Lehrer Zheng: Halbleiter der dritten Generation eröffnen neue Entwicklungschancen

Ebenso, Die Entwicklungsbedürfnisse der Informationstechnologie und der elektronischen Informationstechnologie treiben die Entwicklung von Halbleitermaterialien und -technologien voran.

Halbleitermaterialien der dritten Generation und ihre Anwendungen

Halbleiter der dritten Generation sind GaN, SiC Als VertreterBreitbandhalbleitermaterial, Es ist die Folge 20 Jahrhundert 50 Jahre nach Ge, Si Halbleiter der ersten Generation und 70 Jahre nach GaAs, InP Halbleiter der zweiten Generation nach 90 Neue breitbandige Halbleitermaterialien, die in den Jahrzehnten entwickelt wurden, Die Bandbreite ist deutlich größer als Si (1. 12 eV) und GaAs (1. 43 eV) Halbleitermaterial, Normalerweise definiert alsBandbreite größer als 2 eV Material.

Derzeit interessiert sind 3 Klasse Material: (1) III Halbleiter NitrideInklusive GaN (3. 4 eV) , InN (0. 7 eV) und AlN (6. 2 eV) und deren feste Legierungsmaterialien; (2) Breites Verbot IV Ethnische Verbindungender SiC (2. 4~3. 1 eV) und Diamantfilm (5. 5 eV) Materialien; (3) Breitbandig verbotene OxidhalbleiterInklusive Zn Basisoxidhalbleiter (2. 8~4. 0 eV) der ZnO, ZnMgO, ZnCdO Material und Galliumoxid (β-Ga₂O₃, 4. 9 eV) . Von GaN, SiC Materialien werden bereits in vielen Industriebereichen erfolgreich eingesetzt.

inBereich Optoelektronik, basierend GaN, InN, AlN Ausgezeichnete photoelektrische Eigenschaften der gesamten Komponente des direkten Energiespaltes der durch sie gebildeten Festlösungslegierung, EntwickeltEffiziente FestkörperlichtquelleundSolid State UV Detektor, Füllt Lücken in der Kurzwellenlängen-Halbleiter-Optoelektronik, Weißes Licht eingeschaltet, Über die Beleuchtung hinaus, Vollfarbig LED Eine neue Ära der Anzeige und Solid State UV Detection, Durch nahe 20 Jahrelange Entwicklung, Technologie wächst, Industrie floriert, Riesiges erreichtWissenschaft, Wirtschaftliche und soziale Vorteile, 2019 jährliche Marktgröße 6388 Milliarden Dollar.

inElektronik, basierend GaN, SiC Breitbandlücke, Hohe Elektronensättigungsgeschwindigkeit, Hochschlag durch elektrisches Feld, Überlegene Materialelektronikeigenschaften wie hohe Wärmeleitfähigkeit und niedrige dielektrische Konstante, Entwicklung einer hohen Energieeffizienz, Niedriger Stromverbrauch, Hohe extreme Leistung und Widerstand gegen raue UmgebungenNeue Generation von Mikrowellenfrequenzgeräten (GaN) undLeistungselektronik (SiC, GaN) .

GaN Funkfrequenzgeräteund GaAs im Vergleich, Mit höherer Arbeitsspannung, Höhere Leistung, Mehr Effizienz, Hohe Leistungsdichte, Höhere Arbeitstemperaturen und Strahlungsbeständigkeit.

Leistungselektronikund Si im Vergleich, Mit höherer Arbeitsspannung, Hohe Leistungsdichte, Hohe Arbeitsfrequenz, Niedriger Durchlaufwiderstand, Extrem niedriger Umkehrstrom und hohe Temperaturbeständigkeit, Bestrahlungsbeständigkeit.

Neue Chancen im neuen Zeitalter der Infrastruktur

Aktuell, China setzt auf Umsetzung 5G Kommunikation, Internet der Dinge, Große Daten, Cloud Computing und Künstliche IntelligenzDie neue Generation der Informationstechnologieund ihre Fahrzeugvernetzung, Netzwerk, Intelligente Fertigung, Intelligente Energie, Intelligente Städte, Gesundheit, Transformation und Entwicklung von vertikalen Branchen wie dem SchienenverkehrNeue Infrastruktur (Neue Infrastruktur) , Förderung der wirtschaftlichen und sozialen Innovationen in China, Qualitätsentwicklung.

5G Neue Infrastrukturbedürfnisse der ZeitDie Traktion, Halbleiter der dritten Generation 21 Anfang des Jahrhunderts, um den Bedürfnissen der weltweiten Energie- und Umweltentwicklung gerecht zu werden LED Nach den Entwicklungsmöglichkeiten der Halbleiterbeleuchtungsindustrie, Die Halbleiterelektronikindustrie der dritten GenerationNeue Entwicklungschancen.

Halbleiterelektronik der dritten GenerationHohe Energieeffizienz, Niedriger Stromverbrauch, Hohe extreme LeistungundBeständig gegen harte UmgebungenDie Vorteile der Unersetzbarkeit in beiden Bereichen der Mikrowellenfrequenz und der Leistungselektronik 5G Entwicklung der Informationstechnologie, Implementierung neuer Infrastruktur spielt eine wichtige Unterstützungsrolle von der technologischen Grundlage aus.

Funkfrequenzgeräteist der Kern der Radiofrequenztechnologie, AlsRF-Leistungsverstärkung, Aktiver RF-SchalterundHF-StromquelleBreite Anwendungsperspektiven.

GaN FunkfrequenzgeräteMit herkömmlichen SiliziumHalbleiter zur Diffusion von Metalloxiden (Si-LDMOS) und GaAs Geräte im Vergleich, BesitzenHöhere Arbeitsspannung, Höhere Leistung, Mehr Effizienz, Hohe Leistungsdichte, Höhere Arbeitstemperaturen und StrahlungsbeständigkeitVorteile, Unterstützung der Umsetzung neuer Infrastruktur, Radar von High-End, Elektronische Konfrontation, Anwendungen für militärische Elektronik wie Navigation und Raumkommunikation 5G Basisstation, Internet der Dinge, Laserradar, Fahrerlose Fahrzeuge mm Radar, Umfangreiche zivile Bereiche wie künstliche Intelligenz und universelle Solid-State-RFQ-Stromquellen, Großer Markt für Verbraucherelektronik, HoffnungsvollNeue Entwicklung im Bereich der RFT neu gestalten.

Zum Beispiel, GaNFrequenzgeräte als5GFunkverstärker der Basisstation (PA) Kerneinrichtungen, Lösung der Kommunikationssysteme der BasisstationRiesiger Energieverbrauch, AuslösenGaNExplosives Wachstum der Nachfrage nach HF-Geräten.

5G Hochfrequenzbetrieb von Makro-Basisstationen, Großer Verlust, Kurze Übertragungsdistanz, 5G Basisstation zu erreichen 4G Die gleiche Abdeckung des Signals, wird benötigt 4G Anzahl der Basisstationen 3~4 doppelt (China derzeit 4G Basisstation 445 Tausende) , 5G Basisstationen nutzen Massive-Array-Antennentechnologie zur Steigerung der Netzkapazität (MIMO) , 64 Der Gang MIMO Single-Basisstation für Array-Antennen PA Nachfrage nahe 200 ein, Somit 5G Der Stromverbrauch der Basisstation ist 4G der 3~4 doppelt, 5G Der Gesamtenergieverbrauch der Basisstation wird 4G der 9 Mehr als doppelt.

Deshalb, GaN Funkfrequenzgeräte werden durch ihren unersetzlichen Vorteil 5G Basisstation PA Die unvermeidliche Wahl, Auch 4G Basisstation PA Mainstream-Richtung des Upgrades; Die Umsetzung der neuen Infrastruktur GaN Radiofrequenzgeräte sind Pioniere im Bereich RadarUmfangreiche zivile Anwendungsszenen.

GaN Das Millimeter-Radar hatKleine Größe, Leichte Qualität, hohe Auflösung und Rauchdurchdringung, Nebel, Starke Staubfähigkeit, Eigenschaften der Fernübertragung, Vernetzt im Auto, Internet der Dinge, Intelligente Fertigung, Viele Bereiche wie die intelligente Gesellschaft sind weit verbreitet, Zum Beispiel 77 GHz Frequenzband GaN Millimeterwellenradar als Ferndetektor für autonome Fahrzeuge, Genaue Erkennung umliegender Hindernisse, Für eine automatische Notbremse, Adaptive Kreuzfahrt, Vorwärts KollisionswarnungFunktionen im Bereich der aktiven Sicherheit.

Leistungselektronik istStromwandlung, VerwaltungKerneinrichtungen, Die Energieeffizienz der Geräte bestimmt das elektronische System, Energieverbrauch von Geräten und Produkten, Volumen und Massengröße, Kosten und Zuverlässigkeit sowie Lebensdauer von intelligenten mobilen Endgeräten.

Moderne elektronische Systeme oder Geräte haben eine steigende Nachfrage nach Leistungselektronik, Nicht nur verlangenHöhere LeistungsdichteundMehr EnergieeffizienzUnd verlangt zu habenHohe extreme EigenschaftenundBeständigkeit gegen harte Umwelt, Traditionell Si Niedrige Umsetzungseffizienz von Leistungselektronik, Auf Kosten des hohen Energieverbrauchs, Und Geräteleistungen wie Sperrspannung, Schaltfrequenz, Steigerung der Transformationseffizienz und Zuverlässigkeit nähert sich Si Physikalische Grenzen des Materials, Schwere Herausforderungen.

SiC, GaN Leistungselektronik übertrifft Si Ausgezeichnete Eigenschaften des Geräts, Befriedigend 5G Neue Anforderungen im Bereich der Informationstechnologie, Lösungen für Rechenzentren, Große Energiemengeln und Unterstützung für Informationsinfrastrukturen wie drahtlose Basisstationen IT Mobiles intelligentes TerminalMiniaturisierung, Leichtgewicht, Verbesserte Lebensdauer, Neue Energiefahrzeuge unterstützen, Intelligente Energie, Schienenverkehr, Intelligente Fertigung uswIndustrieentwicklung im Bereich der neuen InfrastrukturvorteileDer dringende Bedarf.

SiC, GaN Leistungselektronik aufgrund ihrerUnterschiede in den elektrischen Eigenschaften des MaterialsGeeignet für verschiedene Stromanwendungsszenarien: SiC Leistungsgeräte für Hochspannungsanwendungen, Stromregelung mit hoher Leistung, wie neue Energiefahrzeuge und ihre Ladeinfrastruktur sowie neue Energie-Stromündergeräte und intelligente Energiesysteme.

Laut Testdaten, Neue Energiefahrzeuge SiC Umrichter des Leistungsmoduls reduzieren Schaltverluste 75% (Chiptemperatur 215℃) , Umrichter Größe verringert 43%, Qualitätsminderung 6 kg, Fahrzeuge kontinuierlich entfernenErhöhen 20%~30%.

China ist das größte der WeltNeue EnergiefahrzeugeMarkt, 2019 Verkauf von neuen Energiefahrzeugen in China 116 Tausende, Weltweit besetzt 54%, Kraftfahrzeugmarkt steigt enorm, für SiC Leistungselektronik und ModulindustrieGroßer Entwicklungsraum; GaN Leistungsgeräte für niedrige Spannungen, Hochfrequenz-Stromregelung, Extrem breite Einsatzperspektiven im Bereich der Verbraucherelektronik.

Insbesondere aufgrund der hohen Arbeitsfrequenz, Kleine dynamische Verluste, Niedriger Leitwiderstand und hohe Temperaturbeständigkeit, Ausgezeichnete Leistung bei niedriger Wärmemenge, Sehr geeignet fürSchaltnetzanwendungen, Für alle modernen Endgeräte der VerbraucherelektronikGrüne und effiziente Stromversorgung.

Zum Beispiel als Stromadapter, Lösung Si Schnellladegeräte stehen dem Widerspruch gegenüber, die Leistung zu erhöhen und das Volumen zu erhöhen, Machen Sie Stromverlust und Größestark reduziert 50%, Nicht nur die Ladezeit des Handys, Effiziente Verbesserung der Lebensdauer, Und erwartet ein Handy, Tablet-Computer, Spielemaschinen, AR Brillen, VR Helme und andereIntegration der Ladung von mobilen Endgeräten, Tragbare Unterstützung IT Entwicklung des Endprodukts, Aktuell werden GaN Die Entwicklung der Leistungselektronikindustrie, Erwartet 2025 Jahr weltweit GaN Der Markt für Schnellladeprodukte wird erreicht 600 Milliarden Dollar.

GaN Leistungseinrichtungen und SiC im Vergleich, Schnellere Schaltgeschwindigkeit, Niedriger Widerstand, Weniger Antriebsverlust, Höhere Konvertierungseffizienz, Niedrigere Hitze, und Si Ki GaN Vorteile der niedrigeren Kosten, Deshalb GaN Leistungselektronik ist nicht nur in einer großen AnzahlVerbraucherelektronik, Und in der neuen InfrastrukturMittel- und NiederdruckanwendungsszenarienEs gibt eine sehr breite Anwendungsperspektive.

Perspektiven

in 5G Zeitalter der Informationstechnologie, Halbleiter der dritten Generation eröffnen neue Entwicklungschancen, Implementierung neuer Infrastruktur fördert die Entwicklung der Halbleiterindustrie der dritten Generation in das goldene Fenster, Gute Entwicklungsdynamik zeigen, Versprechen, schrittweise zu verwirklichenSelbstständig steuerbar, Sicher und zuverlässigHalbleiterindustrie der dritten Generation, mit der ersten Generation, Halbleiter der zweiten GenerationKomplementäre Vorteile, Kooperative UnterstützungNeue Generation von Informationstechnologien, Unterstützung der qualitativ hochwertigen sozioökonomischen Entwicklung Chinas in der neuen Ära.