Вот подборка обязательных к прочтению новостей этой недели о материалах SiC, GaN и Wide Bandgap!

Новости SiC

Объем рынка карбида кремния достигнет 29 млрд долларов США к 2030 году при среднегодовом темпе роста 29,3%, сообщает Maximize Market Research.

Объем мирового рынка карбида кремния в 2023 году составил 4,8 миллиарда долларов США. Прогнозируется, что общий доход от продажи карбида кремния увеличится на 29,3% в период с 2024 по 2030 год и составит около 29 миллиардов долларов США.

В течение прогнозируемого периода ожидается значительный рост мирового рынка карбида кремния в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Мировой рынок карбида кремния был проанализирован с разбивкой на два основных сегмента: компоненты и применение.

Компания Maximize Market Research, занимающаяся исследованиями в области электроники, опубликовала аналитический отчет о мировом рынке карбида кремния. Согласно проведенному анализу, прогнозируемый объем рынка к 2030 году достигнет 29 миллиардов долларов. В 2023 году объем рынка оценивался в 4,8 миллиарда долларов США, и, по прогнозам, совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 29,3 процента в течение всего прогнозируемого периода.

Научно-исследовательский центр НИЦ в США празднует выход на новый уровень

Университет Арканзаса добился значительных успехов, завершив строительство многопользовательского научно-производственного комплекса SiC.

Создание нового полупроводникового центра предоставит федеральному правительству, национальным лабораториям, корпорациям всех размеров и другим университетам возможность разрабатывать прототипы с использованием SiC. В настоящее время эта возможность недоступна ни в одном другом месте на территории Соединенных Штатов.

Цель этого центра — служить связующим звеном между традиционными университетскими исследованиями и требованиями частной промышленности. Цель заключается в ускорении технологического прогресса путем создания централизованного центра, где чипы могут легко переходить от исследований и разработок к прототипированию, тестированию и производству.

Объект площадью 21 760 квадратных футов будет расположен рядом с Национальным центром надежной передачи электроэнергии в Арканзасском научно-технологическом парке. Он будет включать в себя чистые помещения площадью около 8000 квадратных футов, предназначенные для производства и тестирования.

Рынок устройств SiC вырастет до 12,85 млрд долларов США к 2031 году благодаря устойчивому развитию и электрификации

Согласно отчету SNS Insider, в 2023 году рынок устройств SiC оценивался в 2,35 млрд долларов США и, как ожидается, достигнет 12,85 млрд долларов США к 2031 году, при этом совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 23,6% в течение прогнозируемого периода 2024-2031 годов.

Расширение рынка можно объяснить отличительными характеристиками полупроводников из карбида кремния (SiC). SiC обладает превосходными свойствами по сравнению с классическими кремниевыми аналогами, включая большую ширину запрещенной зоны, более высокую теплопроводность и меньшие потери при переключении.

Растущий спрос на устройства из SiC обусловлен постоянным развитием индустрии электромобилей (EV). Благодаря своей эффективной работе с высокими напряжениями и токами, SiC является идеальным материалом для зарядных устройств для электромобилей, бортовых зарядных устройств, преобразователей постоянного тока в постоянный и силовых агрегатов. Следовательно, это приводит к увеличению продолжительности зарядки, увеличению дальности движения и повышению общей эффективности электромобилей (EV). Помимо электромобилей (EVS), карбид кремния (SiC) используется в нескольких отраслях промышленности, включая возобновляемые источники энергии (например, солнечные инверторы и ветряные турбины), медицинскую визуализацию (например, МРТ и рентгеновские источники питания), промышленную автоматизацию (например, кондиционирование воздуха и вспомогательные источники питания), и интегрированные системы транспортных средств. Широкое внедрение устройств SiC во многих отраслях, ориентированных на конечных пользователей, стимулирует рост рынка устройств SiC.

Моделирование излучаемых электромагнитных помех для систем трехфазного электропривода с силовыми модулями SiC

Силовые модули из карбида кремния (SiC) стали наиболее приемлемым вариантом для замены кремниевых устройств (Si). Тем не менее, высокая скорость переключения и частота работы силовых модулей из SiC вызывают опасения по поводу излучаемых электромагнитных помех (EMI).

В этом исследовании рассматриваются электромагнитные помехи (EMI), создаваемые системой трехфазного электропривода, используемой в электромобилях (EVS) и других электрических самолетах (MEAS). Проведен углубленный анализ источников электромагнитных помех (EMI), создаваемых как драйверами изолированных затворов, так и полевыми транзисторами на основе карбида кремния (SiC), металл-оксид-полупроводник (MOSFET). Определены пути распространения шума.

Построена вычислительная модель для определения излучаемого электрического поля в диапазоне частот от 150 кГц до 30 МГц. Результаты моделирования и эксперимента демонстрируют сильную корреляцию между предложенной аналитической моделью и наблюдаемыми излучаемыми электромагнитными помехами (ЭМИ). Предложенная модель используется в качестве основы для обсуждения стратегий снижения излучаемых электромагнитных помех (ЭМИ).

Компания Littelfuse представила драйвер IX4352NE с нижним расположением затвора для SiC-МОП-транзисторов и мощных IGBT-транзисторов

Компания Littelfuse представила МОП-транзистор IX4352NE на основе карбида кремния (SiC) с низкоуровневым затвором и драйвером на биполярных транзисторах с изолированным затвором (IGBT). Этот драйвер специально разработан для работы с МОП-транзисторами из карбида кремния (SiC) и мощными биполярными транзисторами с изолированным затвором (IGBT) в промышленных условиях.

Отличительной особенностью IX4352NE являются отдельные выходы источника и приемника напряжением 9 А, которые позволяют настраивать время включения и выключения при одновременном снижении потерь при переключении. Встроенный регулятор отрицательного заряда позволяет пользователю выбрать отрицательное смещение привода затвора. Это повышает устойчивость к dV/dt и приводит к более быстрому отключению. Этот драйвер обеспечивает высокую универсальность и производительность благодаря диапазону рабочих напряжений (VDD – VSS) до 35 В.

Новости GaN

CNIPA подтверждает действительность патентов EPC GaN

Американская компания Efficient Power Conversion Corp (EPC), специализирующаяся на технологии нитрида галлия (GaN), получила одобрение Национального управления интеллектуальной собственности Китая (CNIPA) на свой патент под названием «МОП-транзистор с компенсированным затвором и способ его изготовления» (китайский патент № ZL201080015425.X). Этот патент конкретно распространяется на полупроводниковые устройства GaN с улучшенным режимом работы.

Решение, принятое 30 апреля 2024 года, было основано на заявлении CNIPA от 2 апреля 2024 года. Это объявление подтвердило, что основные положения китайского патента EPC под названием «Устройство GaN HEMT с усовершенствованным режимом и способ его изготовления» (китайский патент № ZL201080015388.2) действительны. Китайская компания Innoscience оспорила оба патента EPC.

Китайский патент № ZL201080015425.X защищает базовую структуру и компоновку эксклюзивных полевых транзисторов EPC GaN с режимом усиления (FET), которые имеют меньшую утечку на затворе. Большинство участников отрасли используют технологию GaN gate, защищенную этим патентом.

Микро-Светоизлучающий Транзистор С N-Канальным Полевым Транзистором GaN, Подключенным Последовательно Со Светодиодом GaN

Исследователи из Университета штата Огайо и Национальной лаборатории Сандия недавно опубликовали техническую статью под названием “Монолитно-интегрированный GaN-микросветоизлучающий транзистор с поддержкой туннельных переходов”.

Микросветодиоды GaN/InGaN обладают большим потенциалом в качестве технологии для дисплеев будущего. Использование управляющих транзисторов и их интеграция имеют решающее значение для разработки дисплеев, которые отличаются высокой производительностью и эффективностью. Интеграция MicroLED с коммутационными устройствами GaN позволяет регулировать выходную мощность MicroLED с помощью емкостного управления, а не с помощью методов, управляемых током. Реализация этой стратегии может значительно снизить сложность схем драйверов без ущерба для оптико-электронных характеристик устройства.

В этой статье представлен 3-контактный микросветоизлучающий транзистор GaN, который объединяет MicroLED на основе синего туннелирования GaN/InGaN с n-канальным полевым транзистором GaN. Интегрированное устройство демонстрирует исключительную регулировку управления затвором, тока стока и оптического излучения. Это исследование предлагает перспективный подход к бесшовной интеграции полевых транзисторов GaN с MicroLED, что может привести к разработке дисплеев MicroLED и систем связи, отличающихся быстрым переключением и высокой эффективностью.

Компания Wolfspeed получила грант на разработку мощного вертикального gan-транзистора со схемой улучшения восстановления

Компания Wolfspeed получила патент на устройство, которое включает в себя барьерный слой из нитрида III группы, схему для улучшения восстановления и p-область для минимизации воздействия перегрузки. Концепция включает в себя буферный слой с увеличенной шириной полосы пропускания для повышения производительности. Исследование GlobalData содержит всесторонний анализ Wolfspeed, охватывающий все аспекты деятельности компании, включая ее подход к получению патентов.

В патенте (номер публикации: US11929428B2) описывается недавно разработанное устройство и методика для улучшения процесса восстановления энергии в электронных устройствах. Устройство состоит из подложки, защитного слоя из нитрида III группы, источника, затвора, дренажа, p-зоны и контура улучшения регенерации. p-зона стратегически расположена под такими важными компонентами, как источник, затвор и дренаж. Барьерный слой из нитрида III группы имеет большую пропускную способность, чем буферный слой. Схема повышения эффективности восстановления специально разработана для уменьшения последствий чрезмерных нагрузок, получаемых затвором, что сводит к минимуму время восстановления, задержку работы затвора и связанные с этим эффекты.

Guerrilla RF завершает стратегическое приобретение линейки устройств GaN у Gallium Semiconductor

Guerrilla RF, Inc. завершила закупку полной коллекции усилителей мощности GaN и интерфейсных модулей Gallium Semiconductor. Начиная с 26 апреля 2024 года, GUER приобрела права собственности на все ранее выпущенные компоненты и новые ядра, разрабатываемые в Gallium Semiconductor. Кроме того, GUER приобрела всю соответствующую интеллектуальную собственность (ИС) в рамках этого приобретения портфеля. Компания планирует интегрировать эти активы, чтобы значительно улучшить свои текущие инициативы по разработке и маркетингу новой серии устройств GaN, специально разработанных для беспроводной инфраструктуры, военных и спутниковых систем связи.

Согласно анализу, проведенному Yole Group, ожидается, что рынок устройств RF GaN значительно расширится, и его стоимость, как ожидается, увеличится с 1,3 миллиарда долларов в 2022 году до 2,7 миллиарда долларов к 2028 году. Основной причиной такого роста является значительное расширение трех важных сегментов рынка, которые имеют отношение к Guerrilla RF: телекоммуникационная инфраструктура (включая системы 5G и «точка-точка»), военная и спутниковая связь. Ожидается, что совокупные годовые темпы роста в этих сегментах составят 10%, 13% и 18% соответственно. Кроме того, прогнозируется, что вариации GaN на основе SiC, используемые в разработках Gallium Semiconductor, будут оставаться ведущей силой на этом рынке в течение следующих десяти лет.

Объем рынка устройств Power GaN, Делиться, Тенденции, Рост И Прогноз До 2032 Года

По прогнозам, в период с 2024 по 2032 год совокупный годовой темп роста рынка устройств Power GaN составит 41,5%, что будет обусловлено различными факторами, характерными для различных секторов. Динамичный и конкурентоспособный бизнес-ландшафт, в котором представлены как известные компании, так и новые игроки, подчеркивает стремление отрасли к технологическому прогрессу. Несмотря на сохраняющиеся проблемы, особенно в области промышленной интеграции, постоянные усилия и сотрудничество направлены на преодоление этих препятствий.

Рынок демонстрирует равновесие и устойчивость благодаря доминированию определенных сегментов рынка с точки зрения выручки и совокупного годового темпа роста (CAGR), что подтверждается сегментацией рынка. Географические тенденции подчеркивают глобальный охват бизнеса устройств GaN, при этом Азиатско-Тихоокеанский регион демонстрирует наибольший потенциал для роста. Ожидается, что по мере развития отрасли непрерывные инновации и стратегические альянсы будут определять будущее, делая технологию Power GaN важным компонентом для различных применений в различных секторах.

Новости ГВБ

Легирующие примеси и дефекты в полупроводниках со сверхширокозонной зоной

Полупроводники с ультраширокой запрещенной зоной, для которых ширина запрещенной зоны превышает 3,5 эВ, имеют большие перспективы для электрических устройств с переключением мощности и излучателей ультрафиолетового излучения. Однако развитие этих материалов сталкивается с рядом препятствий, большинство из которых связаны с регулированием электропроводности.

В этой статье представлен всесторонний анализ основных проблем, с которыми сталкивается определенная группа материалов, а именно AlGaN, AlN, BN, Ga2O3, Al2O3 и алмаз. Основное внимание уделяется изучению ограничений при легировании n- и p-типа, а также влиянию примесей и собственных точечных дефектов.

В статье представлен подробный анализ нитридных и оксидных полупроводников со сверхширокозонными свойствами, освещая общие проблемы, с которыми они сталкиваются. Кроме того, в статье рассматриваются особые характеристики алмаза, который представляет собой более исключительную ситуацию. Основной проблемой, с которой сталкиваются эти полупроводники, является достижение биполярной электропроводности, что влечет за собой достижение проводимости как n-типа, так и p-типа внутри одного материала.

ETRI разрабатывает эпиляционный слой из оксида галлия класса 3 кВ и технологии для устройств

В партнерстве с Корейским институтом керамической инженерии и технологии (KICET) Научно-исследовательский институт электроники и телекоммуникаций (ETRI), некоммерческая организация, финансируемая Министерством культуры, спорта и туризма Южной Кореи, успешно создала основные материалы и технологические процессы для силовых полупроводников из оксида галлия (Ga2O3).. В частности, они разработали первое в Корее силовое полупроводниковое устройство на основе оксида галлия класса 3 кВ металл-оксид-полупроводник на полевых транзисторах (MOSFET).

Оксид галлия широко изучается во всем мире как важнейшее вещество для создания передовых силовых полупроводников в будущем. Япония и США лидируют в технологических достижениях в этой области, но ETRI считает, что ее изобретение сократило разницу.

Стратегия повышения эффективности перовскитных/органических солнечных элементов

В последнее время ученые проводят эксперименты с различными конструкциями солнечных элементов, чтобы способствовать их широкому использованию. Было обнаружено, что органические солнечные элементы на основе перовскита обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными конструкциями солнечных элементов на основе кремния. Эти преимущества включают снижение затрат на изготовление, большую гибкость и улучшенную настраиваемость.

Группа ученых из ключевой лаборатории новых полупроводниковых и оптоэлектронных материалов и устройств Сучжоуского университета Сучжоу разработала метод предотвращения разделения различных фаз в перовскитах с широкой запрещенной зоной. Этот метод повышает эффективность и долговечность тандемных элементов из перовскита и органики. Этот подход, представленный в научном журнале Nature Energy, предполагает использование синтетического сплава, состоящего из трех галогенидных элементов, в смешанных галогенидных перовскитных материалах, которые в основном состоят из йода и брома.

Отчет о стратегии развития глобальных широкополосных полупроводниковых устройств (WBG) за 2024 год: Объем рынка достигнет 10,9 млрд долларов к 2030 году по сравнению с 1,4 млрд долларов в 2022 году, увеличившись в среднем на 29,4%

Ожидается, что мировой рынок широкополосных силовых полупроводниковых приборов (WBG), объем которого в 2022 году оценивался примерно в 1,4 миллиарда долларов США, к 2030 году увеличится до 10,9 миллиарда долларов США, при этом совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 29,4% в течение анализируемого периода 2022-2030 годов.

Широкополосные полупроводники (WBG) вот-вот превзойдут кремний и станут незаменимыми компонентами в области энергетики, освещения, радиочастотной и оптоэлектроники, что знаменует собой захватывающее событие в развитии полупроводниковой промышленности.

В отчете прогнозируется, что совокупный годовой темп роста карбида кремния (SiC), специфического сегмента, составит 29,4% и к концу анализируемого периода достигнет 6,3 млрд долларов США. По прогнозам, в течение следующих 8 лет среднегодовой темп роста сегмента нитрида галлия (GaN) составит 31,4%.

Разработка эпитаксиального слоя из оксида галлия класса 3 кВ и технологии изготовления устройств

Корейский научно-исследовательский институт электроники и телекоммуникаций (ETRI) вместе со своей исследовательской группой достигли значительного прогресса, успешно разработав материалы сердечника и технологические процессы для силовых полупроводников из оксида галлия (Ga2O3), которые считаются силовыми полупроводниками нового поколения. Оксид галлия является важнейшим веществом для разработки передовых силовых полупроводников, и он был предметом обширных исследований во всем мире. Япония и Соединенные Штаты ранее были на переднем крае технологических достижений в этой области, но в настоящее время расстояние между ними сократилось из-за продолжающегося технологического роста.

Компания ETRI в партнерстве с Корейским институтом керамической инженерии и технологии (KICET) сообщила об успешном внедрении технологии силовых полупроводниковых МОП-транзисторов (MOSFET) на основе оксида галлия класса 3 кВ, что стало первым достижением такого рода в Корее. Это достижение является ярким примером эффективных исследований и разработок, когда технология для коммерциализации систематически объединялась и разрабатывалась в рамках уникального проекта исследовательской группы, основанного на платформе. Это первый в своем роде проект в мире.

Алмазные транзисторы N-типа: Новые стандарты в области полупроводников

Японские исследователи только что совершили революционное достижение в области электроники, создав первый в мире “n-канальный” транзистор на основе алмаза. Это достижение представляет собой важную веху в производстве процессоров, способных работать при повышенных температурах, устраняя необходимость в методах прямого охлаждения и расширяя эксплуатационные возможности электронных компонентов.

Исторически сложилось так, что кремниевые транзисторы служили основными строительными блоками для производства процессоров с 1960-х годов. Тем не менее, по мере снижения масштабов производственного процесса физические ограничения, присущие кремнию, становятся все более очевидными. В связи с этим ученые изучают другие материалы для повышения эффективности, быстродействия и долговечности электронных устройств. Появление транзисторов на основе алмаза открывает замечательные возможности для развития сектора электроники.

Исследователи использовали потенциал алмаза при создании транзисторов, которые представляют собой электрические переключатели, усиливающие протекание тока в электронных схемах. Этот прорыв позволяет создавать более компактные, быстрые и энергоэффективные электронные компоненты. Более того, эти алмазные транзисторы демонстрируют способность функционировать в суровых условиях, преодолевая ограничения, присущие традиционным компонентам на основе кремния.