Вот подборка обязательных к прочтению новостей этого месяца о материалах SiC, GaN и Wide Bandgap!

Новости SiC

Цены на карбид кремния упали почти на 30%

Согласно отраслевым отчетам, цены на обычные 6-дюймовые подложки SiC неуклонно снижаются с начала этого года, снизившись почти на 30%.

Инсайдеры отрасли в Китае сообщили, что стоимость 6-дюймовых подложек SiC снизилась ниже 500 долларов США по состоянию на середину 2024 года, что практически соответствует себестоимости производства китайских производителей. Финансовое давление, которое испытывает большинство производителей, является результатом дальнейшего снижения цен до 450 или даже 400 долларов США к четвертому кварталу этого года.

В настоящее время существуют три основные проблемы, связанные с колебаниями цен на карбид кремния в отрасли:

• Ожидается, что в 2024 году мировые производственные мощности по выращиванию кристаллов SiC и материалов для подложек существенно возрастут. Некоторые представители отрасли опасаются, что это может привести к временному переизбытку предложения на рынке.
• Долгосрочная устойчивость рынка электромобилей и наличие новых факторов роста, поддерживающих текущие прорывы в области полупроводников третьего поколения, были поставлены под сомнение в связи с замедлением роста производства электромобилей (EV), крупнейшего целевого приложения для материалов SiC, за последние два года.
• С начала года на рынке карбида кремния (SiC) идет ценовая война, которая оказала значительное влияние на ценообразование на SiC. Следовательно, в настоящее время важнейшими факторами, требующими рассмотрения, являются корпоративные преобразования и развитие.

В этой статье рассматриваются вышеупомянутые проблемы, даются рекомендации по их решению и рассматриваются точки зрения различных заинтересованных сторон отрасли.

SiC и GaN идут полным ходом в автомобильной промышленности

Использование карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN) в автомобильном секторе, по-видимому, постепенно расширяется.

Тенденция к внедрению устройств питания SiC в транспортные средства становится все более очевидной. В последние годы все большее число новых моделей электромобилей оснащаются технологией SiC. Недавно было представлено несколько новых моделей, оснащенных технологией SiC, в том числе чисто электрический внедорожник EXEED STERRA ES, второе поколение AION V Aion Tyrannosaurus Rex, первый роскошный флагманский седан HIMA Jiangan S9, новинки 2025 года выпуска BYD Seal, ZEEKR 007 и внедорожник VOYAH Zhiyin, которые задают важный тренд. интеграции между SiC и новыми энергетическими транспортными средствами.

Одновременно с этим постоянно происходят успехи в применении GaN в автомобилестроении. Такие производители, как Infineon и EPC, представили решения, связанные с автомобильными зарядными устройствами и автомобильными лидарами, что способствует растущему распространению GaN в автомобилестроении.

Компания Wolfspeed объявляет о выделении $ 750 млн финансирования от Закона США о ЧИПАХ и дополнительных $ 750 млн от Инвестиционной группы во Главе С Apollo, что укрепляет мировое лидерство в разработке технологий из карбида Кремния нового поколения

Министерство торговли США и Wolfspeed (NYSE: WOLF) подписали необязательный предварительный меморандум об условиях (PMT), предусматривающий прямое финансирование на сумму до 750 миллионов долларов в рамках Закона о чипах и науке. Кроме того, Wolfspeed привлекла дополнительные 750 миллионов долларов в виде нового финансирования от консорциума инвестиционных фондов, возглавляемого Apollo, Baupost Group, Fidelity Management & Research Company и Capital Group. В совокупности эти инвестиции поддерживают долгосрочные цели Wolfspeed по росту и увеличению внутреннего производства карбида кремния для использования в системах экологически чистой энергии, которые лежат в основе электромобилей (EVS), центров обработки данных с искусственным интеллектом (AI), аккумуляторных батарей и других приложений. Кроме того, Wolfspeed ожидает возврата налогов наличными на сумму 1 миллиард долларов в рамках предоставления налоговых льгот для продвинутого производства в соответствии с Законом о чипах и науке (раздел 48D). Это позволит компании привлечь в общей сложности до 2,5 миллиардов долларов предполагаемого капитала для расширения производства карбида кремния в Соединенных Штатах.

Предлагаемые средства, которые, как ожидается, будут получены по достижении определенных целей в ближайшие годы, позволят Wolfspeed завершить реализацию своего многомиллиардного плана расширения производственных мощностей в США с нуля. Этот план включает в себя самую большую и совершенную в мире установку из карбида кремния диаметром 200 мм. Wolfspeed планирует использовать инвестиционный налоговый кредит Министерства финансов США для финансирования до 25% соответствующих капитальных затрат, которые в первую очередь связаны со строительством и установкой оборудования в производственном центре карбида кремния имени Джона Палмура в Силер-Сити, Северная Каролина, а также завершением строительства завода в долине Мохок.-Расширение Line West в Ютике, штат Нью-Йорк, в дополнение к предлагаемому прямому финансированию.

Сколько В Мире Существует 8-Дюймовых Заводов По Производству Пластин Из Карбида Кремния?

В последние годы крупнейшие мировые корпорации инвестировали средства в 8-дюймовые линии по производству SiC, и в настоящее время эти инвестиции постепенно претворяются в жизнь.

На мировом рынке карбида кремния (SiC) такие фирмы, как STMicroelectronics (ST), Onsemi, Infineon, Wolfspeed, ROHM, BOSCH, Fuji Electric, Mitsubishi Electric, Vanguard International Semiconductor (VIS), EPISIL, Silan Microelectronics и UNT, объявили о намерении наладить собственное производство 8-дюймовых полупроводниковых микросхем удобства, как показано на рисунке. Многочисленные фирмы продвигаются вперед в области производства подложек и эпитаксиальных материалов.

Рынок диодов SiC Power MPS в среднем вырастет на 16,7% в течение прогнозируемого периода 2024-2030 годов

Ожидается, что при прогнозируемом среднегодовом росте на 16,7% в период с 2024 по 2030 год мировой рынок полупроводниковых диодов Power MPS вырастет с первоначальной оценки в 25 миллионов долларов в 2023 году до колоссальных 84 миллионов долларов в 2030 году.

Основываясь на исторических данных за 2019-2030 годы, в настоящем отчете оценивается и прогнозируется объем рынка диодов SiC Power MPS с точки зрения выручки (в миллионах долларов) и объема производства/отгрузки (в тысячах единиц) с 2023 годом в качестве базового. В этом исследовании мировой рынок SiC-диодов Power MPS тщательно сегментирован. Также представлена разбивка региональных рынков по типам продукции, областям применения и ключевым игрокам.

Исследование включает в себя обзоры конкурентной среды, важную информацию о конкурентах и рыночные рейтинги, чтобы помочь читателям лучше понять рынок. В исследовании также рассматриваются последние новинки продуктов и технологические тенденции.

В этом отчете представлена ценная информация о рынке диодов SiC Power MPS с разбивкой по компаниям, типам, областям применения, регионам и доходам/производству/средней цене для всего рынка и его подсегментов. В нем также рассматриваются новые участники и компании, связанные с отраслевой цепочкой.

Мировой Рынок Диодов Из Карбида Кремния (SiC) К 2024 Году Достигнет 2,89 Млрд Долларов Сша К 2028 Году По Курсу 11,0%

В последнее время рынок диодов из карбида кремния (SiC) расширяется быстрыми темпами. По прогнозам, совокупный годовой темп роста составит 10,9%, с 1,72 млрд долларов в 2023 году до 1,9 млрд долларов в 2024 году. Рост этого сектора обусловлен растущими требованиями к энергоэффективности, расширением сектора возобновляемых источников энергии, инвестициями в промышленную автоматизацию, развитием интеллектуальных сетей и сокращением количества электронных устройств.

Ожидается, что при совокупном годовом темпе роста (CAGR) в 11% рынок диодов из карбида кремния (SiC) будет быстро расти и к 2028 году достигнет 2,89 миллиарда долларов. Объем производства электромобилей растет, производство SiC продолжает внедрять инновации, энергоэффективность становится все более важной, технология 5G открывает новые возможности, и наблюдается глобальный сдвиг в сторону решений в области устойчивой энергетики, которые способствуют этому росту. Использование SiC в системах возобновляемой энергетики, совершенствование технологий производства, распространение систем хранения энергии и интеллектуальных сетей, более широкое использование SiC-диодов в бытовой электронике и внедрение сложных систем помощи водителю — вот некоторые из основных тенденций.

Новые микросхемы ШИМ-контроллера ROHM с пакетом SOP предназначены для питания широкого спектра промышленных применений

Чтобы максимально эффективно использовать источники питания переменного и постоянного тока в различных промышленных приложениях, компания ROHM создала микросхемы внешних контроллеров полевого типа, которые используют режим управления током ШИМ. В массовое производство поступили четыре версии: BD28C55FJ-LB для низковольтных МОП-транзисторов, BD28C54FJ-LB для МОП-транзисторов среднего и высокого напряжения, BD28C57LFJ-LB для биполярных транзисторов со встроенным затвором и BD28C57HFJ-LB для МОП-транзисторов из карбида кремния.

Поставки полупроводниковых компонентов для источников питания промышленного назначения по-прежнему отстают от спроса, несмотря на глобальный дефицит полупроводников, который начинает сокращаться. Это особенно актуально для микросхем с ШИМ-контроллерами, поскольку нехватка производителей привела к повсеместному дефициту, что привело к множеству запросов на разработку продукта.

В ответ на постоянную проблему с питанием компания ROHM разработала микросхемы ШИМ-контроллеров, которые отвечают строгим требованиям промышленного рынка к производительности и комплектации. В цепи питания используется широкий спектр полупроводников в зависимости от диапазона входного переменного напряжения для конкретного применения. В случае снижения напряжения питания/затвора для каждого из этих полупроводников требуются различные уровни блокировки от пониженного напряжения, чтобы предотвратить перегрев. Для решения этой проблемы компания ROHM разработала четыре различных варианта с различными уровнями блокировки от пониженного напряжения.

Для комплектации новых продуктов используется стандартная комплектация SOP-J8 (аналог JEDEC SOIC8), которая имеет максимальный рабочий цикл 50%, максимальный пусковой ток 75 мкА, ток в цепи до 2,0 мА и диапазон входного напряжения от 6,9 В до 28,0 В. Эти устройства полностью совместимы со стандартными устройствами, которые часто используются в цепях электропитания, что сводит к минимуму необходимость в перепроектировании и модификации. Во всех вариантах предусмотрена функция блокировки пониженного напряжения (UVLO) с гистерезисом напряжения. Это существенно повышает надежность применения за счет снижения погрешности порогового напряжения до ±5%, в отличие от типичных ±10% для стандартных изделий.

Кроме того, эти интегральные схемы предназначены для долговременного использования, что гарантирует бесперебойную работу промышленного оборудования с длительным сроком службы. В будущем ассортимент будет расширен за счет продуктов, которые подходят для управления высоковольтными МОП-транзисторами и GaN-устройствами. Кроме того, разрабатываются дополнительные варианты для обеспечения максимального рабочего цикла в 100%.

Прогноз рынка силовых Полупроводников Раскрывает Ключевые Факторы Роста до 2032 Года

Рынок силовых полупроводников развивается в связи с растущей потребностью в энергоэффективных электронных изделиях и быстрым ростом сектора электромобилей (EV). Существенным ограничением является сложный производственный процесс и повышенные первоначальные затраты, связанные с силовыми полупроводниками. Все более широкое использование возобновляемых источников энергии и развитие интеллектуальных сетей открывают значительные возможности для расширения рынка и технологического прогресса. В отчете Allied Market Research, озаглавленном “Рынок силовых полупроводников в разбивке по компонентам, продуктам, областям применения и регионам: глобальный анализ возможностей и отраслевой прогноз на 2023-2032 годы”, указывается, что в 2022 году рынок силовых полупроводников оценивался в 48,9 миллиарда долларов, а к 2032 году, по прогнозам, достигнет 79,9 миллиарда долларов, при этом совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 4,9% с 2023 по 2032 год.

Развитие силовых полупроводниковых приборов изменило многие отрасли, способствуя эффективному использованию энергии, минимизируя потери энергии и поощряя интеграцию возобновляемых источников энергии. Силовые полупроводниковые приборы способствовали расширению систем использования возобновляемых источников энергии, позволяя преобразовывать солнечную и ветровую энергию в полезную электрическую энергию. Они внесли значительный вклад в электрификацию транспорта, используя силовые полупроводники в электромобилях. Силовые полупроводники являются важными элементами силовой электроники, способствующими эффективному преобразованию энергии, регулированию и управлению. Они состоят из полупроводниковых материалов, таких как кремний или карбид кремния, и существуют в различных формах, включая диоды, транзисторы и тиристоры. Прогресс в области силовых полупроводниковых технологий привел к повышению эффективности, надежности и плотности мощности. Эти технологии преобразили такие отрасли, как возобновляемые источники энергии и электромобили, повысив энергоэффективность и экологичность.

Toshiba расширяет линейку полупроводниковых барьерных диодов Шоттки третьего поколения

Корпорация Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation (“Тошиба”) представила линейку 1200-вольтовых диодов Шоттки третьего поколения из карбида кремния (SiC) серии TRSxxx120Hx, предназначенных для промышленного применения, включая фотоэлектрические инверторы, зарядные станции для электромобилей и импульсные источники питания. Компания Toshiba начала поставки десяти новых продуктов этой серии, пять из которых представлены в упаковке TO-247-2L и пять — в упаковке TO-247.

Серия TRSxxx120Hx включает в себя устройства напряжением 1200 В, использующие усовершенствованную архитектуру с барьерным переходом Шоттки (JBS) третьего поколения 650-вольтовых полупроводниковых барьерных диодов Шоттки (SBD) от Toshiba. Использование нового металла в соединительном барьере позволяет новым устройствам получать лучшее в отрасли низкое прямое напряжение — 1,27 В (типовое), сниженный общий емкостной заряд и небольшой обратный ток. Это существенно снижает потери мощности оборудования при использовании более мощных устройств.

Компания Toshiba продолжит пополнять свою линейку новыми устройствами SiC power и работать над повышением эффективности промышленных электроинструментов, что позволит сократить потери электроэнергии.

ASM запускает систему эпитаксии из карбида кремния PE2O8

Новая система расширяет линейку стандартных для отрасли систем эпитаксии с одной пластиной из карбида кремния ASM — 6-дюймовых PE1O6 и 8-дюймовых PE1O8 — за счет увеличения производительности, снижения затрат на эксплуатацию и двухкамерной конструкции, совместимой как с 6-дюймовыми, так и с 8-дюймовыми пластинами из карбида кремния.

В ходе Международной конференции по карбиду кремния и связанным с ним материалам 2024 года ASM International N.V. (Euronext Amsterdam: ASM) представила систему эпитаксии карбида кремния PE2O8 — новую двухкамерную платформу для эпитаксии карбида кремния (SiC). PE2O8 — это система эпитаксии, специально разработанная для удовлетворения требований передового сектора силовых устройств из SiC, устанавливающая стандарт низкой дефектности, высокой однородности процесса, повышенной производительности и снижения стоимости владения, что способствует более широкому использованию устройств из SiC.

Преобладающая тенденция к электрификации побуждает производителей силовых устройств все чаще использовать SiC для различных мощных применений, включая электромобили, возобновляемые источники энергии и передовые центры обработки данных. Этот повышенный спрос и необходимость снижения затрат способствуют переходу с 6-дюймовых на 8-дюймовые подложки из SiC. Одновременно производители устройств из SiC разрабатывают устройства большей мощности, которые получат преимущества от усовершенствованной эпитаксии из SiC.

Благодаря уникальному дизайну двухкамерная система PE2O8 обеспечивает сверхточное управление осаждением SiC, что позволяет добиться максимального выхода и производительности. Двухкамерная конструкция, отличающаяся высокой компактностью, обеспечивает высокую производительность и низкие общие эксплуатационные расходы. Кроме того, система оснащена простой системой профилактического обслуживания, которая способствует сокращению незапланированных отключений и увеличению времени безотказной работы. Поставки системы продолжаются многочисленным заказчикам по всему миру, в том числе лидерам отрасли по производству устройств питания из SiC.

Ожидается, что рынок карбида кремния будет расти в среднем на 29,3% в год и к 2030 году достигнет 29 миллиардов долларов США

В 2023 году объем рынка карбида кремния оценивался в 4,8 миллиарда долларов США, а прогнозируемый рост выручки с 2024 по 2030 год составит 29,3%, что в конечном итоге приблизится к 29 миллиардам долларов США.

Карбид кремния (SiC) — это соединение, состоящее из кремния и углерода, известное своей исключительной теплопроводностью, твердостью и стойкостью к коррозии и износу. Отличительные характеристики этого материала делают его незаменимым для целого ряда отраслей, таких как автомобилестроение, электроника и энергетика. В последние годы на рынке наблюдается заметный рост, вызванный растущим спросом на современные материалы. SiC существует в различных формах, включая гранулы, порошки и пластины, и его способность выдерживать экстремальные условия делает его исключительно подходящим для широкого спектра промышленных применений.

Необходимость повышения энергоэффективности, наряду со стремительным распространением электромобилей (EV), является основным фактором, стимулирующим развитие рынка карбида кремния. Высокая теплопроводность и широкая пропускная способность SiC делают его пригодным для применения в энергоэффективных приложениях, включая силовую электронику и автомобильные компоненты. По мере того как мир переходит на электромобильность, силовая электроника на основе кремния становится все более востребованной в электромобилях, что способствует повышению энергоэффективности, увеличению дальности движения и сокращению времени зарядки по сравнению с традиционными технологиями на основе кремния.

---

Новости GaN

Texas Instruments расширяет внутреннее производство полупроводников из нитрида галлия (GaN), увеличивая мощности в четыре раза

Компания Texas Instruments приступила к производству силовых полупроводников на основе нитрида галлия (GaN) на своем заводе в Айзу, Япония. Теперь TI будет производить в четыре раза больше силовых полупроводников на основе GaN, поскольку Aizu наращивает производство в сочетании с существующим производством GaN в Далласе, штат Техас.

В настоящее время компания TI предлагает самый широкий ассортимент интегрированных силовых полупроводников на основе GaN, предназначенных для применения в системах низкого и высокого напряжения, что облегчает разработку энергоэффективных, надежных и энергоемких электронных устройств.

Кроме того, запатентованный компанией процесс GaN-on-silicon в сочетании с более чем 80 миллионами часов испытаний на надежность и встроенными функциями защиты гарантирует, что микросхемы TI GaN спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать безопасность высоковольтных систем.

Преимущества в производительности, связанные с усовершенствованным производством GaN-чипов TI, облегчают масштабирование их микросхем GaN до более высоких напряжений, начиная с 900 В и постепенно переходя к еще более высоким напряжениям. Эта разработка способствует повышению энергоэффективности и увеличению размеров таких приложений, как робототехника, возобновляемые источники энергии и серверные источники питания.

Кроме того, увеличение инвестиций TI связано с успешным пилотным проектом, проведенным ранее в этом году для разработки производственных процессов GaN на 300-миллиметровых пластинах. Кроме того, усовершенствованные производственные процессы TI GaN полностью совместимы с технологией 300 мм, что позволяет компании эффективно масштабировать производство в соответствии с требованиями заказчика и в будущем перейти на технологию 300 мм.

BluGlass подписывает крупное партнерство с США, выделяя 1,2 миллиона долларов на развитие фотоники

Австралийская полупроводниковая компания BluGlass заключила важное многоэтапное соглашение о совместной разработке (JDA) с американским стартапом Uviquity, финансируемым венчурным фондом. Начальный этап этого соглашения стоимостью 1,2 миллиона австралийских долларов предусматривает разработку сложных фотонных устройств. Это партнерство направлено на объединение опыта BluGlass в области лазерной технологии на нитриде галлия (GaN) с достижениями Uviquity в области полупроводников с широкой запрещенной зоной и фотоники.

Соглашение состоит из трех этапов, с возможностью проведения дополнительных этапов сопоставимого масштаба и заключения Генерального соглашения о поставках. По словам генерального директора BluGlass Джима Хейдена, это сотрудничество является важным поворотным моментом. BluGlass сообщила о росте выручки на 302,92% в 2024 году, но компания по-прежнему терпит убытки. Это объявление было сделано после недавних изменений в финансовых показателях компании.

Быстрая зарядка электромобилей от бытовых розеток стала возможной благодаря инновационным транзисторам

Исследователи из Fraunhofer IZM проводят оценку двунаправленных блокирующих транзисторов из нитрида галлия (GaN) в рамках проекта EnerConnect для разработки системы, совместимой с новым поколением активных преобразователей и выпрямителей. Современное оборудование устраняет необходимость в дополнительном этапе преобразования и обеспечивает беспрецедентную эффективность в 99%.

В принципе, электромобили можно заряжать, не выходя из собственного гаража. По сравнению с коммерческими быстрозарядными устройствами, это неэффективная альтернатива: при преобразовании переменного тока из домашней розетки в постоянный, необходимый электромобилю, теряется значительное количество энергии. Даже современные настенные шкафы, которыми обладают многие пользователи электромобилей, не решают полностью эту основную проблему.

В рамках проекта EnerConnect, финансируемого Министерством образования и научных исследований Германии, ученые из Фраунгоферовского института надежности и микроинтеграции IZM и Берлинского технического университета совместно с промышленными партнерами Delta Electronics Inc., BIT GmbH и Infineon Technologies AG разработали систему, оснащенную инновационными двунаправленными блокирующими GaN-транзисторами. Эти транзисторы обеспечивают значительные преимущества в плотности мощности и КПД, повышая эффективность зарядки электромобилей от стандартных домашних розеток.

Визуализация локализованных колебаний, вызванных дефектами, в атомарном масштабе в GaN

Разработка фононов необходима для управления тепловыделением в устройствах питания на основе GaN, поскольку взаимодействие фононов с дефектами снижает производительность. Обнаружение наноразмерного переноса фононов, затрудненного дефектами нитрида III, затруднено из-за ограниченного пространственного разрешения.

Авторы этого исследования использовали передовую сканирующую просвечивающую электронную микроскопию и спектроскопию потерь энергии электронов для исследования колебательных режимов в призматическом дефекте упаковки в GaN. Путем сравнения экспериментальных результатов с первоначальными расчетами они выявили три категории режимов, связанных с дефектами: режимы локализованного дефекта, режим ограниченного объема и полностью расширенный режим.

Кроме того, PSF демонстрирует уменьшенную фононную энергетическую щель и сниженные акустические скорости звука по сравнению с бездефектным GaN, что указывает на снижение теплопроводности. Это исследование проясняет вибрационные характеристики дефекта GaN с помощью сложных методов определения характеристик и подчеркивает особенности, которые могут влиять на тепловое поведение.

Аналитическая модель и экспериментальная проверка критической зависимости характеристик транзистора с высокой подвижностью электронов в режиме усиления AlGaN/GaN, управляемого pGaN, от туннелирования с помощью ловушки

Транзисторы с высокой подвижностью электронов из нитрида галлия (GaN) в режиме усиления являются критически важными компонентами для коммутации в силовой электронике. Наличие области pGaN, сильно легированной Mg, имеет важное значение для этих устройств. Уровень энергии Ферми притягивается к валентной зоне, что приводит к истощению области двумерного электронного газа на границе раздела AlGaN/GaN в равновесных условиях. Желателен ступенчатый профиль легирования Mg в области pGaN; однако достижение этого является сложной задачей из-за диффузии легирующих примесей Mg, что приводит к непреднамеренному p-легированию барьерного слоя AlGaN. P-легирование приводит к образованию ловушек внутри барьера AlGaN, что облегчает прохождение тока через затвор посредством туннелирования с помощью ловушки (TAT) и вызывает ухудшение подвижности из-за диффузии Mg-легирующих примесей в область канала. Роль отверстий в области канала и ухудшение подвижности в воздействии на характеристики транзистора хорошо известны.

В этом исследовании рассматривается влияние TAT, которое имеет решающее значение для понимания характеристик ключевых затворов и поведения транзистора. Повышенный ток TAT приводит к увеличению тока затвора и снижению подпорогового значения, что отрицательно сказывается на характеристиках транзистора. Однако в настоящее время TAT снижает чувствительность поверхностного потенциала к изменениям напряжения на затворе в подпороговом режиме, что приводит к повышению порогового напряжения транзистора. Таким образом, увеличение порогового напряжения, обусловленное током TAT, повышает надежность работы, необходимую для приложений силовой электроники. Ток затвора и пороговое напряжение должны регулироваться одновременно для достижения оптимальной производительности транзисторов с улучшенным режимом работы.

Cambridge GaN Devices представит ведущие решения GaN на выставке ECCE

Компания Cambridge GaN Devices (CGD) представила свою технологию ICeGaN на престижном конгрессе и выставке IEEE Energy Conversion Congress and Expo на стенде 319. ECCE 2024, который проводится уже 16-й год, проводится при поддержке IEEE Industrial Application Society (IAS) и IEEE Power Electronics Society (PELS). Мероприятие расширяется как с точки зрения участия, так и с точки зрения содержания. ECCE 2024 включал в себя двухстраничные обзоры исследований, презентации статей после публикации в журнале и обычные технические статьи. Кроме того, в рамках программы были организованы специализированные семинары по разработке технологий, отраслевым темам и учебным пособиям, которые стали фундаментальным компонентом технической учебной программы ECCE.

На мероприятии CGD покажет несколько демонстраций, в которых используется ICeGaN, в том числе:

• Эталонный дизайн PFC мощностью 3 кВт
• Комплект для оценки электропривода QORVO, разработанный в партнерстве с CGD и использующий адаптер ICeGaN slim мощностью 100 Вт
• Полумост, полный мост, а также ICeGaN на параллельных оценочных досках
• 300 Вт PFC+LLC
• Демонстрационная плата с 3-фазным автомобильным инвертором, разработанная в партнерстве с французским государственным научно-исследовательским институтом IFP Energies Nouvelles (IFPEN)
• Сравнение ICeGaN и дискретных GaN-схем на демонстрационной плате с полумостом (дочерними платами)

Компания ASUS Republic of Gamers представила серию блоков питания Thor III

Компания ASUS Republic of Gamers (ROG) представила линейку блоков питания Thor III, в которую входят ROG Thor 1600 Вт Titanium III, ROG Thor 1200 Вт Platinum III и ROG Thor 1000 Вт Platinum III. Блок питания ROG Thor, оснащенный МОП-транзисторами на основе нитрида галлия (GaN), функцией определения напряжения на графическом процессоре, высокопроизводительными медными выводами, усовершенствованными разъемами PCIe®, съемным магнитным OLED-дисплеем, модульными кабелями с гравировкой и совместимостью с ATX 3.1, служит отличной основой для вашей будущей игровой системы. Компания ASUS уверенно предоставляет 10-летнюю гарантию на эти блоки питания, гарантируя потребителям исключительную и долговечную производительность.

МОП-транзисторы GaN серии ROG Thor III обеспечивают на 30% большую энергоэффективность по сравнению с обычными МОП-транзисторами. Благодаря идентичной производительности этих МОП-транзисторов в более компактной форме блоки питания Thor III имеют улучшенную внутреннюю конфигурацию, которая обеспечивает оптимальное охлаждение независимо от нагрузки.

Эти блоки питания оснащены инновационной технологией ASUS GPU-FIRST voltage-sensing, позволяющей измерять напряжение на графическом процессоре, а не на центральном процессоре. Подача питания регулируется быстрее в соответствии с меняющимися требованиями к графическому процессору, что обеспечивает стабильную и оптимальную производительность. Интеллектуальный стабилизатор напряжения улучшает подачу напряжения до 45% по сравнению с блоком питания, лишенным такой возможности.

Эпитаксиальный рост GaN на β-Ga₂O₃ с помощью радиочастотного плазменного нитрирования

Отсутствие подходящей легирующей добавки p-типа для β-Ga2O3 продолжает препятствовать применению устройств вертикального питания. В качестве альтернативного метода была предложена эпитаксия GaN на подложках Ga2O3. (-201)β-Ga2O3, ориентированный в направлении (0001), был преобразован. Гексагональный GaN, направленный через азотную плазму в камере молекулярно-лучевой эпитаксии с использованием плазмы, что подтверждено рентгенографическим анализом и RHEED. Азотированные слои GaN были исследованы с использованием ПЭМ, рентгеновской спектроскопии и АСМ, чтобы соотнести условия азотирования с кристалличностью, толщиной слоя и шероховатостью поверхности. Кристалличность полученных впоследствии эпитаксиальных пленок GaN оценивали с помощью рентгеновских кривых качания и соотносили с характеристиками слоя азотирования при различных режимах азотирования. Было исследовано влияние размера зерен и толщины слоя азотирования, чтобы определить их влияние на устранение смещений при нарезании резьбы винтов.

Микросхемы питания Navitas GaNSlim™ обеспечивают простоту использования, стоимость системы и экономию энергии в мобильных устройствах, бытовой технике и комплектующих для дома

Компания Navitas Semiconductor анонсировала новую версию высокоинтегрированных микросхем GaN power GaNSlim™. Эта технология упростит и ускорит разработку приложений малого форм-фактора с высокой плотностью энергопотребления за счет обеспечения высочайшего уровня тепловых характеристик и интеграции.

Благодаря приводу, управлению и защите, а также встроенному контролю электромагнитных помех и датчику тока без потерь, GaNSlim обеспечивает простоту, оперативность и компактность проектирования систем. Это достигается благодаря запатентованному пакету DPAK-4L с высокими тепловыми характеристиками. Кроме того, устройства GaNSlim совместимы со стандартными промышленными контроллерами SOT23-6 и исключают высоковольтный запуск благодаря сверхнизкому пусковому току — менее 10 мкА.

Благодаря встроенным функциям, таким как измерение тока без потерь, устраняются внешние резисторы для измерения тока, что повышает надежность и эффективность системы. Автоматический режим ожидания повышает эффективность работы при слабом освещении и без нагрузки, а защита от перегрева гарантирует надежность системы. Автономное управление скоростью нарастания частоты включения/выключения оптимизирует эффективность и удельную мощность при одновременном снижении количества внешних компонентов, стоимости системы и электромагнитных помех.

GaNSlim оснащен запатентованным 4-контактным низкопрофильным корпусом DPAK с низкой индуктивностью и высокими тепловыми характеристиками. Этот комплект поддерживает конструкцию с высокой плотностью энергопотребления (до 500 Вт), что позволяет работать при температуре на 7 °C ниже, чем в обычных вариантах. В число целевых приложений входят зарядные устройства для ноутбуков и мобильных устройств, блоки питания для телевизоров и осветительные приборы.

Устройства семейства GaNSlim NV614x рассчитаны на напряжение 700 В и имеют номинальную мощность RDS (ON) в диапазоне от 120 до 330 Мом. Эти устройства предлагаются в конфигурациях, оптимизированных как для изолированной, так и для неизолированной топологии.

Как и на другие микросхемы Navitas GaN, на устройства GaNSlim предоставляется двадцатилетняя гарантия, которая считается лучшей в отрасли. Кроме того, демонстрационные платы для QR flyback, одноступенчатого PFC, boost PFC plus QR flyback и блоков питания для телевизоров облегчают быструю оценку и выбор наиболее подходящего устройства для конкретных применений.

Рынок Силовых Транзисторов Gan Будет Испытывать Значительный Рост В 2031 Году

Силовые транзисторы из нитрида галлия (GaN), использующие передовые достижения в области полупроводниковых технологий, преобразуют многие отрасли, включая возобновляемую энергетику, электромобили и бытовую электронику. В этих транзисторах используется материал нитрид галлия (GaN), что обеспечивает повышенную эффективность, ускоренную скорость переключения и превосходные тепловые характеристики по сравнению с традиционными устройствами на основе кремния. Их важность обусловлена их способностью удовлетворять растущий спрос на эффективные технологии преобразования энергии, способствующие устойчивому использованию энергии в нескольких секторах. В условиях продолжающегося роста мирового энергопотребления силовые транзисторы Gan необходимы для повышения энергоэффективности и производительности энергосистем, что делает их незаменимыми в современной технологической среде.

Рынок силовых транзисторов Gan ожидает значительный рост благодаря постоянному совершенствованию электронных устройств. Участники отрасли, работающие в этом секторе, будут использовать многочисленные возможности для расширения ассортимента своей продукции и усиления своего присутствия на рынке. Переход к экологически чистым технологиям наряду с акцентом на минимизацию потерь энергии делает технологию GaN важнейшим решением для существующих производителей. Отрасль открывает множество возможностей для новых игроков, особенно в связи с растущим спросом на зарядные станции для электромобилей и внедрением технологии GaN в продукты для умного дома. Внедрение этих достижений может принести значительную прибыль предприимчивым инвесторам и изобретателям.

Компания Keysight представила высоковольтную систему тестирования пластин напряжением 3 кВ для силовых полупроводниковых приборов

Компания Keysight Technologies, Inc. представляет высоковольтную тестовую систему для полупроводниковых приборов 4881HV, расширяющую возможности компании по тестированию полупроводниковых приборов. Эта технология повышает производительность производителей силовых полупроводниковых приборов за счет упрощения параметрических испытаний напряжением до 3 кВ, позволяющих проводить как высокое, так и низкое напряжение за один раз.

Производители регулярно проводят оценку пластин, используя различные тестеры высокого и низкого напряжения. Тем не менее, потребность в силовых полупроводниках быстро растет благодаря их многофункциональности, превосходной производительности и технологиям нового поколения, таким как карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN). Следовательно, потребители нуждаются в решении, позволяющем повысить точность и эффективность тестирования устройств при минимизации времени вывода их на рынок.

Решение Keysight устраняет эти проблемы, позволяя производителям устройств питания проводить мониторинг управления технологическим процессом (PCM) и приемочные испытания пластин (WAT) на протяжении всего производства.

Navitas обеспечивает большую мощность для искусственного интеллекта и электромобилей благодаря расширенному ассортименту GaNSafe™

Компания Navitas Semiconductor объявила о выпуске своего мощного семейства GaNSafe в корпусе TOLT (охлаждение сверху со свинцовой оболочкой для транзисторов).

Серия GaNSafe была специально разработана для использования в сложных и высокомощных приложениях, включая центры обработки данных с искусственным интеллектом, системы хранения солнечной энергии и промышленные предприятия. Navitas 4-го поколения включает в себя системы управления, приводы, датчики и основные защитные технологии, которые обеспечивают непревзойденную надежность и долговечность. GaNSafe — это вершина безопасности в технологии GaN, обеспечивающая защиту от короткого замыкания с максимальной задержкой в 350 наносекунд, защиту от электростатического разряда напряжением 2 кВ на всех контактах, отключение отрицательного привода затвора и программируемое регулирование скорости нарастания напряжения. Все эти функции управляются с помощью 4 контактов, что позволяет устройству функционировать как отдельному полевому транзистору GaN без необходимости подключения вывода VCC.

Корпус TOLT улучшает рассеивание тепла через верхнюю поверхность корпуса, обеспечивая прямую передачу тепла к радиатору, а не через печатную плату. Это способствует снижению рабочей температуры и увеличивает пропускную способность по току, обеспечивая оптимальную плотность мощности, эффективность и надежность системы.

Navitas также предоставит эталонные платформы проектирования с использованием GaNSafe TOLT для таких приложений, как источники питания для центров обработки данных и бортовые зарядные устройства для электромобилей. Эти системные платформы включают в себя комплексные средства проектирования, включая тщательно протестированное аппаратное обеспечение, встроенное программное обеспечение, схемы, спецификации материалов, макеты, моделирование и результаты тестирования оборудования.

Рынок силовых транзисторов готов к новым достижениям: основные показатели прогноза на 2023-2032 годы

По прогнозам, рынок силовых транзисторов будет расширяться в течение прогнозируемого периода из-за растущей зависимости от электрооборудования и машин, а также растущего внимания к энергосбережению. Кроме того, ожидается, что растущий спрос на электромобили (EV) создаст выгодные перспективы для расширения рынка силовых транзисторов в течение прогнозируемого периода. В отчете Allied Market Research, озаглавленном “Рынок силовых транзисторов по типам и областям применения: глобальный анализ возможностей и отраслевой прогноз на 2023-2032 годы”, указывается, что в 2022 году объем рынка силовых транзисторов оценивался в 13,7 миллиарда долларов, а к 2032 году, по прогнозам, достигнет 23,3 миллиарда долларов, при этом среднегодовой прирост составит 5,5% с 2023 по 2032 год. 2032 год.

Рынок сегментирован по областям применения в автомобилестроении, бытовой электронике, промышленности, информационных технологиях и телекоммуникациях. В 2022 году наибольшую долю рынка занял автомобильный сектор, и, по прогнозам, в период с 2023 по 2032 год в нем будут наблюдаться значительные среднегодовые темпы роста (CAGR). В автомобильной промышленности наблюдается значительный рост спроса на силовые транзисторы, обусловленный их применением в электрических и гибридных автомобилях. Текущая динамика рынка подчеркивает необходимость интеграции полупроводников с широкой запрещенной зоной, включая карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN), для повышения эффективности и эксплуатационных характеристик. Существуют значительные перспективы в разработке силовых транзисторов, специально предназначенных для применения в автомобилестроении, включая электрические трансмиссии, системы управления питанием и усовершенствованные системы помощи водителю (ADAS). Ожидается, что интеграция силовых транзисторов в инфраструктуру зарядки электромобилей благоприятно скажется на расширении рынка автомобильных силовых транзисторов в течение прогнозируемого периода.

Cambridge GaN Devices Принимает участие в Межправительственных мероприятиях G7 и OECD по полупроводникам

Cambridge GaN Devices (CGD), высокотехнологичная полупроводниковая компания, специализирующаяся на производстве энергоэффективных силовых устройств на основе GaN, принимает участие в двух международных мероприятиях, призванных повысить устойчивость цепочки создания стоимости полупроводников и способствовать обмену информацией и более тесному сотрудничеству между правительствами в области полупроводников. 26 сентября Саймон Стейси, главный операционный директор CGD, выступит в качестве участника дискуссии на седьмом совещании Сети неформального обмена полупроводниками ОЭСР. Впоследствии генеральный директор CGD Джорджия Лонгобарди вместе с другими руководителями высшего звена примет участие в форуме заинтересованных сторон перед заседанием Контактной группы G7 по полупроводникам, в котором примут участие видные правительственные чиновники и лидеры отрасли.

Полупроводники привлекли к себе значительное внимание правительств во всем мире, особенно после сбоев в цепочках поставок, вызванных Covid-19. В прошлом году была создана Неофициальная сеть OECD по обмену полупроводниками, призванная помочь правительствам в выявлении потенциального политического взаимодействия для будущего сотрудничества. Его деятельность включает в себя составление карты полупроводниковой экосистемы, разработку таксономии полупроводников, сбор статистических данных о производстве полупроводников и составление перечня мер политики, способствующих развитию полупроводниковой экосистемы.

К 2032 году на рынке устройств питания Gan On Si ожидается значительный рост до 273,52 млрд долларов США

На рынке устройств питания GaN on Si наблюдается значительный рост, чему способствуют растущий спрос на энергоэффективную электронику и прогресс в области полупроводниковых технологий. Объем рынка в 2023 году прогнозируется на уровне 84,09 млрд долларов США, что свидетельствует о его растущей значимости в области применения силовой электроники. Согласно прогнозам, объем рынка увеличится с 95,87 млрд долларов США в 2024 году до 273,52 млрд долларов США к 2032 году, что отражает совокупный годовой темп роста (CAGR) примерно на 14,01% в течение прогнозируемого периода (2024-2032).

Растущий спрос на энергоэффективность: силовые устройства на основе GaN (нитрида галлия) на основе Si (кремния) обладают повышенной энергоэффективностью по сравнению с обычными полупроводниками на основе кремния. Такие отрасли, как автомобилестроение, бытовая электроника и возобновляемые источники энергии, все чаще требуют использования GaN в устройствах на основе Si для минимизации энергопотребления. Их способность управлять повышенной плотностью мощности при меньшем рассеивании энергии делает их предпочтительным вариантом для применения в силовой электронике.

Глобальное распространение электромобилей (EV) заметно повысило спрос на устройства питания GaN на основе Si. Эти устройства повышают эффективность систем электропитания в электромобилях, особенно в инверторах и системах зарядки. Ожидаемое расширение производства электромобилей в автомобильной промышленности значительно ускорит рост рынка.

Рынок микросхем Gate Driver для Gan Hemts вырастет в среднем на 22,01% к 2032 году

Рынок микросхем управления вентилями для GaN HEMTs значительно расширяется благодаря инновациям в области силовой электроники и растущему спросу на энергоэффективные решения. В 2023 году объем рынка оценивался в 0,64 миллиарда долларов США с прогнозируемым увеличением до 0,78 миллиарда долларов США в 2024 году. Ожидается, что к 2032 году объем рынка достигнет 3,85 млрд долларов США, что отражает заметный совокупный годовой темп роста (CAGR) в размере 22,01% в период с 2024 по 2032 год.

К ключевым рыночным факторам относятся:

• Растущий спрос на энергоэффективную силовую электронику: транзисторы на основе GaN HEMT превосходят транзисторы на основе кремния в приложениях с высокой мощностью. Микросхемы на основе GaN HEMT и gate-драйверов все чаще используются в связи с повышенным вниманием к энергоэффективности и потерям мощности в электронике.
• Основные направления применения в промышленности: электромобили, возобновляемые источники энергии, бытовая электроника и телекоммуникации быстро развиваются. Микросхемы Gate driver для GAN HEMTs повышают производительность, плотность мощности и КПД систем, что делает их незаменимыми в высокопроизводительных приложениях.
• Технологические достижения: новые полупроводниковые материалы и конструкция микросхем стимулируют спрос на микросхемы управления затворами GaN HEMT. Эти микросхемы обеспечивают высокую скорость переключения и высокую эффективность в современных системах электроснабжения, что способствует росту рынка.
• Рынок электромобилей (EV) быстро растет, и технология GaN используется для улучшения преобразования энергии и управления энергопотреблением. Улучшенные коммутационные свойства систем на базе GaN повышают эффективность силовых агрегатов, бортовых зарядных устройств и зарядной инфраструктуры, что требует модернизации микросхем управления gate.

---

Новости ГВБ

США реагируют на введенный Китаем контроль за экспортом галлия новой инициативой по производству полупроводников на основе алмазов

1 октября Китай ввел в действие постановление, устанавливающее государственную собственность на свои редкоземельные материалы, которые необходимы для производства полупроводников. Агентство Министерства обороны США DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) обратилось к Raytheon с просьбой разработать новые разновидности полупроводников, которые не зависят от материалов, контролируемых Китаем, в ответ на экспортные ограничения Китая, как сообщает Tom’s Hardware.

Современные процессоры питания и усилители радиочастот производятся с использованием полупроводниковых материалов с широкой полосой пропускания, включая нитрид галлия (GaN). На Китай приходится значительная часть мировых поставок галлия. Согласно отчету Tom’s Hardware, потенциальную угрозу национальной безопасности США представляют недавние ограничения Китая на экспорт галлия. Агентство DARPA США обратилось к Raytheon с просьбой разработать полупроводники из синтетического алмаза и нитрида алюминия (AIN) для решения этой проблемы.

Согласно отчету Tom’s Hardware, Raytheon намерена создать полупроводники из алмаза и нитрида алюминия для существующих и будущих радиолокационных систем и систем связи, включая переключатели радиочастот, ограничители и усилители, подходящие для интеграции в высокоскоростные системы вооружения. Тем не менее, Raytheon до сих пор не выпустила соответствующие чипы.

Как говорится в пресс-релизе Raytheon, на начальном этапе контракта команда Raytheon Advanced Technology создаст полупроводниковые пленки, состоящие из алмаза и нитрида алюминия, а также интегрирует их в электрические устройства. На втором этапе основное внимание будет уделено усовершенствованию технологии производства алмазов и нитрида алюминия для получения пластин большего диаметра, предназначенных для применения в датчиках.

Сравнение процессов отжига после осаждения и после металлизации на Al₂O₃/GaN-конденсаторы для различных металлических затворов

Вертикальные конденсаторы металл–диэлектрик–полупроводник (МДП) были изготовлены на гомоэпитаксиальных образцах GaN-on-GaN, с тонкой пленкой Al2O3, служащей изолятором затвора. Влияние обработки отжигом на характеристики МДП было исследовано с использованием двух различных методик: отжига после осаждения изолятора (PDA) и отжига после металлизации затвора (PMA). Эти методы включают отжиг на чистом слое Al2O3 и отжиг после нанесения металлизации затвора на Al2O3. Чтобы понять влияние качества поверхности раздела металл/диэлектрик на характеристики МДП-конденсаторов Al2O3/GaN, необходимо провести прямое сравнение между PDA и PMA.

Эффективность отжига контролировалась на металлических затворах с различными рабочими функциями, включая никелевые (Ni), молибденовые (Mo) и танталовые (Ta). Было установлено, что электрическое качество поверхности раздела Al2O3/GaN может быть в равной степени улучшено как методами PDA, так и методами PMA. Тем не менее, PMA оказывает дополнительное благоприятное влияние на поверхность раздела металл/Al2O3. В частности, процесс отжига на границе раздела металл/диэлектрик потенциально может нарушить хорошо зарекомендовавший себя диполь металл/диэлектрик, который отвечает за явления закрепления на уровне Ферми. Это может привести к положительному сдвигу постоянного напряжения (VFB), которое зависит от металла и приближается к теоретическому значению в случае Mo и Ta.

Пленки оксида галлия в бета-фазе с использованием атомно-слоевого осаждения с усилением в плазме (PEALD) при температуре 200°C

Исследование иллюстрирует формирование высококачественного оксида галлия на кремниевых, сапфировых и стеклянных подложках с использованием триэтилгаллия (TEG) и плазмы Ar/O₂. Пленки обладают благоприятными свойствами для применения в полупроводниках с широкой запрещенной зоной, включая мощную электронику и оптоэлектронику.

Применение аргоноплазменного отжига in situ повышает плотность пленки, ее стехиометрию и кристалличность. Эти открытия имеют решающее значение для компаний, которые ищут экономичные низкотемпературные методы производства β-фазных пленок ga₂o₃ без высокотемпературного отжига, что делает их подходящими для чувствительных к температуре компонентов.

Основные области применения включают высокочастотную электронику, фотодетекторы с глубоким ультрафиолетовым излучением и газовые датчики, что делает β-ga₂o₃ надежной заменой SiC и GaN в области широкополосных полупроводников.

Нитридная прокладка с добавлением 0,15 мпроизводство m AlGaN/GaN HEMT с оптимизированным процессом нанесения рисунка на ворота

Шаговый преобразователь I-line широко используется в крупносерийном производстве устройств, однако сам по себе он имеет ограниченный достижимый критический размер. Боковая стенка-распорка способствует дальнейшему уменьшению необходимого размера. Технология, основанная на использовании распорных боковых стенок, требует дополнительной процедуры напыления-травления, что неизбежно приводит к технологической деградации под затвором. В этом исследовании представлена усовершенствованная технология формирования структуры затвора с помощью разделительных боковых стенок для производства GaN-транзисторов с высокой подвижностью электронов (HEMT) толщиной 0,15 мкм.

Было продемонстрировано, что эта процедура повышает производительность устройства по сравнению с традиционным методом обработки боковых стенок за счет сохранения целостности исходного слоя пассивации SiN, обогащенного кремнием, на кромке затвора. Плотность захвата на границе раздела фаз (Dit) и подвижность были определены как для обычного процесса обработки боковых стенок, так и для оптимизированного варианта с различными пассивирующими слоями на кромке затвора. Оптимизированный технологический процесс показал более низкий Dit и более высокую мобильность, что привело к улучшению характеристик устройства, включая увеличение тока, пробивного напряжения и характеристик напряженного состояния, в отличие от традиционного технологического процесса. Это выгодно для массового производства наночастиц GaN толщиной 0,15 мкм.

Высокопроизводительные многоуровневые RRAM-устройства на основе оксидов с низким энергопотреблением на базе TiO_xN_и/Идти₂O₃ гибридная структура

Это исследование включает в себя изготовление резистивных запоминающих устройств со структурами Ag/TiOxNy/Pt и Ag/TiOxNy/Ga2O3/Pt. Результаты показали, что они демонстрируют обычные характеристики сопротивления наряду с выдающимися свойствами циклирования и удержания (>10^4 с). Двухслойное устройство со слоем Ga2O3 демонстрирует улучшенные резистивные характеристики, включая больший интервал хранения (отношение ВКЛЮЧЕНИЯ/выключения >105), пониженное установочное напряжение (0,17 В), напряжение сброса (-0,057 В) и меньшее энергопотребление (21,7; 0,17 мкВт) по сравнению с однослойным устройством. устройство.

Кроме того, устройство Ag/TiOxNy/Ga2O3/Pt обладает устойчивостью (RS), которая зависит от ультрафиолетового излучения (UV-365 нм), что полезно для многоуровневых ячеек памяти. При увеличении интенсивности ультрафиолетового излучения генерируется восемь уровней состояния высокого сопротивления (HRS). Анализ проводящего механизма для обеих конструкций устройств показал, что в условиях низкого сопротивления преобладает механизм проводящих нитей. Что касается HRS, то однослойное устройство TiOxNy в основном управляется механизмом проводимости с ограниченным пространственным зарядом, тогда как двухслойное устройство TiOxNy/Ga2O3 в основном зависит от механизма излучения Шоттки.

Ожидается резкий рост рынка широкополосных полупроводников: выводы из прогноза на 2023-2032 годы

Отчет Allied Market Research под названием “Рынок полупроводников с широкой запрещенной зоной в разбивке по материалам (карбид кремния (SiC), нитрид галлия (GaN), алмаз и другие), отраслям промышленности (Бытовая электроника, автомобилестроение, аэрокосмическая и оборонная промышленность, информационные технологии и телекоммуникации, энергетика и коммунальные услуги и другие): Глобальные возможности Анализ и отраслевой прогноз на 2022-2032 годы”. Объем рынка широкополосных полупроводников оценивался в 1,6 миллиарда долларов в 2022 году и, по прогнозам, достигнет 5,4 миллиарда долларов к 2032 году, при этом совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 13,2% в период с 2023 по 2032 год.

Кроме того, полупроводники с широкой полосой пропускания используются в промышленном секторе и все чаще используются для расширения рабочей полосы пропускания для управления значительными потоками данных. Полупроводники с широкой полосой пропускания обеспечивают работу при более высоком напряжении и более простое согласование импеданса, что способствует росту рынка.

DARPA заключила контракт на разработку подложки из нитрида алюминия HexaTech

Компания HexaTech, Inc. объявила о заключении многолетнего контракта с Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA) в рамках недавно представленной инициативы агентства по созданию полупроводников со сверхширокополосной связью (UWBGS). Программа UWBGS направлена на создание необходимых высококачественных материалов, необходимых для практической реализации СШП-электроники и упрощения применения СШП-технологий. Участие HexaTech в этой программе будет сосредоточено на изготовлении подложек из нитрида алюминия (AlN) диаметром 100 мм с низкой плотностью дефектов, что будет иметь решающее значение для повышения производительности и расширения диапазона применения высоковольтных и высокочастотных электронных устройств.

Предполагаемый трехлетний контракт, в случае его полной реализации, оценивается в 10,2 миллиона долларов и расширяет ранее анонсированную инициативу HexaTech по разработке 100-миллиметровых изделий, ускоряя сроки и увеличивая масштаб производственного процесса HexaTech от выращивания кристаллов до обработки подложек.

Объем рынка полупроводниковых приборов с широкой запрещенной зоной

Мировой рынок широкополосных полупроводников в 2023 году оценивался в 1,94 миллиарда долларов США, и, по прогнозам, в период с 2024 по 2032 год среднегодовой прирост составит более 10%. Расширение рынка обусловлено многочисленными важными причинами. Растущая потребность в энергоэффективных электронных устройствах является основным катализатором.

Полупроводники с широкой запрещенной зоной (WBG), включая карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN), обеспечивают повышенную эффективность и эксплуатационные характеристики по сравнению с обычными полупроводниками на основе кремния. Такая эффективность особенно важна для мощных систем, таких как электромобили (EVS) и системы использования возобновляемых источников энергии, где крайне важно минимизировать потери энергии и выработку тепла. В июне 2024 года компания Nexperia объявила об инвестициях в размере 200 миллионов долларов США для разработки широкополосных полупроводников, включая SiC и GaN, на своем заводе в Гамбурге, Германия. Это расширение в сочетании с расширением производства кремния направлено на удовлетворение растущей потребности в эффективных силовых полупроводниках, одновременно способствуя местному экономическому росту и самообеспеченности полупроводниками в ЕС.

Твердотельная генерация высоких гармоник в обычных материалах подложек с большой запрещенной зоной

Твердотельная спектроскопия генерации высоких гармоник (sHHG) — это инновационный сверхбыстрый метод исследования основных характеристик материалов, включая электронную структуру в равновесии и вне его. Измерения анизотропии sHHG, при которых регистрируются спектры sHHG, связанные с возбуждающим электрическим полем и кристаллической решеткой, стали эффективным методом исследования симметрии кристаллов. В предыдущих исследованиях двумерных и других квантовых материалов часто использовались образцы на подложке, предполагая, что все сигналы sHHG исходят исключительно от образца из-за сравнительно высокой запрещенной зоны подложки.

Хотя это предположение, как правило, справедливо, мы демонстрируем, что некоторые выбросы ТГЧГ от часто используемых подложек могут возникать при умеренной интенсивности управляющего поля тГЧГ. Кроме того, мы демонстрируем необходимость оценки не только выхода sHHG из субстрата, но и его угловой зависимости от интересующего вещества. В этом исследовании сравниваются зависящие от мощности и разрешенные по углу поляризации sHHG-излучения плавленого кремнезема, фторида кальция, алмаза и сапфира, характеризующиеся двумя различными кристаллическими свойствами и ориентациями, с использованием управляющего поля в среднем инфракрасном диапазоне (MIR). Эта эмпирическая характеристика направлена на то, чтобы обосновать выбор подложки для исследований тГЧГ новых материалов, тем самым уменьшая неправильное распределение и помехи от связанных с подложкой выбросов тГЧГ, что позволяет исследовать более широкий спектр материалов.

Чрезвычайно низкое тепловое сопротивление МОП-транзисторов β-Ga2O3 благодаря совместному проектированию подложки и упаковки устройства

Оксид галлия (Ga2O3) признан потенциальным полупроводником со сверхширокополосной изоляцией, который, как ожидается, превзойдет существующие материалы с широкой запрещенной зоной, такие как GaN и SiC, в электронных приложениях. Широкое применение Ga2O3 ограничено его очень низкой теплопроводностью и отсутствием эффективных стратегий управления температурой на уровне устройства. В этом исследовании представлено изготовление металлооксидных полупроводниковых полевых транзисторов (МОП–транзисторов) Ga2O3 на основе комплексного проектирования подложек, переноса слоев и упаковки устройств. 3D-рамановская термография представлена как новый метод анализа распределения температуры внутри устройств, позволяющий получить важную информацию об их тепловых характеристиках.

Был изготовлен гетерогенный интегрированный материал Ga2O3-SiC, обладающий заметно низким тепловым сопротивлением на границе раздела фаз — 6,67 ± 2 м2·К/ГВт. По сравнению с гомоэпитаксиальными МОП-транзисторами Ga2O3, деградация Ion/Ioff в МОП-транзисторах Ga2O3-SiC снижена на 1,5 порядка, в то время как деградация Ron снижена на 31%, что указывает на превосходную термическую стабильность МОП-транзисторов Ga2O3-SiC. Использование дополнительного корпуса устройства приводит к существенному снижению теплового сопротивления МОП-транзистора Ga2O3-SiC, достигая рекордно низкого значения в 4,45 К·мм/Вт для МОП-транзисторов Ga2O3, о которых сообщалось ранее. В этом исследовании представлен эффективный подход к управлению температурой на уровне устройства в системах питания Ga2O3 нового поколения и радиочастотных приложениях.

Пленки оксида галлия в бета-фазе с использованием атомно-слоевого осаждения с усилением в плазме (PEALD) при температуре 200°C

Исследование иллюстрирует формирование высококачественного оксида галлия на кремниевых, сапфировых и стеклянных подложках с использованием триэтилгаллия (TEG) и плазмы Ar/O₂. Пленки обладают благоприятными свойствами для применения в полупроводниках с широкой запрещенной зоной, включая мощную электронику и оптоэлектронику.

Применение аргоноплазменного отжига in situ повышает плотность пленки, ее стехиометрию и кристалличность. Эти открытия имеют решающее значение для компаний, которые ищут экономичные низкотемпературные методы получения β-фазных пленок ga₂o₃ без высокотемпературного отжига, что делает их подходящими для чувствительных к температуре компонентов.

Основные области применения включают высокочастотную электронику, фотодетекторы с глубоким ультрафиолетовым излучением и газовые датчики, что делает β-ga₂o₃ приемлемой заменой SiC и GaN в области широкополосных полупроводников.

2D Встраиваемые устройства со сверхширокополосной связью для применения в экстремальных условиях

Полупроводники со сверхширокополосной структурой, включая AlGaN, AlN, алмаз и β-Ga2O3, заметно улучшили характеристики электрических и оптоэлектронных устройств, особенно в неблагоприятных условиях окружающей среды. Тем не менее, некоторые материалы сталкиваются с такими препятствиями, как недостаточная теплопроводность, ограниченная проводимость P-типа и образование отложений, что может ухудшить работу устройства в экстремальных условиях, таких как повышенные температуры и облучение. В этом обзорном исследовании рассматривается объединение различных двумерных материалов (2DMs) для решения этих проблем. Эти материалы обладают превосходными характеристиками, включая повышенную теплопроводность, механическую прочность и электрические свойства.

Графен, гексагональный нитрид бора, дихалькогениды переходных металлов, двумерные и квазидвухмерные Ga2O3, TeO2 и другие исследуются на предмет их потенциала для улучшения полупроводниковых устройств со сверхширокополосной структурой. Мы подчеркиваем существенное улучшение характеристик устройств после внедрения 2D-материалов. Используя характеристики этих материалов, полупроводниковые устройства со сверхширокозонной полосой пропускания демонстрируют улучшенную производительность и долговечность в экстремальных условиях окружающей среды. Этот анализ дает значительное представление о вкладе 2D-материалов в развитие полупроводников со сверхширокополосной структурой и подчеркивает перспективы продолжающихся исследований и разработок в этой области.

---

Ежемесячная информация о новостях силовой электроники с широким охватом