Невпинне прагнення до більшої енергоефективності, вищої щільності потужності та швидшого підключення призводить до фундаментальних змін у напівпровідниковій промисловості. У той час як кремній продовжує розвиватися, складні напівпровідники, такі як карбід кремнію (SiC) і нітрид галію (GaN) -часто вирощені на таких підкладках, як SiC або сапфір-, переходять із нішових до основних. У цій статті досліджуються рушійні сили ринку та трансформаційні програми, що стимулюють впровадження цих передових матеріалів для пластин.
1. Революція електромобілів: створено на основі SiC
Перехід автомобільної промисловості до електрифікації є, мабуть, найбільшим фактором зростання попиту на пластини SiC. Силові модулі SiC є основою тягового інвертора, перетворюючи постійний струм акумулятора на змінний для двигуна. Порівняно з кремнієвими IGBT транзистори SiC MOSFET зменшують втрати на комутацію інвертора до 70%, що дозволяє:
Розширений запас ходу (покращення на 5-10%) від тієї ж батареї.
Швидша зарядка завдяки більш високій частоті роботи бортових зарядних пристроїв.
Зменшені розміри та вага систем керування температурою.
Оскільки виробництво електромобілів масштабується, попит на високоякісні пластини SiC 4H-N типу 4H-SiC з-контрольованим-контролем несправностей стрімко зростає, що спонукає постачальників нарощувати виробництво 6-дюймових і 8-дюймових пластин.
2. Уможливлення переходу до зеленої енергії
Системи відновлюваної енергії значною мірою залежать від ефективного перетворення електроенергії. SiC стає критичним у:
Сонячні інвертори: максимізація врожаю енергії шляхом мінімізації втрат від фотоелектричних панелей до мережі.
Перетворювачі вітрових турбін: робота з високими рівнями потужності в компактних просторах гондол.
Системи накопичення енергії (ESS): забезпечення двонаправленого ефективного потоку між мережею, батареями та споживачами.
Надійність і ефективність пристроїв із SiC безпосередньо перетворюються на нижчу вирівняну вартість енергії (LCOE), що прискорює глобальні зусилля з декарбонізації.
3. Інфраструктура 5G і не тільки на базі GaAs і GaN
Розгортання 5G і планування 6G вимагають радіочастотних компонентів, які працюють на міліметрових-частотах із високою лінійністю та енергоефективністю. Це область GaAs і GaN-на-SiC.
GaAs залишається домінуючим у низько-підсилювачах (LNA) і комутаторах в антенах смартфонів і трактах приймача базових станцій завдяки своїм чудовим шумовим характеристикам.
GaN-on-SiC є провідною технологією для підсилювачів потужності (PA) у передавачах макробазових станцій. Чудова теплопровідність SiC ефективно розсіює тепло від -потужного шару GaN, забезпечуючи потужнішу та надійнішу передачу сигналу на великі відстані.
4. Неоспіваний герой: спеціалізовані субстрати для підключеного світу
Крім живлення та радіочастот, спеціалізовані пластини дають змогу використовувати ключові сучасні технології:
Сапфірові підкладки необхідні для виробництва синіх і білих світлодіодів на основі GaN-, які домінують у загальному та автомобільному освітленні. Вони також мають вирішальне значення для радіочастотних фільтрів у смартфонах.
Плавлений кремнезем і скляні пластини Borofloat є незамінними в датчиках MEMS, біочіпах і передових упаковках (наприклад, інтерпозерах), де потрібна їхня точна геометрія, термічна стабільність та ізоляційні властивості.
Стратегічні наслідки для виробників пристроїв
Для компаній, які розробляють продукти наступного-покоління, взаємодія з постачальником пластин, який має-перспективне портфоліо, є стратегічною необхідністю. Можливість отримувати не лише кремній, але й надійні пластини SiC, GaAs і сапфірові-класу зі специфікаціями від одного досвідченого партнера зменшує час кваліфікації та ризик ланцюжка поставок. Постачальники, які пропонують відповідні-послуги з доданою вартістю-такі як епітаксійне зростання (GaN, SOS), осадження плівки та точне нарізання кубиками-забезпечують ще більшу перевагу, доставляючи напів-епі-вафлі або шматки нестандартного-розміру, прискорюючи час-виходу-на ринок передові-пристрої в цих секторах-швидкого зростання.