportunidades futuras estão em mercados exclusivos que exigem tensões extremamente altas, como aplicações em tubos de vácuo para fontes de alimentação de alta tensão.

b. Perspectivas de Curto Prazo: No curto prazo,óxido de gálioos dispositivos de energia provavelmente aparecerão precocemente nos mercados de média e alta tensão, com barreiras de entrada mais baixas e sensibilidade aos custos. Isto inclui setores como eletrônicos de consumo, eletrodomésticos e fontes de alimentação industriais que se beneficiam da alta confiabilidade e desempenho do material.

3. Mercados ondeÓxido de GálioTem vantagem

Carregadores/inversores/estações de carregamento a bordo de veículos de nova energia

Conversores DC/DC: Conversão 12V/5V→48V

Substituição de IGBTs existentes em mercados acionários

Dispositivos RF

O sucesso do nitreto de gálio (GaN) no mercado de RF depende de substratos de grande porte e baixo custo para aproveitar totalmente suas vantagens materiais. Embora substratos homogêneos produzam a mais alta qualidade de camada epitaxial, considerações de custo geralmente levam ao uso de substratos relativamente baratos, como Si, safira e SiC em aplicações de LED, eletrônicos de consumo e RF. No entanto, a incompatibilidade de rede entre estes substratos e o GaN pode comprometer a qualidade epitaxial.

Com apenas uma incompatibilidade de rede de 2,6% entre GaN eóxido de gálio, usandoóxido de gáliosubstratos para o crescimento de GaN resultam em camadas epitaxiais de alta qualidade. Além disso, o custo de cultivo de wafers de óxido de gálio de 6 polegadas sem o uso de métodos caros à base de irídio é comparável ao do silício, tornando o óxido de gálio um candidato promissor para aplicações críticas como dispositivos GaN RF.

Para concluir,óxido de gálioA versatilidade da empresa a posiciona como um player-chave em dispositivos de potência e de RF, com potencial significativo em vários mercados e aplicações. À medida que a tecnologia continua a avançar,óxido de gálioespera-se que desempenhe um papel crucial na definição do futuro destas indústrias.