प्रस्तावना

तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्रियों में बेहतर प्रदर्शन और ऊर्जा बैंड संरचना है, और रेडियो फ्रीक्वेंसी डिवाइस, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक डिवाइस, पावर डिवाइस इत्यादि के निर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और धीरे-धीरे 5 जी संचार, पीडी फास्ट चार्जिंग जैसे उभरते क्षेत्रों में प्रवेश किया है। और नई ऊर्जा वाहन। सेमीकंडक्टर उद्योग की महत्वपूर्ण विकास दिशा। हालाँकि, यह निर्विवाद है कि GaN और SiC सामग्रियों की तकनीकी कठिनाइयाँ अभी भी मौजूद हैं, घरेलू प्रतिस्थापन की डिग्री अधिक नहीं है, और लागत अभी भी अधिक है, जो चीन में तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर उद्योग की प्रक्रिया को प्रभावित करती है। उत्पाद दक्षता और बिजली घनत्व में सुधार के लिए प्रमुख सामग्रियों के रूप में, तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक सामग्रियों GaN और SiC की वर्तमान विकास स्थिति ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है।

GaN और SiC सामग्रियों की तकनीकी कठिनाइयाँ और विशेषताएँ

वर्तमान में, तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्री GaN और SiC को बाजार द्वारा मान्यता दी गई है और अत्यधिक चिंतित किया गया है। पावर सेमीकंडक्टर के क्षेत्र में, उद्योग के अंदरूनी सूत्रों का मानना ​​है कि, एलईडी प्रकाश उत्सर्जक और रेडियो फ्रीक्वेंसी के अलावा, तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्री SiC की तकनीकी कठिनाइयां मुख्य रूप से सब्सट्रेट दोषों के नियंत्रण में हैं। वर्तमान में, कम दोष घनत्व वाली सब्सट्रेट सामग्री मुख्य रूप से यूरोपीय, अमेरिकी और जापानी निर्माताओं द्वारा उत्पादित की जाती है, और चीन में इसे तोड़ने में लंबा समय लगेगा।

इसी समय, तीसरी पीढ़ी की अर्धचालक सामग्री SiC प्रक्रिया को नियंत्रित करना मुश्किल है, और उत्पाद बैच के उतार-चढ़ाव से कम उपज और मुख्य सामग्री आपूर्ति पर एकाधिकार हो जाता है। यह भी अनुमान लगाया गया है कि बाजार मूल्य ऊंचा बना हुआ है, और यह वर्तमान में केवल कुछ एप्लिकेशन बाजारों तक ही सीमित है। हालाँकि, SiC की कम हानि, उच्च दक्षता, उच्च वोल्टेज और उच्च तापमान प्रतिरोध जैसी अपनी विशेषताओं की एक श्रृंखला की तुलना में, तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक सामग्री SiC के अनुप्रयोग ने अधिक उद्योगों को बदलना शुरू कर दिया है।

SiC के विपरीत, GaN अपेक्षाकृत जटिल है। GaN सही अर्थों में MOSFET नहीं है, बल्कि एक HEMT (उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता ट्रांजिस्टर) है, जिसकी स्विचिंग विशेषता MOSFET के समान होती है। GaN HEMT एक समतलीय चालक संरचना है जो सब्सट्रेट पर निर्भर नहीं करती है और इसे नीलम या सिलिकॉन सब्सट्रेट पर लागू किया जा सकता है, लेकिन सामान्य रूप से बंद उपकरणों को लागू करना मुश्किल है। झुहाई गैलियम फ्यूचर टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड (संक्षेप में "गैलियम फ्यूचर") के विपणन निदेशक झांग दाजियांग का मानना ​​है कि इसके दो समाधान हैं: एक है गेट में P-प्रकार का डोपिंग जोड़ना ताकि द्वि-आयामी इलेक्ट्रॉन गैस को अवरुद्ध किया जा सके और सामान्य रूप से बंद कार्य को साकार किया जा सके; दूसरा है स्रोत के साथ श्रेणीक्रम में एक निम्न-वोल्टेज MOSFET को जोड़ना, और GaN गेट को ऋणात्मक वोल्टेज से बंद करने के लिए निम्न-वोल्टेज MOSFET को नियंत्रित करना। इसका लाभ यह है कि MOSFET में प्रबल हस्तक्षेप-रोधी क्षमता होती है।

इसके अलावा, तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्री GaN की वर्तमान तकनीकी कठिनाइयाँ कई अन्य पहलुओं से भी आती हैं। प्रक्रिया कठिनाई के संदर्भ में, GaN सामग्रियों को डिवाइस की उपज, स्थिरता और विश्वसनीयता जैसी चुनौतियों का सामना करना पड़ता है; GaN कंपनियों के लिए, वे परीक्षण सामग्री और प्रक्रिया में सुधार कैसे कर सकते हैं और ग्राहकों के लिए सबसे तेज़ और सटीक तरीके से नौकरियों की स्क्रीनिंग कैसे कर सकते हैं? अच्छा उपकरण; GaN की उच्च ताप प्रतिरोध, उच्च आवृत्ति प्रतिरोध, कम Vth और अन्य विशेषताओं का पारंपरिक सिलिकॉन उपकरणों से अलग पैकेजिंग दिशा होना तय है; साथ ही, अनुप्रयोग में, तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्री GaN को जोड़ने ने पारंपरिक बिजली आपूर्ति उद्योग को नष्ट कर दिया है। नए बिजली उद्योग में पीडब्लूएम नियंत्रण चिप्स और ट्रांसफार्मर निर्माताओं की उच्च आवश्यकताएं हैं।

रिपोर्टर को पता चला कि चेंग्दू नाइट्रोजन सिलिकॉन टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड (जिसे "नाइट्रोजन सिलिकॉन टेक्नोलॉजी" कहा जाता है) ने लंबी अवधि के शोध और अभ्यास के बाद परीक्षण लाइनों का एक पूरा सेट बनाया है, जो न केवल सामान्य काम करने वाले उपकरणों का चयन कर सकता है। ग्राहक, बल्कि उपकरणों का परीक्षण भी कर सकते हैं। वर्गीकृत करें, ग्राहकों को लागत प्रभावी उत्पाद प्रदान करें जो आवश्यकताओं को पूरा कर सकें, और सुधार दिशा-निर्देश प्रदान करने के लिए फाउंड्री की प्रक्रिया के विकास में मदद करने के लिए बड़ी संख्या में व्यावहारिक परीक्षण डेटा का उपयोग करें। दूसरी ओर, नाइट्रोजन सिलिकॉन टेक्नोलॉजी GaN उपकरणों के प्रदर्शन और उपयोग में आसानी को बढ़ाने के लिए उन्नत पैकेजिंग और सीलिंग तकनीक पर सख्ती से शोध करती है; साथ ही, इसने समाधान विकसित करने के लिए ट्रांसफार्मर और पीडब्लूएम चिप्स के प्रमुख निर्माताओं से संपर्क किया है।

शिनमिन माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स (शंघाई) कंपनी लिमिटेड (जिन्हें "शिनमिन" कहा जाता है) के सीईओ युआन वेइवांग का मानना ​​है कि GaN सिलिकॉन उपकरणों के समान है, और उच्च तापमान पर आंतरिक प्रतिरोध गुणांक से 2 गुना से अधिक की वृद्धि दर्शाता है . सिलिकॉन उपकरणों के विपरीत, स्विच प्रक्रिया के दौरान, अतिरिक्त विद्युत तनाव के कारण ऑन-प्रतिरोध गतिशील रूप से बढ़ जाता है। इसलिए, GaN उपकरणों की तकनीकी कठिनाई मुख्य रूप से विभिन्न उपयोग समय और परिवेश के तापमान के कारण होने वाले विभिन्न आंतरिक प्रतिरोधों से निपटने में निहित है, जिन्हें निम्नानुसार दिखाया गया है:

1: तापमान बढ़ने पर आरडीसन एक अस्थिर स्थिति दिखाता है, जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है:

दो: आरडीसन समय के साथ एक अस्थिर स्थिति भी दिखाता है, जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है:

GaN उपकरणों की उपर्युक्त समस्याओं के आधार पर, समाधान थर्मोइलेक्ट्रिक तनाव के कारकों पर व्यापक रूप से विचार करना और RDson मार्जिन डिज़ाइन के 3-3.5 गुना उपयोग पर विचार करना है। SiC उपकरण वर्तमान शॉट्की डायोड के अनुप्रयोग में मूल रूप से परिपक्व हैं। मुख्य समस्या SiC MOSFETs की स्थिरता है, जिसके लिए दीर्घकालिक प्रक्रिया डिबगिंग और अन्वेषण की आवश्यकता होती है, और तकनीकी कठिनाइयों को मूल रूप से दूर कर लिया गया है।

पीडी फास्ट चार्जिंग के अलावा, GaN उच्च-शक्ति बिजली स्रोतों पर हमला कर रहा है

गैलियम फ़्यूचर चीन में एक अग्रणी GaN पावर डिवाइस निर्माता है, जो Cascode संरचना GaN उत्पादों के अनुसंधान एवं विकास और उत्पादन के लिए समर्पित है। रिपोर्टों के अनुसार, संरचना 10 किलोवाट तक उच्च शक्ति घनत्व पावर समाधान प्राप्त करने के लिए सिलिकॉन उपकरणों के उपयोग में आसानी और GaN उपकरणों की उच्च आवृत्ति और उच्च दक्षता विशेषताओं को जोड़ती है। उत्पाद मुख्य रूप से उच्च-शक्ति सर्वर बिजली आपूर्ति, बेस स्टेशन बिजली आपूर्ति आदि के लिए उपयोग किए जाते हैं। हाल ही में, गैलियम फ्यूचर ने फास्ट चार्जिंग अनुप्रयोगों के लिए दो छोटे आकार के एसएमडी कैसकोड GaN डिवाइस लॉन्च किए हैं, G1N65R240PB और G1N65R480PA, जो 65W और 33W फास्ट चार्जिंग के अनुरूप हैं। क्रमशः अनुप्रयोग. अपनी मजबूत हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता और सरल ड्राइविंग विधि के साथ, यह उपयोगकर्ताओं को सरल और कुशल GaN फास्ट चार्जिंग डिज़ाइन प्राप्त करने में मदद करता है।

वर्तमान में, पीडी और एलईडी बिजली आपूर्ति जैसे उपभोक्ता क्षेत्रों में नाइट्रोजन सिलिकॉन टेक्नोलॉजी के GaN बिजली उपकरणों का अनुप्रयोग धीरे-धीरे परिपक्व हो गया है। सफेद वस्तुओं के साथ-साथ डेटा सेंटर, फोटोवोल्टिक्स और अन्य उद्योगों और यहां तक ​​कि ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में निर्माताओं ने लगातार नाइट्रोसिल टेक्नोलॉजी से GaN पावर उपकरणों में मजबूत रुचि दिखाई है। यह बताया गया है कि भविष्य में, नाइट्रोजन सिलिकॉन टेक्नोलॉजी उत्पाद धीरे-धीरे उच्च शक्ति और अधिक स्थिर GaN पावर डिवाइस और मॉड्यूल बाजार में तैनात करने के लिए स्व-विकसित GaN ड्राइवर चिप्स के साथ सहयोग करेंगे।

रिपोर्टर को पता चला कि Xinmin GaN पावर MOS का उपयोग मुख्य रूप से सुपर फास्ट चार्जिंग, एलईडी बिजली आपूर्ति और लघु उच्च-घनत्व बिजली आपूर्ति में किया जाता है। उनमें से, सुपर फास्ट चार्जिंग पारंपरिक GaN का मुख्य बाजार है, जबकि एलईडी बिजली आपूर्ति, लघु उच्च-घनत्व बिजली आपूर्ति, जैसे सर्किट ब्रेकर, माइक्रो बेस स्टेशन बिजली आपूर्ति एक अभिनव क्षेत्र है, और यह मुख्य लेआउट बाजार भी है ज़िनमिन.

तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्री GaN के मुख्य बाजार के रूप में, PD फास्ट चार्जिंग धीरे-धीरे परिपक्व हो गई है। भविष्य में, एलईडी, बेस स्टेशन और सर्वर जैसी उच्च-शक्ति बिजली आपूर्ति GaN सामग्रियों के लिए लोकप्रिय एप्लिकेशन बाजार बन सकती हैं।

ऑटोमोटिव बिजली आपूर्ति बाजार में SiC चमकेगा

शेन्ज़ेन मिप्सन सेमीकंडक्टर कंपनी लिमिटेड (संक्षेप में "मिप्सन") अपनी स्थापना के बाद से तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्री SiC के विकास, उत्पादन और प्रचार के लिए प्रतिबद्ध है। दोहरा संयोजन ग्राहकों को अधिक स्थिर विकल्प प्रदान करता है। वर्तमान में, कंपनी के SiC उत्पादों को पीडी फास्ट चार्जिंग, प्रकाश बिजली आपूर्ति, फोटोवोल्टिक इन्वर्टर और सर्वर बिजली आपूर्ति के क्षेत्र में परिपक्व रूप से लागू किया गया है; वोल्टेज खंड के अनुरूप विभिन्न बाजारों के अनुसार, नवीनतम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के साथ मिलकर, उत्पादों को उपयोगकर्ताओं के लिए अधिक उपयुक्त बनाने के लिए प्रमुख मापदंडों को अलग किया जाता है। डिज़ाइन। वर्तमान में, एमपीएस ने बैचों में SiC MOS अल्ट्रा-लो आंतरिक प्रतिरोध उत्पादों की आपूर्ति की है, और आयातित ब्रांडों के साथ बाजार साझा करने की क्षमता रखता है, और निरंतर सुधार के माध्यम से ग्राहकों के लिए अधिक लागत प्रभावी विकल्प लाने के लिए अनुसंधान और विकास में निवेश करना जारी रखता है।

रिपोर्टों के अनुसार, एमपीएस ने तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक सामग्रियों के क्षेत्र में रेल पारगमन और वाहन बिजली आपूर्ति बाजारों को सक्रिय रूप से तैनात किया है, और कई प्रमुख घरेलू कार निर्माताओं के साथ समझौते पर पहुंच गया है, और कुछ उत्पादों ने पहले ही ऑन-बोर्ड परीक्षण शुरू कर दिया है।

वर्तमान में, शिनमिन के SiC उपकरण मुख्य रूप से माइक्रो-इन्वर्टर और उच्च-शक्ति वाले इनवर्टर सहित इनवर्टर में उपयोग किए जाते हैं। वर्तमान में, शिनमिन द्वारा लॉन्च किए गए मुख्य उत्पाद SiC शॉट्की डायोड और शॉट्की मॉड्यूल हैं। यह बताया गया है कि शिनमिन का तीसरी पीढ़ी का सेमीकंडक्टर सामग्री बाजार मुख्य रूप से उच्च-दक्षता और उच्च-शक्ति बिजली आपूर्ति अवसरों जैसे चार्जिंग पाइल्स और सर्वर बिजली आपूर्ति में तैनात किया जाएगा।

इस वर्ष तक, टायको तियानरुन सेमीकंडक्टर टेक्नोलॉजी (बीजिंग) कंपनी लिमिटेड ("टाइको तियानरुन") दस वर्षों से SiC चिप्स के क्षेत्र में गहराई से शामिल है, और इसके उत्पादों का व्यापक रूप से उद्योगों (जैसे उच्च) में उपयोग किया गया है -पावर एलईडी बिजली आपूर्ति, पीसी बिजली आपूर्ति, संचार बिजली आपूर्ति, फोटोवोल्टिक इन्वर्टर और चार्जिंग पाइल का चार्जिंग मॉड्यूल, आदि), वाहन बिजली आपूर्ति (जैसे ओबीसी, डीसीडीसी, आदि), उपभोक्ता (जैसे पीडी फास्ट चार्जिंग) बाजार .

टाइको तियानरुन के विपणन के उपाध्यक्ष किउ क्यूई का मानना ​​है कि भविष्य की बिजली आपूर्ति दिशा लघुकरण, हल्के वजन और उच्च बिजली घनत्व है, और इलेक्ट्रिक वाहनों जैसे उभरते क्षेत्र सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों के मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्रों में से एक होना चाहिए। क्योंकि यदि इलेक्ट्रिक वाहन मोटर इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण पूर्ण सिलिकॉन कार्बाइड समाधान को अपनाता है, तो औसतन छह सिलिकॉन कार्बाइड छह इंच वेफर्स की खपत होगी। शक्ति नई ऊर्जा वाहनों में भी है।

नए ऊर्जा वाहनों के लिए बड़ी संख्या में ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक और इलेक्ट्रिकल उपकरणों की आवश्यकता होती है। ये उपकरण संपूर्ण मशीन के समग्र मूल्य, आकार, आयतन, गतिशील प्रदर्शन, अधिभार क्षमता, स्थायित्व और विश्वसनीयता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। प्रमुख शक्ति उपकरण के रूप में, सिलिकॉन-आधारित IGBT का उपयोग नए ऊर्जा वाहनों के मोटर नियंत्रक में किया जाता है, और मोटर और उसके नियंत्रक पूरे वाहन की लागत का लगभग 7%-10% हिस्सा होते हैं, जो बैटरी के बाद दूसरा सबसे अधिक लागत वाला घटक है। यह प्रमुख उपकरण पूरे वाहन की ऊर्जा दक्षता निर्धारित करता है। साथ ही, उच्च शक्ति घनत्व और उच्च विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए, तेज़ चार्जिंग वाले पावर उपकरणों का प्रदर्शन भी बेहतर होना आवश्यक है, और तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थ SiC पर आधारित ऑटोमोटिव पावर उपकरणों की एक नई पीढ़ी भी चमकेगी।

घरेलू प्रतिस्थापन की प्रक्रिया जारी रहेगी और लागत धीरे-धीरे कम होगी

2018 में आउट-ऑफ-स्टॉक लहर से, बड़े विदेशी निर्माताओं ने एकजुट होकर विदेशी ग्राहकों को आपूर्ति करने पर ध्यान केंद्रित किया, 2020 में महामारी के प्रभाव से, दक्षिण पूर्व एशिया में विदेशी निर्माताओं के उत्पादन आधार उत्पादन में कटौती से गंभीर रूप से प्रभावित हुए हैं, और घरेलू ब्रांड निर्माताओं ने बार-बार डिलीवरी की भारी जिम्मेदारी निभाई है। इसके अलावा, तीसरी पीढ़ी के अर्धचालकों को सख्ती से विकसित करने को एक राष्ट्रीय रणनीति में उन्नत किया गया है। विशाल घरेलू मांग बाजार के साथ, स्थानीयकरण और प्रतिस्थापन के लिए अभूतपूर्व जगह है, और इसने संपूर्ण घरेलू तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर उद्योग श्रृंखला को पुनरावृत्त करने का अवसर भी दिया है।

इस वर्ष, राज्य के समर्थन और घरेलू अर्धचालक उद्योग के निरंतर प्रयासों के कारण, तीसरी पीढ़ी के घरेलू अर्धचालक अविश्वसनीय गति से बढ़ रहे हैं। तीसरी पीढ़ी के अर्धचालकों के संदर्भ में, घरेलू और विदेशी अर्धचालकों के बीच का अंतर पहले और दूसरी पीढ़ी के अर्धचालकों जितना स्पष्ट नहीं है। जहां तक ​​SiC डायोड का संबंध है, घरेलू उत्पाद मूल रूप से स्थानीयकृत हो गए हैं और औद्योगिक और मोटर वाहन क्षेत्रों में प्रवेश कर चुके हैं; SiC मॉसफेट के संदर्भ में, देश और विदेश में अभी भी कुछ अंतराल हैं; GaN के संदर्भ में, मेरे देश के GaN RF उपकरण बाजार का पैमाना लगातार बढ़ रहा है। मुख्य स्तंभ और मुख्य विकास चालक वायरलेस संचार अवसंरचना आदि हैं। सिलिकॉन-आधारित GaN के संदर्भ में, अब इसका उपयोग मुख्य रूप से मोबाइल फोन पीडी फास्ट चार्जिंग उत्पादों में किया जाता है

युआन वेइवांग का अनुमान है कि अगले कुछ वर्षों में, SiC शोट्की पूरी तरह से स्थानीयकृत हो जाएगा। वर्तमान में, SiC MOS अभी भी मुख्य रूप से जापान में ROHM, संयुक्त राज्य अमेरिका में क्री और यूरोप में STMicroelectronics और Infineon पर आधारित है। एमओएस के स्थानीयकरण के लिए अभी भी तकनीकी प्रक्रियाओं को और निखारने की आवश्यकता है, लेकिन दीर्घकालिक प्रवृत्ति अभी भी स्थानीयकरण की है।

वर्तमान में, तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक उपकरणों के विकास की दिशा स्पष्ट है, और घरेलू मूल कारखाने सही समय और स्थान पर कब्जा कर रहे हैं। घरेलू तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्री SiC पर्यावरण के लिए, पिछले दो वर्षों में, चीन-अमेरिका व्यापार युद्ध, विदेशी महामारी और दक्षिण पूर्व एशिया में पैकेजिंग कारखानों के बंद होने के दबाव में, विदेशी निर्माताओं ने प्रतीक्षा की और- शुरुआती वर्षों में घरेलू निर्माताओं के प्रति रवैया देखकर धीरे-धीरे उन्होंने अपनी बाहें खोल दीं। घरेलू मूल निर्माताओं के साथ संवाद करने के लिए ग्राहकों का रवैया भी खुला है। दूसरी ओर, कुछ विदेशी मित्रों और यूरोपीय और अमेरिकी कार निर्माताओं के बीच गहरा संबंध है, और अन्य ग्राहकों को आपूर्ति क्षमता में गिरावट आई है। अपर्याप्त आपूर्ति के कारण, घरेलू बेंचमार्क ग्राहक घरेलू SiC सहित घरेलू अर्धचालकों पर विचार करेंगे।

किउ क्यूई का मानना ​​है कि, 4 इंच से 6 इंच सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री और यहां तक ​​कि भविष्य में 8 इंच तक, तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक सामग्री SiC की लागत कम हो जाएगी, जो खंडित सिलिकॉन बाजार को डुबो देगी।

मिप्सन के उत्पाद प्रबंधक यांग योंग ने कहा कि भविष्य में, तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्रियों और विदेशी निर्माताओं के उत्पादों के बीच का अंतर छोटा और छोटा होता जाएगा, जब तक कि वे पकड़ न लें या उससे भी आगे निकल जाएं, और कीमत निश्चित रूप से करीब आ जाएगी। और वातावरण के करीब. नाइट्रोजन सिलिकॉन टेक्नोलॉजी के बाजार प्रबंधक के वेई का मानना ​​है कि 3-5 वर्षों के भीतर, घरेलू GaN बिजली उपकरणों की लागत अनिवार्य रूप से पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित एमओएस की कीमत के करीब पहुंच जाएगी और बाजार का नया प्रिय बन जाएगी।

तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक सामग्रियों के घरेलू प्रतिस्थापन की प्रक्रिया को अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है। युआन वेइवांग का मानना ​​है कि वर्तमान तीसरी पीढ़ी के अर्धचालकों में, GaN उपकरणों पर अभी भी कनाडा में नेविटास, पीआई और गैनसिस्टम का वर्चस्व है। औद्योगिक और ऑटोमोटिव क्षेत्रों को अभी भी लंबा सफर तय करना है।

तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक सामग्रियों के विकास के लिए नई दिशा

जैसा कि हम सभी जानते हैं, तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थों का उपयोग उत्पाद दक्षता और शक्ति घनत्व में सुधार लाने के लिए किया जाता है। उच्च-शक्ति वाले उत्पाद मुख्य रूप से Si IGBT से SiC MOSFETs तक विकसित किए जाते हैं। वर्तमान में, वाहन अनुप्रयोगों में इनका पूर्ण रूप से उपयोग शुरू हो गया है। दक्षता में सुधार और वजन में कमी सीधे तौर पर इलेक्ट्रिक वाहनों की बैटरी लाइफ को बेहतर बनाती है। छोटे और मध्यम-शक्ति वाले उत्पादों में Si MOSFETs से GaN HEMTs तक का विकास शामिल है, और इनके मुख्य अनुप्रयोग डेटा सेंटर पावर सप्लाई और चार्जिंग एडेप्टर हैं।

डेटा सेंटर द्वारा खपत की गई ऊर्जा कुल बिजली उत्पादन का लगभग 10% है। तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्री GaN के साथ डिज़ाइन की गई बिजली आपूर्ति दक्षता को 3 से 5 अंक तक बढ़ा सकती है, जिससे देश की बिजली खपत का 3 से 5 हजारवां हिस्सा बचाया जा सकता है। . कार्बन तटस्थता के लिए इसका बहुत महत्वपूर्ण प्रभाव है। चार्जिंग एडाप्टर के संदर्भ में, गैलियम नाइट्राइड के उपयोग से वॉल्यूम आधे से कम हो सकता है, और यह मूल रूप से उपभोक्ताओं के लिए एक कठोर मांग बन गई है। विशेष रूप से PD3.1 की शुरूआत के साथ, भविष्य में, आपको किसी भी पोर्टेबल विद्युत उपकरण को चार्ज करने के लिए केवल PD एडाप्टर लाने की आवश्यकता होगी। यह एक अरब डॉलर का बाजार होने जा रहा है।

यांग योंग का मानना ​​है कि राष्ट्रीय "कार्बन तटस्थता" रणनीतिक स्वर और तीसरी पीढ़ी के अर्धचालकों के लिए निरंतर समर्थन के साथ, चीन निश्चित रूप से भविष्य में वैश्विक तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक सामग्री SiC उपभोक्ता बाजार का नेतृत्व करेगा। साथ ही, चूंकि घरेलू तीसरी पीढ़ी की अर्धचालक सामग्री SiC प्रक्रिया धीरे-धीरे परिपक्व होने लगती है, और स्थिर उत्पादन में रही है, ऐसा माना जाता है कि निकट भविष्य में तीसरी पीढ़ी की अर्धचालक सामग्री की समस्या को मौलिक रूप से हल किया जा सकता है।

स्थानीयकरण की प्रवृत्ति अजेय है। तीसरी पीढ़ी का सेमीकंडक्टर देश के कोनों में ओवरटेकिंग का मुख्य उत्पाद है। प्रौद्योगिकी की प्रगति के साथ, एक बहुत व्यापक बाज़ार स्थान होगा। "तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थ न केवल SiC और GaN हैं, बल्कि गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) जैसे यौगिक भी भविष्य में महत्वपूर्ण ताकतें हैं, और वर्तमान 5G PA, पावर लाइन ब्रॉडबैंड वाहक और अन्य क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग होंगे। ।" युआन वेइवांग ने कहा।

निष्कर्ष

राष्ट्रीय नीतियों और सेमीकंडक्टर उद्योग के समर्थन से प्रेरित, GaN और SiC द्वारा प्रस्तुत तीसरी पीढ़ी की सेमीकंडक्टर सामग्री सेमीकंडक्टर उद्योग के विकास का एक महत्वपूर्ण केंद्र बन गई है। विशेष रूप से पीडी फास्ट चार्जिंग और नई ऊर्जा वाहनों के क्षेत्र में, तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्री GaN और SiC के उपयोग ने उत्पाद नवाचार और पुनरावृत्ति को काफी बढ़ावा दिया है। घरेलू प्रतिस्थापन की वर्तमान स्थिति को देखते हुए, जैसे-जैसे घरेलू निर्माता तकनीकी कठिनाइयों के माध्यम से विकास और नवाचार करना और तोड़ना जारी रखते हैं, घरेलू तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक उद्योग की स्थिति एक स्थान पर कब्जा कर लेगी; सेमीकंडक्टर सामग्रियों की लागत में भी गिरावट आएगी, और तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्री जैसे GaN और SiC को कई क्षेत्रों जैसे स्मार्ट ग्रिड और उच्च-शक्ति बिजली आपूर्ति के लिए रेल पारगमन में देखा जाएगा।

अस्वीकरण: यह लेख "इलेक्ट्रॉनिक इंटेलिजेंट मैन्युफैक्चरिंग इंडस्ट्री" से पुन: प्रस्तुत किया गया है, यह लेख केवल लेखक के व्यक्तिगत विचारों का प्रतिनिधित्व करता है, सैको माइक्रो और उद्योग के विचारों का नहीं, केवल पुनर्मुद्रण और साझा करने के लिए, बौद्धिक संपदा अधिकारों की सुरक्षा का समर्थन करने के लिए, कृपया मूल को इंगित करें स्रोत और लेखक. , यदि कोई उल्लंघन है, तो कृपया उसे हटाने के लिए हमसे संपर्क करें।