Galliumoksiidi vahvli rakendused

Galliumoksiid(Ga₂O₃) on kujunenud paljulubavaks materjaliks mitmesuguste rakenduste jaoks, eriti toiteseadmetes ja raadiosagedusseadmetes. Selles artiklis uurime peamisi võimalusi ja sihtturgegalliumoksiidnendes domeenides.

Toiteseadmed

1. Neli peamist võimalustGalliumoksiidjaotises Toiteseadmed

a. Unipolaarne bipolaarse asendamine:Galliumoksiidon paigutatud asendama traditsioonilisi bipolaarseid seadmeid, näiteks MOSFET-id, mis asendavad IGBT-sid. Sellistel turgudel nagu uued energiasõidukid, laadimisjaamad, ülikõrgepingerakendused, kiirlaadimine, tööstuslikud toiteallikad ja mootori juhtimine on ränipõhiste IGBT-de järkjärguline kaotamine vältimatu. Galliumoksiid koos ränikarbiidi (SiC) ja GaN-ga on konkurentsivõimeline materjal.

b. Suurenenud energiatõhusus:Galliumoksiidtoiteseadmetel on väiksem energiatarbimine, mis on kooskõlas ülemaailmsete süsinikuneutraalsuse ja süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamise strateegiatega.

c. Skaleeritav masstootmine: läbimõõdu suurendamise lihtsusgalliumoksiidvahvlid koos lihtsustatud tootmisprotsesside ja kuluefektiivsusega positsioneerivad selle soodsalt suuremahuliseks tootmiseks.

d. Kõrged töökindlusnõuded: stabiilsete materjaliomaduste ja usaldusväärsete struktuuridega,galliumoksiidtoiteseadmed vastavad kõrgekvaliteediliste substraatide/epitaksiaalsete kihtide rangetele nõuetele.

2. SihtturudGalliumoksiidToiteseadmed

a. Pikaajaline väljavaade:Galliumoksiidtoiteseadmed peaksid aastateks 2025–2030 katma pingevahemikke 650 V/1200 V/1700 V/3300 V, tungides ulatuslikult auto- ja elektriseadmete sektoritesse. Tulevikuvõimalused peituvad eksklusiivsetel turgudel, mis nõuavad äärmiselt kõrget pinget, näiteks kõrgepinge toiteallika vaakumtorudes.

b. Lühiajaline väljavaade: lühiajalises perspektiivisgalliumoksiidtoiteseadmed ilmuvad tõenäoliselt varakult kesk- ja kõrgepinge turgudel, kus turule sisenemise tõkked on madalamad ja kulutundlikkus on väiksem. See hõlmab selliseid sektoreid nagu olmeelektroonika, kodumasinad ja tööstuslikud toiteallikad, mis saavad kasu materjali suurest töökindlusest ja jõudlusest.

3. Turud KusGalliumoksiidOmab eelist

Uued energiasõidukite pardalaadijad/inverterid/laadimisjaamad

DC/DC muundurid: 12V/5V→48V teisendus

Olemasolevate IGBT-de asendamine aktsiaturgudel

RF-seadmed

Galliumnitriidi (GaN) edu RF-turul sõltub suurtest ja odavatest substraatidest, et täielikult ära kasutada selle materiaalseid eeliseid. Kuigi homogeensed substraadid annavad kõrgeima epitaksiaalse kihi kvaliteedi, viivad kulukaalutlused sageli suhteliselt odavate substraatide, nagu Si, safiir ja SiC, kasutamise LED-, olmeelektroonikas ja RF-rakendustes. Kuid nende substraatide ja GaN-i võre mittevastavus võib kahjustada epitaksiaalset kvaliteeti.

Ainult 2,6% võre mittevastavus GaN jagalliumoksiid, kasutadesgalliumoksiidGaN kasvu substraatide tulemuseks on kvaliteetsed epitaksiaalsed kihid. Lisaks on 6-tolliste galliumoksiidi vahvlite kasvatamise kulud ilma kalleid iriidiumipõhiseid meetodeid kasutamata võrreldavad räniga, muutes galliumoksiidi paljulubavaks kandidaadiks kriitilistes rakendustes, nagu GaN RF-seadmed.

Kokkuvõtteks,galliumoksiidMitmekülgsus positsioneerib selle võtmetegijaks nii toite- kui ka raadiosagedusseadmetes, millel on märkimisväärne potentsiaal erinevatel turgudel ja rakendustes. Kuna tehnoloogia areneb edasi,galliumoksiideeldatakse, et sellel on nende tööstusharude tuleviku kujundamisel otsustav roll.