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Anwendungen von Galliumoxid-Wafern

2024-01-29

Galliumoxid(Ga2O3) hat sich als vielversprechendes Material für verschiedene Anwendungen erwiesen, insbesondere in Leistungsgeräten und Hochfrequenzgeräten (RF). In diesem Artikel untersuchen wir die wichtigsten Chancen und Zielmärkte fürGalliumoxidin diesen Domänen.


Leistungsgeräte

1. Vier große Chancen fürGalliumoxidin Leistungsgeräten

A. Unipolarer Ersatz von Bipolar:Galliumoxidist in der Lage, herkömmliche bipolare Geräte zu ersetzen, beispielsweise MOSFETs, die IGBTs ersetzen. In Märkten wie New-Energy-Fahrzeugen, Ladestationen, Ultrahochspannungsanwendungen, Schnellladung, industrieller Stromversorgung und Motorsteuerung ist der Ausstieg aus siliziumbasierten IGBTs unvermeidlich. Galliumoxid gilt neben Siliziumkarbid (SiC) und GaN als konkurrenzfähiges Material.

B. Verbesserte Energieeffizienz:GalliumoxidStromversorgungsgeräte weisen einen geringeren Energieverbrauch auf und stehen im Einklang mit globalen Strategien zur CO2-Neutralität und zur Reduzierung der CO2-Spitzenemissionen.

C. Skalierbare Massenproduktion: Die einfache Vergrößerung des Durchmessers vonGalliumoxidgepaart mit vereinfachten Produktionsabläufen und Kosteneffizienz positioniert es günstig für die Massenproduktion.

D. Hohe Zuverlässigkeitsanforderungen: Mit stabilen Materialeigenschaften und zuverlässigen Strukturen,GalliumoxidLeistungsbauelemente erfüllen die hohen Anforderungen an hochwertige Substrate/Epitaxieschichten.

2. Zielmärkte fürGalliumoxidLeistungsgeräte

A. Langfristiger Ausblick:GalliumoxidVon 2025 bis 2030 wird erwartet, dass Stromversorgungsgeräte Spannungsbereiche von 650 V/1200 V/1700 V/3300 V abdecken und umfassend in die Automobil- und Elektrogerätebranche vordringen. Zukünftige Chancen liegen in exklusiven Märkten, die extrem hohe Spannungen erfordern, wie beispielsweise Anwendungen in Hochspannungs-Vakuumröhren.

B. Kurzfristiger Ausblick: KurzfristigGalliumoxidLeistungsgeräte dürften mit geringeren Eintrittsbarrieren und geringerer Kostensensibilität bald auf den Märkten für mittlere bis hohe Spannungen auftauchen. Dazu gehören Branchen wie Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte und industrielle Stromversorgungen, die von der hohen Zuverlässigkeit und Leistung des Materials profitieren.

3. Märkte WoGalliumoxidHält einen Vorteil

Bordladegeräte/Wechselrichter/Ladestationen für neue Energiefahrzeuge

DC/DC-Wandler: 12V/5V→48V-Umwandlung

Ersatz bestehender IGBTs in Aktienmärkten


HF-Geräte

Der Erfolg von Galliumnitrid (GaN) auf dem HF-Markt beruht auf großen, kostengünstigen Substraten, um seine Materialvorteile voll auszuschöpfen. Während homogene Substrate die höchste Epitaxieschichtqualität liefern, führen Kostenerwägungen oft dazu, relativ kostengünstige Substrate wie Si, Saphir und SiC in LED-, Unterhaltungselektronik- und HF-Anwendungen zu verwenden. Allerdings kann die Gitterfehlanpassung zwischen diesen Substraten und GaN die epitaktische Qualität beeinträchtigen.

Mit nur 2,6 % Gitterfehlanpassung zwischen GaN undGalliumoxid, verwendenGalliumoxidSubstrate für das GaN-Wachstum führen zu hochwertigen Epitaxieschichten. Darüber hinaus sind die Kosten für die Züchtung von 6-Zoll-Galliumoxidwafern ohne den Einsatz teurer Iridium-basierter Methoden mit denen von Silizium vergleichbar, was Galliumoxid zu einem vielversprechenden Kandidaten für kritische Anwendungen wie GaN-HF-Geräte macht.

Abschließend,GalliumoxidAufgrund seiner Vielseitigkeit ist das Unternehmen ein wichtiger Akteur sowohl bei Leistungs- als auch bei HF-Geräten mit erheblichem Potenzial in verschiedenen Märkten und Anwendungen. Da die Technologie immer weiter voranschreitet,Galliumoxidwird voraussichtlich eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Zukunft dieser Branchen spielen.