Melampaui Hukum Moore, teknologi material semikonduktor generasi ketiga mencapai puncaknya.  
     
Sejak awal abad ke-21, munculnya aplikasi baru seperti kecerdasan buatan, 5G, dan kendaraan otonom telah menuntut persyaratan yang lebih tinggi untuk kinerja chip. Hal ini juga mendorong inovasi berkelanjutan dalam proses manufaktur semikonduktor dan material baru. Sebagai generasi ketiga teknologi material semikonduktor yang mungkin melampaui Hukum Moore, mereka telah memasuki momen puncaknya.

Material semikonduktor generasi ketiga, juga dikenal sebagai Semikonduktor Celah Pita Lebar, adalah material semikonduktor dengan lebar celah pita yang besar (Eg≥2.3 eV). Silikon karbida (SiC) dan galium nitrida (GaN) yang umum digunakan, serta seng oksida (ZnO), intan, dan aluminium nitrida (AlN) yang kurang umum digunakan, merupakan perwakilan utama dari teknologi semikonduktor generasi ketiga. Dibandingkan dengan material semikonduktor generasi pertama dan kedua, selain celah energi yang lebih lebar, semikonduktor generasi ketiga juga memiliki kekuatan medan tembus, konduktivitas termal, laju saturasi elektron, dan ketahanan radiasi yang sangat baik. Mereka memiliki keunggulan dalam pembuatan perangkat suhu tinggi, frekuensi tinggi, tahan radiasi, dan daya tinggi, serta dapat memenuhi kebutuhan mendesak akan sistem konversi energi yang lebih hemat energi. Menurut "Laporan Semikonduktor Daya SiC dan GaN 2020" dari Omdia, pendapatan penjualan global semikonduktor daya SiC dan GaN diperkirakan akan mencapai US$854 juta pada akhir tahun 2020. Angka ini akan mencapai tingkat pertumbuhan tahunan dua digit selama sepuluh tahun ke depan dan akan melampaui US$5 miliar pada tahun 2029.

Banyak aplikasi baru seperti kendaraan listrik, 5G, dan big data telah membawa peluang pengembangan bagi material semikonduktor. Dalam aplikasi seperti pusat data yang membutuhkan banyak daya, berbagai pengisi daya, dan inverter motor traksi untuk kendaraan listrik yang akan menggantikan mesin pembakaran internal, peningkatan efisiensi energi akan mengurangi karbon dioksida yang dihasilkan oleh konsumsi energi tradisional seperti minyak dan batu bara. Material baru juga mendorong penerapan energi terbarukan dalam skala besar. Misalnya, semikonduktor daya dengan celah pita lebar dapat membuat pembangkit listrik tenaga surya dan angin menjadi lebih efisien.

 

Di sisi lain, dengan penerapan dan aplikasi Internet of Things (IoT) berbasis 5G, Internet of Everything menjadi populer dalam skala besar, dan miliaran pengguna, mesin, dan perangkat dapat berbagi sejumlah besar data, gambar beresolusi tinggi, dan aliran video definisi tinggi secara real-time. Operasi jarak jauh, mobil otonom, pengiriman drone, dan banyak aplikasi menantang lainnya akan menjadi kenyataan dari konsep menjadi kenyataan. Selain mendapat manfaat dari kecerdasan buatan (AI) dan pembelajaran mesin, perkembangan ini juga tidak terlepas dari material baru dengan kinerja pemrosesan yang lebih tinggi, bandwidth yang lebih tinggi, dan latensi yang lebih pendek.

Sebagai pelopor inovasi, ST secara aktif menerapkan aplikasi teknologi semikonduktor generasi ketiga.  
     
Pada awal tahun 1990-an, ST telah mengembangkan dan meluncurkan transistor dan dioda MOSFET SiC mulai dari wafer 2 inci. Setelah bertahun-tahun melakukan investasi jangka panjang, ST telah memperoleh paten-paten penting untuk proses manufaktur inti terkait. Baik itu lapisan epitaksial, desain terminasi tepi, atau lapisan oksida gerbang, keahlian manufaktur transistor dan dioda tegangan tinggi ST telah memainkan peran penting dalam membantu ST memimpin dalam pengembangan SiC yang sukses.ST telah memanfaatkan momentum ini untuk menjadi pemasok SiC utama di industri kendaraan listrik (EV) yang sedang berkembang.Produk SiC ST terutama digunakan dalam pengisian daya di dalam kendaraan listrik, inverter utama, konverter DC-DC, penggerak industri, fotovoltaik, dan aplikasi lainnya. Pada saat yang sama, ST tetap berkomitmen untuk mengembangkan perangkat GaN untuk aplikasi seperti stasiun pangkalan 5G dan menara komunikasi, sakelar daya, elektronik konsumen, serta pengisi daya dan adaptor daya industri. Produk RF GaN-on-silikon saat ini sedang dirancang, yang akan memungkinkan ST untuk memaksimalkan portofolio produknya.  
Dalam hal SiC MOSFET, ST sedang membangun rantai pasokan yang stabil: akuisisi Norstel AB dari Swedia yang sukses melengkapi integrasi rantai pasokan vertikal yang lengkap, menandatangani perjanjian pasokan wafer jangka panjang dengan Cree dan SiCrystal, dan juga terus memperluas kapasitas produksinya sendiri. Sekarang,ST terus mengembangkan kesuksesan SiC-nya.Lanjut ke bidang GaN, secara aktif melaksanakan serangkaian kerja sama dengan hulu dan hilir rantai industri: mengakuisisi saham mayoritas di inovator galium nitrida Exagan, mengadopsi proses manufaktur GaN terkemuka di industri dari TSMC, bekerja sama dengan Leti untuk mengembangkan teknologi konversi daya galium nitrida berbasis silikon, bekerja sama dengan MACOM untuk meningkatkan kapasitas produksi GaN berbasis silikon, dll.          Peluncuran platform ST masterGaN®: membuka era pengisian daya GaN yang lebih kecil, lebih ringan, dan lebih cepat.  
     
Tren miniaturisasi catu daya telah berlangsung selama beberapa dekade dan diperkirakan akan terus memungkinkan aplikasi pasar baru. Selain itu, peningkatan kepadatan daya adalah kunci untuk meningkatkan efisiensi energi dan juga merupakan parameter yang sangat diperhatikan oleh para perancang. Namun, masih ada keterbatasan teknis utama dalam mencapai solusi daya yang lebih ringkas dan efisien.  
Sebagai gelombang inovasi baru, teknologi transistor mobilitas elektron tinggi GaN merevolusi dunia teknik tenaga listrik. Transistor FET daya GaN menembus batasan kinerja solusi daya berbasis silikon biasa, memungkinkan kecepatan tinggi, efisiensi tinggi, dan kepadatan daya yang lebih tinggi yang belum pernah dicapai oleh MOSFET berbasis silikon, dan memberdayakan pasar aplikasi baru. Sebagai pemimpin dan pelopor di pasar konversi daya selama beberapa dekade, ST memanfaatkan pengalaman teknis dan keahlian sistemnya yang tak tertandingi untuk mengikuti gelombang inovasi baru ini dan terus meluncurkan produk dan solusi baru untuk mencakup berbagai aplikasi pasar yang lebih luas.  
Baru-baru ini, ST meluncurkan platform produk masterGaN® pertama di dunia yang mengintegrasikan chip penggerak setengah jembatan berbasis silikon dan sepasang transistor GaN. Solusi terintegrasi ini akan membantu mempercepat pengembangan generasi berikutnya dari pengisi daya dan adaptor daya hemat energi dan ringan di bawah 400W untuk elektronik konsumen dan aplikasi industri.  
   
Teknologi GaN memungkinkan perangkat elektronik untuk memproses data.Lebih banyak kekuatan, sementara perangkat itu sendiri menjadiLebih kecil, lebih ringan, dan lebih hemat energi.Peningkatan ini akan mengubah pengisi daya ultra cepat dan pengisi daya nirkabel untuk ponsel pintar, adaptor USB-PD kompak untuk PC dan konsol game, serta aplikasi industri seperti sistem penyimpanan energi surya, catu daya tanpa gangguan, atau TV OLED kelas atas dan server cloud.   
Di pasar GaN saat ini, transistor daya diskrit dan IC driver sering digunakan, yang mengharuskan perancang untuk mempelajari cara agar komponen-komponen tersebut bekerja bersama untuk mencapai kinerja optimal. Solusi masterGaN dari STMicroelectronics mengatasi tantangan ini, mempersingkat waktu pemasaran dan mencapai kinerja yang diharapkan sekaligus membuat kemasan lebih kecil dan sederhana, dengan lebih sedikit komponen sirkuit dan keandalan sistem yang lebih tinggi. Dengan memanfaatkan keunggulan teknologi GaN dan produk terintegrasi STMicroelectronics, pengisi daya dan adaptor yang menggunakan produk baru ini lebih efisien daripada solusi berbasis silikon konvensional.Mengurangi ukuran hingga 80%, mengurangi berat hingga 70%, dan meningkatkan kecepatan pengisian daya hingga 2 kali lipat..  
   
      Keunggulan unik dari platform produk masterGaN  
     
Matteo Lo Presti, wakil presiden eksekutif dan manajer umum Divisi Produk Analog STMicroelectronics, mengatakan: "Platform produk masterGaN unik ST didasarkan pada keahlian dan kemampuan desain kami yang telah terbukti di pasar, mengintegrasikan proses BCD daya cerdas tegangan tinggi dan teknologi GaN, yang dapat mempercepat pengembangan produk hemat ruang, hemat energi, dan ramah lingkungan."
 

masterGaN1 adalah produk pertama dari platform masterGaN STMicroelectronics, yang mengintegrasikan dua transistor daya GaN konfigurasi half-bridge dan chip driver high-side dan low-side. masterGaN1 dikemas dalam paket GQFN 9mm x 9mm dengan ketebalan hanya 1mm dan kini telah diproduksi secara massal. Selain itu, STMicroelectronics juga menyediakan papan evaluasi produk untuk membantu pelanggan memulai proyek produk daya dengan cepat.

Penafian: Artikel ini dicetak ulang dari "STMicroelectronics China". Artikel ini hanya mewakili pandangan pribadi penulis dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Tujuan pencetakan ulang dan berbagi ini hanya untuk mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber asli dan penulis untuk pencetakan ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.

Nomor telepon perusahaan: +86-0755-83044319
Faks/FAX: +86-0755-83975897
Surel: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Manajer Li

QQ: 332496225 Manajer Qiu

Alamat: Ruang 809, Gedung C, Gedung Teknologi Zhantao, No. 1079 Jalan Minzhi, Distrik Baru Longhua, Shenzhen