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

Новости SiC

U-M выделила до 7,5 млн долларов на поставку термостойких полупроводников из лаборатории в завод

Термостойкие сенсорные и обрабатывающие чипы на основе карбида кремния обладают потенциалом для усовершенствования самолетов, транспортных средств, работающих на электричестве и газе, возобновляемых источников энергии, обороны и освоения космоса. Исследователи из Мичиганского университета возглавляют совместную инициативу стоимостью в несколько миллионов долларов, направленную на повышение их доступности на рынке.

Инициатива, поддержанная центром микроэлектроники Silicon Crossroads Commons Hub, начинается с первоначального финансирования в размере 2,4 миллиона долларов и может получить до 7,5 миллионов долларов в течение трех лет.

Инженеры исследовательского центра Гленна НАСА в течение нескольких десятилетий изучали жизнеспособность карбида кремния, или SiC, в качестве высокоэффективного полупроводника. Устройства из карбида кремния (SiC) могут выдерживать более высокие напряжения, температуры и уровни радиации по сравнению с одним только кремнием. Чтобы исследовать поверхность Венеры, они сконструировали SiC-схему, способную выдерживать температуру 930 ° F (500 ° C) в течение длительного времени. NASA Glenn продемонстрировало работу упакованного устройства в диапазоне температур от 1800 F (1000 °C), от -310 F (-190 ° C) до 1490 F (812 ° C) для использования в аэрокосмической промышленности.

Карбид кремния (SiC) обладает потенциалом, выходящим за рамки космических полетов; он постепенно используется в силовой электронике для электромобилей и системах возобновляемой энергетики, таких как солнечная энергия и энергия ветра. Тем не менее, эти приложения не в полной мере используют его долговечность в суровых условиях.

Новая инициатива позволит усовершенствовать технологию и производственные процессы НАСА до современных размеров пластин и облегчит широкий доступ к дизайну SiC-чипов. Среди соавторов — НАСА, GE Aerospace Research в Нискаюне, штат Нью-Йорк; технологическая фирма Ozark Integrated Circuits в Фейетвилле, штат Арканзас; и Wolfspeed, производитель полупроводников, базирующийся в Северной Каролине.

Navitas представит прорывные разработки в области GaN и SiC для центров обработки данных искусственного интеллекта, электромобилей и мобильных приложений на АТЭС 2025

Navitas Semiconductor (Nasdaq: NVTS), единственное в мире предприятие по производству силовых полупроводников нового поколения и выдающийся авторитет в области силовых интегральных схем из нитрида галлия (GaN) и технологии карбида кремния (SiC), объявила о своем участии в АТЭС 2025, где она продемонстрирует последние достижения в области GaN и SiC по всему миру. широкополосные технологии для центров обработки данных с искусственным интеллектом, электромобилей и мобильных приложений. Кроме того, Navitas продемонстрирует свою новейшую «парадигму преобразования энергии», представленную во время пресс-конференции в прямом эфире 12 марта.

Конференцию АТЭС планируется провести во Всемирном конгресс-центре Джорджии в Атланте с 16 по 20 марта. Выставка “Planet Navitas” (стенд №1107) продемонстрирует цель компании «Электрифицировать наш мир™», способствуя переходу от традиционного кремния к силовым полупроводникам нового поколения, использующим экологически чистую энергию GaN и SiC. Эти технологии разработаны для быстрорастущих рынков, где требуется максимальная эффективность и удельная мощность. Переход от кремниевых технологий к технологиям GaN и SiC может привести к сокращению выбросов CO2 примерно на 6000 мегатонн в год к 2050 году.

Spirox создает первую в Азиатско-Тихоокеанском регионе лабораторию динамической проверки надежности силовых полупроводников

Корпорация Spirox объявила о своем намерении создать первый в Азиатско-Тихоокеанском регионе центр динамической проверки надежности силовых полупроводников. Этот стратегический проект, реализуемый в партнерстве с дистрибьюторской компанией ally SET GmbH (в настоящее время интегрированной в NI), направлен на удовлетворение растущего спроса на сертификацию силовых полупроводниковых чипов автомобильного класса. Лаборатория стремится предложить местным производителям полупроводников доступные и эффективные услуги по проверке, ускоряя их исследовательскую, опытно-конструкторскую и производственную деятельность.

Рынок силовых полупроводников стремительно расширяется благодаря электромобилям и использованию возобновляемых источников энергии. По сравнению с обычными кремниевыми чипами IGBT, SiC обеспечивает повышенную эффективность и снижение энергопотребления в условиях высокой температуры и высокого напряжения. В то время как кремниевые чипы остаются доминирующими в полупроводниковой промышленности, все большее число высокопроизводительных продуктов смещается в сторону материалов с широкой запрещенной зоной, таких как составные полупроводники, в качестве основы для архитектур проектирования чипов. EETimes Asia сообщает, что рынок автомобильной электроники для устройств SiC power, как ожидается, приблизится к 4 миллиардам долларов США к 2026 году.

Пол Янг, генеральный директор Spirox, подчеркивает значительный потенциал бизнеса по производству силовых полупроводников, утверждая, что спрос в Азиатско-Тихоокеанском регионе превысит спрос в других регионах. Используя свой значительный опыт в области тестирования полупроводников, новая лаборатория динамической проверки надежности силовых полупроводников Spirox будет предлагать услуги по проверке важнейших автомобильных модулей SiC на протяжении всей разработки продукта. Концентрируясь на DGS / Dynamic HTGB, Dynamic H3TRB / DRB, а также системах IOL и Power Cycling systems, Spirox, основной дистрибьютор NI в области тестирования полупроводников, предоставит индивидуальные решения для проверки и обширные решения для оборудования, гарантирующие быстрое, профессиональное и надежное послепродажное обслуживание.

Корейские исследователи оценивают радиационную стойкость силовых полупроводников SiC

Корейские исследователи оценили радиационную стойкость силовых полупроводниковых приборов из карбида кремния (SiC) во внеземных условиях и разработали технологию, гарантирующую надежность.

17-го числа исследовательская группа, возглавляемая старшим научным сотрудником Чжэ Хва Сео из исследовательского центра полупроводников нового поколения Корейского института электротехнологий, сообщила о разработке технологии оценки радиационной стойкости силовых полупроводников SiC.

Силовые полупроводники являются важными элементами в электрических и электронных системах, регулирующими направление тока и контролирующими преобразование энергии, подобно мышцам в человеческом теле. В то время как кремний (Si) остается преобладающим материалом для силовых полупроводников космического назначения, широкополосные силовые полупроводники, включая карбид кремния (SiC) и алмаз, становятся признанными перспективными альтернативами следующего поколения благодаря их превосходным характеристикам и долговечности.

Космическое излучение определено как основной фактор, способствующий существенному ухудшению электрических характеристик силовых полупроводников, встроенных в самолеты, марсоходы и спутники. Это подчеркивает важность изучения воздействия излучения на силовые полупроводники.

Исследовательская группа впервые в стране эффективно оценила радиационную стойкость силовых полупроводников SiC с помощью моделирования высокоэнергетической космической среды. Они воспроизвели космическую среду, используя протоны высокой энергии (100 МэВ) из ускорительных установок. Команда провела систематический анализ воздействия на силовые полупроводники SiC, включая колебания напряжения, повышенные токи утечки из-за воздействия и повреждение решетки в условиях космической среды, результаты которого опубликованы в международном журнале «Радиационная физика и химия».

Бум электромобилей способствует росту рынка SiC-пластин на 14,8% в годовом исчислении: отчет Valuates исследует будущее силовой электроники | Отчеты Valuates

Мировой рынок пластин из карбида кремния (SiC) оценивался в 1 218 миллионов долларов США в 2024 году и, как ожидается, достигнет пересмотренной оценки в 3 154 миллиона долларов США к 2031 году, демонстрируя совокупный годовой темп роста (CAGR) в размере 14,8% в течение прогнозируемого периода.

Рынок пластин из карбида кремния (SiC) ожидает значительное расширение в связи с растущей потребностью в высокопроизводительных и энергоэффективных компонентах во многих секторах. Технология карбида кремния (SiC), признанная за ее исключительные тепловые и электрические характеристики, необходима для обеспечения энергией приложений следующего поколения в электромобилях, промышленных системах электроснабжения и бытовой электронике. Постоянные усовершенствования в области масштабируемости производства и экономической эффективности делают пластины SiC все более доступными для производителей по всему миру. Этот растущий рынок поддерживается всемирной инициативой по обеспечению энергетической устойчивости и увеличением инвестиций в возобновляемые источники энергии и электрификацию автомобилей. Поскольку отрасли промышленности стремятся повысить производительность и свести к минимуму воздействие на окружающую среду, спрос на долговечные SiC-пластины растет, что создает условия для устойчивого роста рынка и конкурентоспособных инноваций.

Li Auto начинает массовое производство SiC-модулей собственной разработки для увеличения числа запусков BEV

Компания Li Auto приступила к массовому производству модулей с запатентованным чипом питания из карбида кремния (SiC) в ожидании новых моделей электромобилей с аккумуляторной батареей (BEV), которые будут выпущены позднее в этом году. Компания заявила на Weibo, что началась установка собственного чипа SiC power.

Компания Li Auto приступила к массовому производству силовых модулей SiC собственной разработки и узлов электропривода нового поколения на своих предприятиях по производству полупроводников в Сучжоу и электроприводов в Чанчжоу, соответственно. 

Растущее внедрение электромобилей способствует росту рынка силовых полупроводников из карбида кремния: Ведущая трансформация на рынке силовых полупроводников из карбида кремния в 2025 году

В последнее время объем рынка силовых полупроводников из карбида кремния значительно вырос. Прогноз роста составляет от 1,24 миллиарда долларов в 2024 году до 1,57 миллиарда долларов в 2025 году, что отражает совокупный годовой темп роста (CAGR) в размере 26,6%. Исторические всплески объясняются внедрением устройств питания SiC в системы зарядки электромобилей, их способностью функционировать при высоких температурах, расширением сектора бытовой электроники, внедрением передовых электронных компонентов в энергетические приложения и быстрым ростом автомобильной промышленности и отрасли возобновляемых источников энергии.

По прогнозам, производство силовых полупроводников из карбида кремния будет значительно развиваться, потенциально достигнув к 2029 году стоимости в 3,99 миллиарда долларов при совокупном годовом темпе роста (CAGR) в 26,2%. Прогноз роста на указанный период обусловлен такими факторами, как широкое внедрение дискретных устройств SiC, растущий спрос на бытовую электронику и беспроводную связь, более широкое распространение электромобилей, растущая потребность в энергоэффективных портативных устройствах с батарейным питанием и появление силовых полупроводников SiC. Технический прогресс, появление новых конкурентов, стремящихся заполучить технологию, увеличение числа изобретательских процедур и разработок продуктов.

Ожидается, что растущее распространение электромобилей будет способствовать расширению рынка силовых полупроводников из карбида кремния. Электромобиль (EV) использует один или несколько электродвигателей для приведения в движение. Рост числа электромобилей объясняется научным прогрессом, государственной поддержкой, потребительским спросом и промышленными инвестициями. Силовые полупроводники из карбида кремния (SiC) заметно улучшают работу электромобилей за счет повышения эффективности, снижения веса и повышения общей производительности по сравнению с традиционными полупроводниками на основе кремния. Поскольку производители электромобилей стремятся повысить производительность своих автомобилей и улучшить потребительские впечатления от вождения, использование этих чипов растет.

Бум из карбида кремния: Готовятся к производству пластин

В связи с растущим спросом на карбид кремния (SiC) в таких областях, как электромобили, системы возобновляемой энергетики и искусственный интеллект, затраты на производство пластин из SiC растут. Во всем мире активно разрабатываются новые мощности по производству SiC-пластин, и последние сообщения указывают на то, что близится к завершению строительство еще одного завода по производству SiC.

Недавние слухи предполагают, что завод Wolfspeed по производству пластин из карбида кремния стоимостью 5 миллиардов долларов приближается к завершению. Компания намерена взять под полный контроль предприятие к марту этого года и начать производство усовершенствованных 200-миллиметровых (8-дюймовых) пластин SiC в июне.

Расположенный в округе Чатем, штат Северная Каролина, этот завод был открыт в сентябре 2022 года как крупнейший в мире завод по производству карбида кремния. К марту 2024 года объект был введен в эксплуатацию.

В дополнение к Wolfspeed, известные полупроводниковые компании, включая STMicroelectronics, onsemi, Infineon, Bosch, Fuji Electric и Mitsubishi Electric, создают производственные мощности по производству карбида кремния для удовлетворения растущего спроса на рынке, особенно на 8-дюймовые SiC-пластины. 

Ожидается, что к 2030 году рынок силовых полупроводников SiC достигнет оценки в 7 030 515,23 тыс. долларов США при среднегодовом показателе в 26,0%. Размер, доля, рост, тенденции, анализ спроса и возможностей

Ожидается, что в ближайшие годы мировой рынок силовых полупроводников SiC значительно расширится, чему будет способствовать растущий спрос на высокопроизводительные и энергоэффективные полупроводниковые устройства в нескольких секторах. Основные участники рынка концентрируются на продуктовых инновациях, альянсах и стратегическом сотрудничестве, чтобы усилить свое присутствие на рынке и обеспечить конкурентное преимущество. Ожидается, что увеличение инвестиций в исследования и разработки, направленные на улучшение характеристик SiC-материалов и технологий производства, будет способствовать дальнейшему расширению рынка.

Мировой рынок силовых полупроводников SiC ожидает существенный рост благодаря быстрому внедрению технических инноваций в полупроводниковом секторе. Появляющейся тенденцией является повышенный акцент на продвижении силовых устройств на основе SiC с повышенными номинальными значениями напряжения и тока, что отвечает растущему спросу на эффективные решения для управления энергопотреблением в различных отраслях конечного использования. Ожидается, что эта тенденция будет способствовать использованию силовых модулей и дискретных устройств SiC, особенно в приложениях, требующих повышенной плотности мощности и улучшенных тепловых характеристик.

Инновационная конструкция компактного источника питания с наносекундными импульсами, использующего SiC-МОП-транзисторы для усовершенствованных приводов плазменного разряда с диэлектрическим барьером

В этой статье подробно описывается создание компактного и легкого наносекундного импульсного источника питания, направленного на повышение эффективности плазменных приводов для управления потоком на беспилотных летательных аппаратах (БПЛА). Хотя в плазменных приводах часто используются обычные источники питания переменного тока, наносекундные импульсные источники питания обеспечивают преимущество работы в более широком диапазоне чисел Рейнольдса, что делает их особенно выгодными. Тем не менее, уменьшение размеров и веса импульсного источника питания создает значительные препятствия. 

Чтобы решить эти проблемы, мы предлагаем инновационный метод, использующий высоковольтный МОП-транзистор из карбида кремния (SiC) для создания источника питания с индуктивным накопителем энергии (IEC), тем самым устраняя необходимость в громоздком сердечнике трансформатора. Это нововведение позволяет получить более компактный и легкий импульсный источник питания, потенциально улучшающий аэродинамическое управление при использовании беспилотных летательных аппаратов. Размеры и масса разработанного источника питания аналогичны самым маленьким источникам питания переменного тока, созданным до сих пор. Наряду с фундаментальными оценками тока и напряжения эффективность источника питания для регулирования воздушного потока проверяется с помощью исследований в аэродинамической трубе. Плазменный привод, питаемый от недавно созданного наносекундного импульсного источника питания, демонстрирует повышенную производительность по сравнению с предыдущими исследованиями, несмотря на его компактные размеры и небольшой вес.

Teradyne и Infineon объявляют о стратегическом партнерстве для продвижения тестирования мощности

Teradyne, Inc. и Infineon Technologies AG заключили стратегическое соглашение об улучшении тестирования силовых полупроводников.

В рамках расширенного партнерства Teradyne приобретет подразделение группы автоматизированного тестирования оборудования Infineon (AET), расположенное в Регенсбурге, Германия. Эта сделка дает взаимные преимущества обеим компаниям. Обладая расширенными ресурсами и знаниями, Teradyne ускорит реализацию своей стратегии в секторе силовых полупроводников, сотрудничая с выдающимся лидером рынка в разработке инновационных решений. Заключая сервисное соглашение, Infineon обеспечивает постоянную поддержку производства, повышает адаптивность для удовлетворения внутреннего спроса на специализированное испытательное оборудование и извлекает выгоду из экономии Teradyne за счет масштаба.

Infineon утверждает, что интеграция ее опытного персонала с Teradyne ускорит внедрение инноваций и решит возникающие проблемы тестирования в новых технологиях, таких как карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN), обеспечивая необходимый масштаб и адаптивность, требуемые рынками и клиентурой.

Компания Teradyne полностью посвятила себя работе с командой из 80 человек в филиале Infineon в Регенсбурге и намерена расширить эти возможности по мере слияния с подразделением Power Semiconductor.

Объем рынка устройств SiC к 2032 году превысит 15,82 млрд долларов США, что составит 23,6% в годовом исчислении | SNS Insider

По данным SNS Insider, рынок устройств SiC оценивался в 2,35 миллиарда долларов США в 2023 году и, по прогнозам, достигнет 15,82 миллиарда долларов США к 2032 году, увеличившись в среднем на 23,6% с 2024 по 2032 год.

Этот рост подпитывается растущим спросом на высокоэффективную силовую электронику в автомобилестроении, возобновляемых источниках энергии и промышленности. Ключевым фактором является быстрое внедрение электромобилей (EV), где устройства SiC улучшают работу аккумулятора и энергоэффективность. Кроме того, расширение проектов в области возобновляемых источников энергии, особенно в области солнечной и ветряной энергетики, повышает спрос на инверторы на основе SiC. Растущее внедрение промышленной автоматизации и растущая потребность в энергоэффективных силовых полупроводниках еще больше ускоряют расширение рынка. Правительственные инициативы, способствующие углеродной нейтральности, и усовершенствования в процессах производства SiC также способствуют этой восходящей тенденции. Поскольку отрасли уделяют приоритетное внимание повышению плотности мощности и КПД, ожидается, что устройства SiC будут играть решающую роль в энергетике следующего поколения.

---

Новости GaN

Первый в отрасли 200-вольтовый GaN-транзисторный вентиль космического класса от TI помогает спутникам становиться меньше и эффективнее

Компания Texas Instruments (TI) представила новую серию радиационно-стойких полумостовых затворов полевых транзисторов (FET) на основе нитрида галлия (GaN). Это семейство вентильных драйверов оснащено первым в отрасли полевым транзистором GaN космического класса, способным работать при напряжении до 200 в. Устройства предлагаются в керамических и пластиковых корпусах, совместимых с pin-to-pin, и поддерживают три уровня напряжения. Инновации TI в области источников питания космического класса позволяют инженерам разрабатывать спутниковые системы питания для различных космических миссий с использованием одного источника на чипе.

Спутниковые системы становятся все более сложными, чтобы удовлетворить требования к улучшенной обработке и передаче данных на орбите, изображениям с более высоким разрешением и более точному зондированию. Инженеры стремятся расширить возможности миссии за счет оптимизации эффективности систем электроснабжения. Новые драйверы gate от Texas Instruments спроектированы таким образом, чтобы точно управлять полевыми транзисторами GaN с быстрыми периодами нарастания и спада, увеличивая габариты и плотность источника питания. Это позволяет спутнику более эффективно использовать энергию, вырабатываемую его солнечными батареями, для выполнения задач миссии.

Cambridge GaN Devices выделяет $32 млн для стимулирования роста индустрии силовых полупроводников

Cambridge GaN Devices (CGD) завершила раунд инвестиций серии C стоимостью 32 миллиона долларов. Стратегический инвестор возглавил инвестиции при участии British Patient Capital и поддержке предыдущих инвесторов Parkwalk, BGF, Cambridge Innovation Capital (CIC), Foresight Group и IQ Capital.

Революционизирование силовой электроники с помощью устройств на основе нитрида галлия GaN означает значительный прогресс в силовой электронике, обеспечивающий повышенную скорость переключения, снижение энергопотребления и более компактные конфигурации по сравнению с обычными альтернативами на основе кремния. Запатентованная CGD монолитная технология ICeGaN® облегчает интеграцию GaN как в существующие, так и в усовершенствованные конструкции, достигая уровня эффективности, превышающего 99%, и обеспечивая экономию энергии до 50% в различных приложениях высокой мощности, включая электромобили и источники питания центров обработки данных. Эти достижения могли бы ежегодно сокращать миллионы тонн выбросов CO2, способствуя глобальному переходу к более устойчивым энергетическим системам благодаря присущему технологии ICeGaN® удобству в использовании для ее клиентов.

Frontgrade является первоклассным в отрасли L-образным преобразователем постоянного тока в постоянный ток и электромагнитным фильтром

Компания Frontgrade Technologies, ведущий поставщик необходимой электроники для аэрокосмической и военной промышленности, отличилась тем, что стала первым предприятием, успешно выполнившим требования класса L к преобразователю постоянного тока на основе нитрида галлия (GaN) и соответствующему фильтру электромагнитных помех (EMI). Спецификация MIL-PRF-38534 Агентства оборонного снабжения для квалификации класса L подтверждает способность этих устройств соответствовать строгим стандартам производительности, требуемым для космических полетов в диапазоне от низкой околоземной орбиты (LEO) до геостационарной околоземной орбиты (GEO).

Новейшие изолированные одноступенчатые преобразователи Frontgrade используют сложную технологию GaN FET, предоставляя разработчикам космических аппаратов самые эффективные модули преобразования энергии, доступные в настоящее время, с КПД 93%. Преобразователь постоянного тока GaN компании DC-DC обладает ускоренным переключением и повышенной производительностью, быстро удовлетворяя динамические требования к питанию и предлагая множество выходов напряжения для оптимальной гибкости. Это устройство спроектировано таким образом, чтобы обеспечить бесперебойную передачу мощности от шины к точке нагрузки, гарантируя отличную производительность как для текущего, так и для будущего применения в космосе.

Генеративный дизайн стабильных полупроводниковых материалов с использованием глубокого обучения и теории функционала плотности

Сложность технологии полупроводниковых приборов значительно возросла с момента изобретения биполярного транзистора. Ученые создали вычислительный конвейер для идентификации стабильных полупроводников путем интеграции генерирующих состязательных сетей (GAN), классификаторов и высокопроизводительных вычислений на основе первых принципов. Они использовали CubicGAN, основанный на GAN подход для производства кубических материалов, сконструировали классификатор для оценки полупроводников и исследовали их стабильность, используя базовые принципы. Они успешно идентифицировали 12 стабильных полупроводников AA’ MH6 внутри космической группы F-43m.

Рынок полупроводниковых приборов RF GaN к 2032 году достигнет 7,84 млрд долларов США | SNS INSIDER

В отчете SNS Insider говорится, что рынок полупроводниковых приборов RF GaN оценивался в 1,34 миллиарда долларов США в 2023 году и, по прогнозам, достигнет 7,84 миллиарда долларов США к 2032 году, при совокупном годовом темпе роста (CAGR) в 21,7% в течение прогнозируемого периода 2024-2032 годов.

Потребность в полупроводниковых приборах RF GaN, признанных за их высокочастотные, мощные и энергоэффективные характеристики в телекоммуникационном, оборонном и аэрокосмическом секторах, стимулирует рынок полупроводниковых устройств RF GaN. На расширение в значительной степени влияют рост глобальных сетей 5G, более широкое внедрение радиолокационных систем и технологические достижения в области спутниковой связи.

Ожидается, что к 2032 году рынок серверных блоков питания (PSU) GaN вырастет на 24,76% в годовом исчислении

Рынок серверных блоков питания GaN в 2023 году оценивался в 1,28 миллиарда долларов США. Прогноз указывает на увеличение с 1,6 млрд долларов США в 2024 году до 9,4 млрд долларов США к 2032 году, что отражает совокупный годовой темп роста (CAGR) примерно на 24,76% в период с 2025 по 2032 год.

Рынок серверных блоков питания на основе нитрида галлия (GaN) стремительно развивается в связи с растущим спросом на эффективные и компактные решения для питания в центрах обработки данных, сервисах облачных вычислений и высокопроизводительных вычислительных системах. Технология GaN преобразует сектор электроснабжения, обеспечивая повышенную эффективность, уменьшенные габариты и превосходные тепловые характеристики по сравнению с обычными источниками питания на основе кремния.

Ускорение глобальной цифровой трансформации повысило спрос на решения с высокой плотностью энергопотребления. Традиционные блоки питания (БП) на основе кремния исторически использовались для управления питанием серверов; однако их ограничения в эффективности, рассеивании тепла и мощности привели к появлению альтернатив на основе нитрида галлия (GaN). Эти усовершенствованные блоки питания обеспечивают повышенную эффективность преобразования энергии, что позволяет снизить общее энергопотребление и эксплуатационные расходы центров обработки данных и поставщиков ИТ-инфраструктуры.

Растущее использование искусственного интеллекта (ИИ), машинного обучения (ML), облачных вычислений и периферийных вычислений усилило спрос на высокоэффективные источники питания. Компании уделяют приоритетное внимание повышению энергоэффективности, минимизации выбросов углекислого газа и соблюдению строгих законов об энергопотреблении, что делает блоки питания GaN предпочтительным вариантом в современной серверной индустрии.

Объем мирового рынка нитрида галлия, доля| среднегодовой показатель 14,8%

Рынок нитрида галлия претерпевает значительное расширение, чему способствует растущая потребность в высокопроизводительных полупроводниках и эффективных энергетических решениях. Нитрид галлия — это полупроводник с широкой запрещенной зоной, известный своими исключительными эксплуатационными характеристиками, такими как повышенная подвижность электронов, термическая стабильность и устойчивость к высокому напряжению. Характеристики нитрида галлия делают его исключительно подходящим для высокоэффективных силовых устройств, радиочастотных приложений и оптоэлектроники, облегчая его использование в различных секторах, таких как бытовая электроника, телекоммуникации, автомобилестроение и энергетика.

Расширению рынка нитрида галлия способствует множество причин. Растущий спрос на энергоэффективные приборы Устройства на основе нитрида галлия обладают более высокой эффективностью по сравнению с обычными полупроводниками на основе кремния, особенно в силовой электронике. Это приводит к снижению энергопотребления, что является важным фактором в таких секторах, как автомобилестроение и возобновляемые источники энергии.

Будущее рынка нитрида галлия благоприятно, и у него есть шансы в таких быстрорастущих отраслях, как передача электроэнергии, беспилотные транспортные средства и Интернет вещей (IoT). Растущее внимание к технологиям использования возобновляемых источников энергии создаст новые возможности для систем преобразования энергии на основе GaN в солнечной и ветряной энергетике. Кроме того, по мере роста потребности в ускоренных и надежных системах связи потребность в высокопроизводительных радиочастотных устройствах будет постоянно расти.

Конструкция баланса заряда 1200-вольтового p-GaN-затвора HEMT в электронном режиме обеспечивает повышенное напряжение пробоя и динамическую стабильность

В этом исследовании рассматривается балансировка заряда конструкции бокового суперперехода p-GaN gate HEMT (SJ-HEMT) в режиме E-mode напряжением 1200 В на сапфировой подложке. Баланс заряда устанавливается с помощью чередующихся p- и n-столбиков; p-столбики состоят из более тонких полосок p-GaN, в то время как n-столбики состоят из полосок 2DEG. Влияние конструкции баланса заряда на статические и динамические характеристики SJ-HEMT было исследовано путем регулировки ширины p-/n-стоек.

SJ-HEMT с балансом заряда обеспечивает напряжение пробоя 2655 В и высокое отношение напряжения пробоя к длине затвора-стока, равное 1,56 МВ/см. SJ-HEMT эффективно снижает эффект захвата, который сильно коррелирует с расстоянием между двумя p-образными стойками. Благодаря конструкции баланса заряда SJ-HEMT обладает выдающимся соотношением динамического R ВКЛ./статического R ВКЛ., равным 1,28 при напряжении постоянного тока до 1200 В. Наше исследование также предполагает, что масштабирование p-/n-столбов может повысить динамические характеристики RON. В этом исследовании подчеркиваются преимущества конструкции с балансировкой заряда для высокопроизводительных силовых транзисторов GaN E-mode напряжением 1200 В.

Грант в размере 3 млн долларов направлен на создание интегрированных полупроводников для более умной и экологичной электроники

Исследователи из Пенсильванского университета получат 3 миллиона долларов от Агентства перспективных исследовательских проектов в области обороны (DARPA) в качестве компонента более крупного гранта, выделенного Northrop Grumman, оборонной, аэрокосмической и технологической фирме. Совместная инициатива будет направлена на создание инновационной технологии интеграции нитрида галлия, высокоэффективного полупроводника, с кремниевыми подложками.

Нитрид галлия обеспечивает повышенную производительность и ускоренную скорость переключения для приложений, требующих повышенного энергопотребления, в то время как кремний обеспечивает масштабируемость и экономичность. Исследователи утверждают, что эта гибридная методология может обеспечить более эффективную силовую электронику при сниженных производственных затратах, что делает ее подходящей для приложений с высоким спросом, таких как электромобили, силовая электроника и центры обработки данных, где эффективность и долговечность имеют первостепенное значение.

Penn State будет сотрудничать с Northrop Grumman в области гетерогенной интеграции — технологии, при которой материалы с различными свойствами смешиваются для создания более эффективных систем. Для этого исследователи попытаются объединить нитрид галлия с кремнием.

Рынок алмазных полупроводниковых подложек GaN к 2032 году достигнет 0,141 млрд долларов США из-за высокого спроса на мощность

По данным SNS Insider, рынок алмазных полупроводниковых подложек GaN оценивался в 0,0352 млрд долларов США в 2023 году и, по прогнозам, достигнет 0,141 млрд долларов США к 2032 году, демонстрируя среднегодовой прирост в 16,7% в течение прогнозируемого периода с 2024 по 2032 год.

GaN на алмазных пластинах все чаще используется в мощных транзисторах из нитрида галлия как для коммерческих, так и для военных целей, особенно в базовых станциях сотовой связи. Алмазные подложки обладают превосходным рассеиванием тепла по сравнению с обычными материалами, такими как сапфир или кремний, что делает их подходящими для высокочастотных устройств, включая макроэлементы 5G, радарные системы и промышленную аппаратуру. Исключительные терморегулирующие свойства GaN на алмазных подложках стимулируют спрос в таких секторах, как беспроводная связь 5G, оборона и медицинское оборудование высокой мощности. Поскольку компаниям нужны энергоэффективные и термостабильные решения, ожидается, что использование технологии GaN on diamond увеличится во многих областях применения.

---

Новости Всемирного банка

Компания HKUST разрабатывает первые кремниевые подложки для зеленых и желтых нитридных полупроводниковых светодиодов

Гонконгский университет науки и техники (HKUST) разработал зеленые и желтые нитридные полупроводниковые светодиоды на кремниевых подложках. Результаты были опубликованы в выпуске IEEE Electronic Device Letters от 29 мая. Исследователи утверждают, что их желтые светодиоды с длиной волны 565 нм являются первыми устройствами с несколькими квантовыми ямами (MQW), изготовленными на кремнии.

Исследователи использовали металлоорганическое химическое осаждение из паровой фазы (MOCVD) для создания исходного шаблона на 2-дюймовом кремнии. Этот шаблон включал зародышеобразование нитрида алюминия (AlN), восемь пар слоев нитрида алюминия/нитрида галлия (AlN/GaN), образующих сверхрешетку (SL) для промежуточного слоя, уравновешивающего напряжение, и буфер GaN толщиной 2 мкм.

Исследователи нанесли слои SiO2 и оксида индия-олова (ITO), протравили ITO раствором соляной кислоты (HCl) для создания маски и, в конечном счете, применили плазменное травление для получения наностержней из диоксида кремния (SiO2). Плотность наностержней составляла ² х 10,9/см2, что приводило к покрытию поверхности на 35%. Наностержни функционировали как маска во время повторного роста GaN, что приводило к уменьшению плотности дислокаций и повышению качества кристаллов.

Впоследствии исследователи изготовили светодиодную структуру с помощью MOCVD, включив повторный рост 800 нм GaN вокруг наностержней, промежуточный слой сверхрешетки AlN / GaN, 2 мкм GaN n-типа, 5-периодную множественную квантовую яму (MQW) и 200 нм p-GaN. Повторно выращенный GaN продемонстрировал плотность дислокаций ⁸×108/см2, охарактеризованную исследователями как “одно из самых низких значений, задокументированных для подложек GaN-on-Si, как установлено методом TEM”.

Разработанные сверхширокополосные нанокомпозиты Sm2O3/MWCNT для фотоприемников глубокого ультрафиолетового излучения

Это исследование сосредоточено на синтезе и регулировании кубической и моноклинной фазовых структур Sm2O3 с использованием экономичного золь-гель метода на основе растворов. Структурные характеристики полученного порошка Sm2O3 указывают на фазовый переход от исходного состава кубической и моноклинной фаз (82:18) к преимущественно кубической фазе (96:4), что соответствует увеличению содержания добавок полиэтиленгликоля 600 с 2% до 25% соответственно. Темновой ток пленок, полученных из синтезированного таким образом порошка Sm2O3, не проявлял измеряемого тока, что указывает на их значительную отказоустойчивость в условиях роста.

Многостенные углеродные нанотрубки (MWCNT) используются в качестве проводящего каркаса внутри изолирующей матрицы Sm2O3 для улучшения переноса носителей, генерируемых светом, во время воздействия ультрафиолетового излучения. Темновой ток фотоприемников увеличился с наноамперного до миллиамперного диапазона по мере увеличения массовой концентрации MWCNT с 1% до 10% соответственно. При воздействии ультрафиолетового излучения для различных концентраций MWCNT в Sm2O3 на стеклянных поверхностях наблюдается номинальное отношение фототока к темновому току (PDCR), равное приблизительно 2. PDCR повышен до максимального значения 5,6 благодаря улучшению зернистой структуры Sm2O3 внутри нанокомпозита с помощью технологии подложки.

Заявленный показатель PDCR, равный 5,6, является, насколько нам известно, первым значением для нанокомпозитных материалов на основе Sm2O3 в фотоприемниках с глубоким ультрафиолетовым излучением. Экспериментальные результаты показывают, что интеграция проводящих нанокомпозитов в оксидные полупроводниковые материалы со сверхширокополосной пропускной способностью представляется жизнеспособной и привлекательной стратегией для разработки будущих экономически эффективных фотоприемников глубокого ультрафиолетового излучения.

Обычные, широкополосные и гибридные преобразователи мощности: всесторонний обзор

В этом исследовании рассматривается технология advanced wide band gap (WBG), коммутационное устройство третьего поколения, с акцентом на его основные характеристики и приложения на системном уровне. В обзоре подчеркивается превосходная энергоэффективность материалов из карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN) в силовых электронных преобразователях по сравнению с обычными материалами из кремния (Si). Преобразователи на основе WBG достигают более высокой эффективности и снижают потери энергии по сравнению с преобразователями на основе Si. Эти устройства эффективно функционируют при повышенных частотах переключения, сводя к минимуму размеры пассивных компонентов в системах постоянного тока (DC) и переменного тока (AC), хотя и с большей стоимостью.

Это исследование показывает гибридные преобразователи, которые включают переключатели Si и WBG в качестве экономичных альтернатив, достигая повышения эффективности по сравнению с устройствами, полностью основанными на Si. Обзор предлагает параметрическое сравнение традиционных, полностью основанных на WBG, и гибридных преобразователей, анализируя такие факторы, как частота переключения, напряжения блокировки, потери, эффективность, надежность, стоимость, тепловые ограничения и количество устройств, которые имеют решающее значение для более широкого внедрения в различных приложениях.

Исследователи сообщают о плазмонах в алмазе, легированном бором; квантовые приложения

Алмаз, известный своей непревзойденной твердостью и прозрачностью, стал замечательным материалом для мощной электроники и передовой квантовой оптики. Алмазы могут быть модифицированы таким образом, чтобы они обладали электропроводностью, сравнимой с электропроводностью металлов, путем включения примесей, таких как бор.

Исследователи из Университета Кейс Вестерн Резерв и Иллинойского университета Урбана-Шампейн выявили дополнительную интригующую характеристику алмазов, легированных бором. Их открытия могут способствовать разработке новых биомедицинских и квантово—оптических устройств — более быстрых, эффективных и способных обрабатывать информацию способами, недостижимыми с помощью классических технологий. Их выводы были только что опубликованы в журнале Nature Communications.

Исследователи обнаружили, что алмазы, легированные бором, демонстрируют плазмоны — электронные волны, активируемые светом, что облегчает контроль и усиление электрических полей в наноразмерном масштабе. Это крайне важно для сложных биосенсоров, наноразмерных оптических приборов, а также для усовершенствования солнечных элементов и квантовых технологий. Исторически алмазы, легированные бором, были признаны за их электропроводность и сверхпроводимость, хотя им не приписывались плазмонные свойства. В отличие от металлов и других легированных полупроводников, алмазы, легированные бором, сохраняют оптическую прозрачность.

Blue Wave Semiconductors продемонстрировала свою последнюю инновацию — систему DEAR-MPCVD (Diamond Exploratory & Applied Research Microwave Plasma CVD) на осенней выставке MRS 2024.

Blue Wave Semiconductors представила свое последнее открытие — систему DEAR-MPCVD (Diamond Exploratory & Applied Research Microwave Plasma CVD) во время осенней конференции MRS 2024 в Бостоне, штат Массачусетс. Это устройство является примером инновационных технологий в области синтеза алмазов химическим осаждением из паровой фазы и методов нанесения тонких пленок.

Система DEAR-MPCVD облегчает синтез CVD-алмазов с различными характеристиками пленок, включая эпитаксиально сформированные монокристаллические, поликристаллические, микрокристаллические и нанокристаллические покрытия (как легированные, так и нелегированные) для широкого спектра применений. Это облегчает исследование легированных эпислоев, помогая в разработке устройств и оптимизируя исследования квантового центра.

Камера осаждения, сконструированная с кварцевой трубкой, облегчает формирование кристаллов алмаза CVD путем удаления примесей кремния со стенок кварца. Технология включает в себя сменную кварцевую трубку, которая облегчает конфигурацию с несколькими добавками, необходимую для будущих достижений в области квантовых и электронных алмазов. Система включает в себя устройство для микроволнового химического осаждения из паровой фазы (CVD), оснащенное источником микроволновой энергии мощностью 1,5 кВт. Держатель подложки оснащен охлаждаемой водой подставкой для образцов молибдена с регулируемой высотой, что позволяет точно регулировать температуру подложки от 700 °C до 1200 °C с помощью молибденового диска.

Рынок алмазных полупроводниковых подложек GaN к 2032 году достигнет 0,141 млрд долларов США из-за высокого спроса на мощность

По данным SNS Insider, рынок алмазных полупроводниковых подложек GaN оценивался в 0,0352 млрд долларов США в 2023 году и, по прогнозам, достигнет 0,141 млрд долларов США к 2032 году, при совокупном годовом темпе роста (CAGR) в 16,7% в течение прогнозируемого периода с 2024 по 2032 год.

GaN на алмазных пластинах все чаще используется в мощных GaN-транзисторах как для коммерческих, так и для военных целей, особенно в базовых станциях сотовой связи. Алмазные подложки обладают превосходным рассеиванием тепла по сравнению с обычными материалами, такими как сапфир или кремний, что делает их подходящими для высокочастотных устройств, включая макроэлементы 5G, радарные системы и промышленную аппаратуру. Исключительные терморегулирующие свойства GaN на алмазных подложках стимулируют спрос в таких секторах, как беспроводная связь 5G, оборона и медицинское оборудование высокой мощности. Поскольку компаниям нужны энергоэффективные и термостабильные решения, ожидается, что использование технологии GaN on diamond увеличится во многих областях применения.