คำนำ

วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามมีประสิทธิภาพที่เหนือกว่าและโครงสร้างแถบพลังงาน และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอุปกรณ์ความถี่วิทยุ อุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ไฟฟ้า ฯลฯ และค่อยๆ เจาะเข้าไปในสาขาเกิดใหม่ เช่น การสื่อสาร 5G, การชาร์จอย่างรวดเร็ว PD และรถยนต์พลังงานใหม่ ทิศทางการพัฒนาที่สำคัญของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ อย่างไรก็ตาม ปฏิเสธไม่ได้ว่าปัญหาทางเทคนิคของวัสดุ GaN และ SiC ยังคงมีอยู่ ระดับการทดแทนภายในประเทศไม่สูงและต้นทุนยังคงสูง ซึ่งสร้างปัญหาให้กับกระบวนการของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามในประเทศจีน เนื่องจากวัสดุหลักในการปรับปรุงประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์และความหนาแน่นของพลังงาน สถานะการพัฒนาในปัจจุบันของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม GaN และ SiC จึงได้รับความสนใจอย่างมาก

ปัญหาทางเทคนิคและคุณลักษณะของวัสดุ GaN และ SiC

ปัจจุบัน วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม GaN และ SiC ได้รับการยอมรับและมีความกังวลอย่างมากจากตลาด ในด้านเซมิคอนดักเตอร์กำลัง คนในวงการเชื่อว่านอกเหนือจากการเปล่งแสง LED และความถี่วิทยุแล้ว ปัญหาทางเทคนิคของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม SiC ส่วนใหญ่อยู่ที่การควบคุมข้อบกพร่องของสารตั้งต้น ในปัจจุบัน วัสดุพื้นผิวที่มีความหนาแน่นของข้อบกพร่องต่ำส่วนใหญ่ผลิตโดยผู้ผลิตในยุโรป อเมริกา และญี่ปุ่น และจะใช้เวลานานในการเจาะทะลุในประเทศจีน

ในเวลาเดียวกัน กระบวนการ SiC วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามนั้นควบคุมได้ยาก และความผันผวนของชุดผลิตภัณฑ์ส่งผลให้ผลผลิตต่ำและการผูกขาดการจัดหาวัสดุหลัก นอกจากนี้ยังสรุปได้ว่าราคาตลาดยังคงอยู่ในระดับสูง และปัจจุบันจำกัดอยู่เพียงบางตลาดแอปพลิเคชันเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับชุดคุณลักษณะของตัวเอง เช่น การสูญเสียที่น้อยลง ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น แรงดันไฟฟ้าสูงและความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงของ SiC การใช้ SiC วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามได้เริ่มเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมมากขึ้น

ต่างจาก SiC ตรงที่ GaN ค่อนข้างซับซ้อน GaN ไม่ใช่ MOSFET ในความหมายที่แท้จริง แต่เป็น HEMT (High Electron Mobility Transistor) ซึ่งมีลักษณะการสลับคล้ายกับ MOSFET GaN HEMT เป็นโครงสร้างสื่อกระแสไฟฟ้าในระนาบที่ไม่ขึ้นอยู่กับซับสเตรต และสามารถใช้งานได้กับซับสเตรตแซฟไฟร์หรือซิลิกอน แต่การใช้งานอุปกรณ์ที่ปิดตามปกตินั้นทำได้ยาก จาง ต้าเจียง ผู้อำนวยการฝ่ายการตลาดของบริษัท Zhuhai Gallium Future Technology Co., Ltd. (เรียกสั้นๆ ว่า "Gallium Future") เชื่อว่ามีวิธีแก้ปัญหาอยู่ 2 วิธี วิธีหนึ่งคือเพิ่มสารโด๊ปประเภท P ที่ประตูเพื่อปิดกั้นก๊าซอิเล็กตรอนสองมิติ และตระหนักถึงฟังก์ชันปิดตามปกติ วิธีหนึ่งคือการเชื่อมต่อ MOSFET แรงดันต่ำแบบอนุกรมกับแหล่งกำเนิด และควบคุม MOSFET แรงดันต่ำเพื่อจ่ายแรงดันลบของเกท GaN ข้อดีคือ MOSFET มีความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่ง

นอกจากนี้ ปัญหาทางเทคนิคในปัจจุบันของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม GaN ยังมาจากแง่มุมอื่นๆ อีกมากมาย ในแง่ของความยากของกระบวนการ วัสดุ GaN เผชิญกับความท้าทาย เช่น ผลผลิตของอุปกรณ์ ความสม่ำเสมอ และความน่าเชื่อถือ สำหรับบริษัท GaN พวกเขาจะปรับปรุงเนื้อหาการทดสอบและประมวลผลและคัดกรองงานให้กับลูกค้าได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำที่สุดได้อย่างไร อุปกรณ์ที่ดี ความต้านทานความร้อนสูง ความต้านทานความถี่สูง Vth ต่ำ และคุณลักษณะอื่นๆ ของ GaN ถูกกำหนดให้มีทิศทางการบรรจุที่แตกต่างจากอุปกรณ์ซิลิคอนแบบดั้งเดิม ในเวลาเดียวกัน ในการประยุกต์ใช้ การเพิ่มวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม GaN ได้ล้มล้างอุตสาหกรรมแหล่งจ่ายไฟแบบเดิม อุตสาหกรรมพลังงานใหม่มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับชิปควบคุม PWM และผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้า

นักข่าวได้เรียนรู้ว่า Chengdu Nitrogen Silicon Technology Co., Ltd. (เรียกว่า "Nitrogen Silicon Technology") ได้สร้างชุดทดสอบที่สมบูรณ์หลังจากการวิจัยและฝึกฝนมาเป็นเวลานาน ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถเลือกอุปกรณ์การทำงานปกติสำหรับ ลูกค้าแต่ยังสามารถทดสอบเครื่องได้ จำแนกประเภท จัดหาผลิตภัณฑ์ที่คุ้มค่าแก่ลูกค้าซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการได้ และใช้ข้อมูลการทดสอบเชิงปฏิบัติจำนวนมากเพื่อช่วยในการพัฒนากระบวนการของโรงหล่อเพื่อกำหนดทิศทางในการปรับปรุง ในทางกลับกัน Nitrogen Silicon Technology ได้ทำการวิจัยเทคโนโลยีการบรรจุและการปิดผนึกขั้นสูงอย่างจริงจังเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความสะดวกในการใช้งานอุปกรณ์ GaN ขณะเดียวกันก็ได้ติดต่อกับผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าและชิป PWM รายใหญ่เพื่อพัฒนาโซลูชั่น

Yuan Weiwang ซีอีโอของ Xinmin Microelectronics (Shanghai) Co., Ltd. (เรียกว่า "Xinmin") เชื่อว่า GaN มีความคล้ายคลึงกับอุปกรณ์ซิลิคอน และความต้านทานภายในที่อุณหภูมิสูงแสดงค่าสัมประสิทธิ์เพิ่มขึ้นมากกว่า 2 เท่า . สวิตช์ต่างจากอุปกรณ์ซิลิกอน ในระหว่างกระบวนการ ความเครียดทางไฟฟ้าเพิ่มเติมทำให้ค่าความต้านทานออนเพิ่มขึ้นแบบไดนามิก ดังนั้นปัญหาทางเทคนิคของอุปกรณ์ GaN ส่วนใหญ่จะอยู่ที่วิธีจัดการกับความต้านทานภายในที่แตกต่างกันซึ่งเกิดจากเวลาการใช้งานและอุณหภูมิแวดล้อมที่แตกต่างกัน ซึ่งแสดงดังต่อไปนี้:

1: RDson แสดงสถานะที่ไม่เสถียรเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ดังแสดงในรูปต่อไปนี้:

สอง: RDson ยังแสดงสถานะที่ไม่เสถียรเมื่อเวลาผ่านไป ดังแสดงในรูปต่อไปนี้:

จากปัญหาที่กล่าวข้างต้นของอุปกรณ์ GaN วิธีแก้ปัญหาคือการพิจารณาปัจจัยของความเครียดเทอร์โมอิเล็กทริกอย่างครอบคลุม และพิจารณาใช้การออกแบบระยะขอบ RDson 3-3.5 เท่า โดยพื้นฐานแล้วอุปกรณ์ SiC นั้นมีความสมบูรณ์ในการใช้งานของไดโอด Schottky ในปัจจุบัน ปัญหาหลักคือความเสถียรของ SiC MOSFET ซึ่งต้องใช้การดีบักและการสำรวจกระบวนการในระยะยาว และปัญหาทางเทคนิคโดยทั่วไปก็ได้รับการแก้ไขแล้ว

นอกเหนือจากการชาร์จอย่างรวดเร็วของ PD แล้ว GaN ยังโจมตีแหล่งพลังงานกำลังสูงอีกด้วย

Gallium Future คือผู้ผลิตอุปกรณ์จ่ายไฟ GaN ชั้นนำในประเทศจีน ซึ่งอุทิศให้กับการวิจัยและพัฒนาและการผลิตผลิตภัณฑ์ GaN ที่มีโครงสร้าง Cascode ตามรายงาน โครงสร้างดังกล่าวผสมผสานความสะดวกในการใช้งานอุปกรณ์ซิลิคอนเข้ากับคุณลักษณะความถี่สูงและประสิทธิภาพสูงของอุปกรณ์ GaN เพื่อให้ได้โซลูชันพลังงานความหนาแน่นพลังงานสูงถึง 10KW ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่จะใช้กับแหล่งจ่ายไฟเซิร์ฟเวอร์กำลังสูง แหล่งจ่ายไฟของสถานีฐาน ฯลฯ เมื่อเร็วๆ นี้ Gallium Future ได้เปิดตัวอุปกรณ์ GaN แบบคาสโค้ด SMD ขนาดเล็กสองตัวสำหรับแอปพลิเคชันการชาร์จที่รวดเร็ว ได้แก่ G1N65R240PB และ G1N65R480PA ซึ่งสอดคล้องกับการชาร์จอย่างรวดเร็ว 65W และ 33W แอปพลิเคชันตามลำดับ ด้วยความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่งและวิธีการขับขี่ที่เรียบง่าย จึงช่วยให้ผู้ใช้ได้การออกแบบการชาร์จที่รวดเร็วของ GaN ที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพ

ปัจจุบัน การประยุกต์ใช้อุปกรณ์จ่ายไฟ GaN ของ Nitrogen Silicon Technology ในด้านผู้บริโภค เช่น PD และแหล่งจ่ายไฟ LED ได้ค่อยๆ เติบโตเต็มที่ ผู้ผลิตสินค้าสีขาว รวมถึงศูนย์ข้อมูล พลังงานแสงอาทิตย์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ และแม้แต่ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ ต่างก็แสดงความสนใจอย่างมากในอุปกรณ์จ่ายไฟ GaN จาก Nitrosil Technology อย่างต่อเนื่อง มีรายงานว่าในอนาคต ผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีไนโตรเจนซิลิคอนจะร่วมมือกับชิปไดรเวอร์ GaN ที่พัฒนาตนเอง เพื่อค่อยๆ ปรับใช้ตลาดอุปกรณ์และโมดูลพลังงาน GaN ที่มีเสถียรภาพมากขึ้น

ผู้สื่อข่าวได้เรียนรู้ว่า Xinmin GaN power MOS ส่วนใหญ่จะใช้ในการชาร์จแบบเร็วสุด แหล่งจ่ายไฟ LED และแหล่งจ่ายไฟความหนาแน่นสูงขนาดเล็ก ในหมู่พวกเขา การชาร์จเร็วสุดเป็นตลาดหลักของ GaN แบบดั้งเดิม ในขณะที่แหล่งจ่ายไฟ LED แหล่งจ่ายไฟความหนาแน่นสูงขนาดเล็ก เช่น เซอร์กิตเบรกเกอร์ แหล่งจ่ายไฟของสถานีฐานขนาดเล็กเป็นสาขานวัตกรรม และยังเป็นตลาดรูปแบบหลักของ ซินมิน.

เนื่องจากตลาดหลักสำหรับ GaN วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม การชาร์จอย่างรวดเร็วของ PD จึงค่อยๆ เติบโตเต็มที่ ในอนาคต อุปกรณ์จ่ายไฟกำลังสูง เช่น LED สถานีฐาน และเซิร์ฟเวอร์ อาจกลายเป็นตลาดแอปพลิเคชันยอดนิยมสำหรับวัสดุ GaN

SiC จะโดดเด่นในตลาดแหล่งจ่ายไฟของยานยนต์

Shenzhen Mipson Semiconductor Co., Ltd. (เรียกสั้นๆ ว่า Mipson) มุ่งมั่นที่จะพัฒนา การผลิต และการส่งเสริมวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม SiC นับตั้งแต่ก่อตั้ง การรวมกันแบบคู่ทำให้ลูกค้ามีทางเลือกที่มั่นคงมากขึ้น ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์ SiC ของบริษัทได้ถูกนำไปใช้อย่างเต็มความสามารถในด้านการชาร์จเร็ว PD, แหล่งจ่ายไฟแสงสว่าง, อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และแหล่งจ่ายไฟสำหรับเซิร์ฟเวอร์ ตามตลาดที่แตกต่างกันซึ่งสอดคล้องกับกลุ่มแรงดันไฟฟ้า รวมกับเทคโนโลยีกระบวนการล่าสุด พารามิเตอร์หลักจะมีความแตกต่างเพื่อทำให้ผลิตภัณฑ์เหมาะสมกับผู้ใช้มากขึ้น ออกแบบ. ปัจจุบัน MPS ได้จัดหาผลิตภัณฑ์ความต้านทานภายในต่ำพิเศษ SiC MOS เป็นชุด และมีความสามารถในการแบ่งปันตลาดกับแบรนด์นำเข้า และยังคงลงทุนในการวิจัยและพัฒนาเพื่อนำเสนอตัวเลือกที่คุ้มค่ามากขึ้นให้กับลูกค้าผ่านการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง

ตามรายงาน MPS ได้ปรับใช้ตลาดการขนส่งทางรถไฟและแหล่งจ่ายไฟของยานพาหนะในด้านวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามอย่างจริงจัง และได้บรรลุข้อตกลงกับผู้ผลิตรถยนต์ชั้นนำในประเทศหลายราย และผลิตภัณฑ์บางอย่างได้เริ่มการทดลองใช้งานบนรถแล้ว

ปัจจุบัน อุปกรณ์ SiC ของ Xinmin ส่วนใหญ่จะใช้ในอินเวอร์เตอร์ รวมถึงไมโครอินเวอร์เตอร์และอินเวอร์เตอร์กำลังสูง ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์หลักที่ Xinmin เปิดตัว ได้แก่ ไดโอด SiC Schottky และโมดูล Schottky มีรายงานว่าตลาดวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามของ Xinmin จะถูกนำไปใช้เป็นหลักในการจัดหาแหล่งจ่ายไฟที่มีประสิทธิภาพสูงและกำลังสูง เช่น แท่นชาร์จ และอุปกรณ์จ่ายไฟของเซิร์ฟเวอร์

ในปีนี้ Tyco Tianrun Semiconductor Technology (Beijing) Co., Ltd. ("Tyco Tianrun") มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งในด้านชิป SiC มาเป็นเวลาสิบปี และผลิตภัณฑ์ของบริษัทก็ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ (เช่น อุตสาหกรรมระดับสูง - แหล่งจ่ายไฟ LED กำลังไฟ, แหล่งจ่ายไฟ PC, แหล่งจ่ายไฟสื่อสาร, อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และโมดูลชาร์จของกองชาร์จ ฯลฯ ), แหล่งจ่ายไฟรถยนต์ (เช่น OBC, DCDC ฯลฯ ) ตลาดผู้บริโภค (เช่น PD ชาร์จเร็ว) .

Qiu Qi รองประธานฝ่ายการตลาดของ Tyco Tianrun เชื่อว่าทิศทางการจัดหาพลังงานในอนาคตคือการย่อขนาด น้ำหนักเบา และความหนาแน่นของพลังงานสูง และสาขาที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น ยานพาหนะไฟฟ้า จะต้องเป็นหนึ่งในสาขาการใช้งานหลักของอุปกรณ์ซิลิคอนคาร์ไบด์ เนื่องจากหากระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ของมอเตอร์ไฟฟ้าของรถยนต์ไฟฟ้าใช้สารละลายซิลิกอนคาร์ไบด์แบบเต็ม ก็จะต้องใช้เวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ขนาด 6 นิ้วโดยเฉลี่ย 6 แผ่น พลังงานยังอยู่ในยานพาหนะพลังงานใหม่

รถยนต์พลังงานใหม่ต้องการส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้ายานยนต์จำนวนมาก อุปกรณ์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อมูลค่าโดยรวม ขนาด ปริมาตร ประสิทธิภาพการทำงานแบบไดนามิก ความสามารถในการรับน้ำหนักเกิน ความทนทาน และความน่าเชื่อถือของเครื่องจักรทั้งหมด ในฐานะอุปกรณ์จ่ายพลังงานหลัก IGBT ที่ใช้ซิลิคอนถูกนำมาใช้ในตัวควบคุมมอเตอร์ของรถยนต์พลังงานใหม่ โดยมอเตอร์และตัวควบคุมมีสัดส่วนประมาณ 7%-10% ของต้นทุนของรถยนต์ทั้งคัน ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่มีต้นทุนสูงเป็นอันดับสองรองจากแบตเตอรี่ อุปกรณ์สำคัญที่กำหนดประสิทธิภาพการใช้พลังงานของรถยนต์ทั้งคัน ในขณะเดียวกัน เพื่อให้ได้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและความน่าเชื่อถือสูง อุปกรณ์จ่ายพลังงานแบบชาร์จเร็วจำเป็นต้องมีประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งขึ้น และอุปกรณ์ไฟฟ้ายานยนต์รุ่นใหม่ที่ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ SiC รุ่นที่สามก็จะได้รับความนิยมเช่นกัน

กระบวนการเปลี่ยนตัวในประเทศจะดำเนินต่อไปและต้นทุนจะค่อยๆลดลง

จากกระแสสินค้าขาดสต๊อกในปี 2018 ผู้ผลิตต่างชาติรายใหญ่เน้นจัดหาลูกค้าต่างประเทศพร้อมกัน ไปจนถึงผลกระทบจากการแพร่ระบาดในปี 2020 ฐานการผลิตของผู้ผลิตต่างประเทศในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากการลดการผลิตและในประเทศ ผู้ผลิตแบรนด์ต้องแบกรับความรับผิดชอบอันหนักหน่วงในการส่งมอบซ้ำแล้วซ้ำเล่า นอกจากนี้ การพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามอย่างจริงจังยังได้รับการอัปเกรดเป็นยุทธศาสตร์ระดับชาติอีกด้วย เมื่อรวมกับตลาดอุปสงค์ภายในประเทศขนาดใหญ่ มีพื้นที่ที่ไม่เคยมีมาก่อนสำหรับการแปลและการทดแทน และยังเปิดโอกาสให้ห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามในประเทศทั้งหมดได้มีโอกาสทำซ้ำ

ปีนี้ ด้วยการสนับสนุนจากภาครัฐและความพยายามอย่างไม่หยุดยั้งของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ภายในประเทศ ทำให้เซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามในประเทศเติบโตอย่างรวดเร็ว ในส่วนของเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามนั้น ช่องว่างระหว่างเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศและต่างประเทศนั้นไม่ชัดเจนเท่ากับเซมิคอนดักเตอร์รุ่นแรกและรุ่นที่สอง สำหรับไดโอด SiC ผลิตภัณฑ์ในประเทศส่วนใหญ่ผลิตในประเทศและเข้าสู่ตลาดอุตสาหกรรมและยานยนต์แล้ว ส่วนมอสเฟต SiC ยังคงมีช่องว่างอยู่บ้างทั้งในประเทศและต่างประเทศ ส่วน GaN ตลาดอุปกรณ์ RF GaN ในประเทศของผมก็กำลังเติบโตอย่างต่อเนื่อง เสาหลักและปัจจัยขับเคลื่อนการเติบโตหลักๆ คือโครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารไร้สาย ส่วน GaN ที่ใช้ซิลิคอนเป็นส่วนประกอบหลัก ปัจจุบันถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์ชาร์จเร็ว PD ของโทรศัพท์มือถือเป็นหลัก เนื่องจากสินค้าอุปโภคบริโภคมีความอ่อนไหวต่อต้นทุนสูง และเกณฑ์ทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์เองก็ต่ำกว่าเกณฑ์ทางเทคนิคของอุตสาหกรรมและยานยนต์ ช่องว่างระหว่างสินค้าในประเทศและต่างประเทศจะไม่ปรากฏให้เห็นอีกต่อไปในอนาคตอันใกล้

Yuan Weiwang คาดการณ์ว่าในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า SiC Schottky จะได้รับการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นโดยสมบูรณ์ ปัจจุบัน SiC MOS ยังคงยึดหลัก ROHM ในญี่ปุ่น, Cree ในสหรัฐอเมริกา และ STMicroelectronics และ Infineon ในยุโรป การแปล MOS เป็นภาษาท้องถิ่นยังคงต้องมีการปรับปรุงกระบวนการทางเทคนิคเพิ่มเติม แต่แนวโน้มระยะยาวยังคงเป็นการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น

ปัจจุบันทิศทางการพัฒนาอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามมีความชัดเจน และโรงงานดั้งเดิมในประเทศก็ใช้เวลาและสถานที่ที่เหมาะสม สำหรับสภาพแวดล้อม SiC วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามในประเทศ ในช่วงสองปีที่ผ่านมา ภายใต้แรงกดดันของสงครามการค้าจีน-สหรัฐฯ โรคระบาดจากต่างประเทศ และการปิดโรงงานบรรจุภัณฑ์ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ผู้ผลิตจากต่างประเทศที่รอและ- เห็นทัศนคติต่อผู้ผลิตในประเทศในช่วงปีแรก ๆ ค่อย ๆ เปิดแขนออก ลูกค้ายังมีทัศนคติที่เปิดกว้างในการสื่อสารกับผู้ผลิตดั้งเดิมในประเทศ ในทางกลับกัน มีความผูกพันที่ลึกซึ้งระหว่างเพื่อนต่างชาติบางรายกับผู้ผลิตรถยนต์ในยุโรปและอเมริกา และความสามารถในการจัดหาให้กับลูกค้ารายอื่นๆ ก็ลดลง เนื่องจากอุปทานไม่เพียงพอ ลูกค้าที่ใช้เกณฑ์มาตรฐานในประเทศจะพิจารณาใช้เซมิคอนดักเตอร์ในประเทศ รวมถึง SiC ในประเทศด้วย

Qiu Qi เชื่อว่าวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์ขนาด 4 นิ้วถึง 6 นิ้วและแม้แต่ 8 นิ้วในอนาคต ต้นทุนของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม SiC จะลดลง ซึ่งจะทำให้ตลาดซิลิคอนที่แบ่งกลุ่มลดลง

Yang Yong ผู้จัดการผลิตภัณฑ์ของ Mipson กล่าวว่าในอนาคตช่องว่างระหว่างวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามและผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตต่างประเทศจะมีน้อยลงเรื่อยๆ จนกว่าพวกเขาจะตามทันหรือแซงหน้าและราคาก็จะเข้าใกล้มากขึ้นอย่างแน่นอน และใกล้ชิดกับบรรยากาศมากขึ้น Ke Wei ผู้จัดการตลาดของ Nitrogen Silicon Technology เชื่อว่าภายใน 3-5 ปี ต้นทุนของอุปกรณ์ไฟฟ้า GaN ในประเทศจะเข้าใกล้ราคาของ MOS ที่ใช้ซิลิคอนแบบดั้งเดิมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และกลายเป็นที่รักคนใหม่ของตลาด

กระบวนการทดแทนวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามในประเทศยังคงมีหนทางอีกยาวไกล Yuan Weiwang เชื่อว่าในเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามในปัจจุบัน อุปกรณ์ GaN ยังคงถูกครอบงำโดย Navitas, PI และระบบแกนในแคนาดา ภาคอุตสาหกรรมและยานยนต์ยังมีหนทางอีกยาวไกล

ทิศทางใหม่สำหรับการพัฒนาวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม

อย่างที่ทราบกันดีว่า วัตถุประสงค์ของการใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามคือการปรับปรุงประสิทธิภาพและความหนาแน่นของพลังงานของผลิตภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์กำลังสูงส่วนใหญ่ได้รับการพัฒนาจาก Si IGBT ไปจนถึง SiC MOSFET ปัจจุบันเริ่มมีการนำมาใช้แทนในยานยนต์อย่างเต็มรูปแบบแล้ว การเพิ่มประสิทธิภาพและการลดน้ำหนักช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าโดยตรง ผลิตภัณฑ์กำลังไฟฟ้าขนาดเล็กและขนาดกลาง ได้แก่ การพัฒนา Si MOSFET ไปจนถึง GaN HEMT และการใช้งานหลักๆ คือแหล่งจ่ายไฟและอะแดปเตอร์ชาร์จสำหรับศูนย์ข้อมูล

พลังงานที่ศูนย์ข้อมูลใช้คิดเป็นประมาณ 10% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด แหล่งจ่ายไฟที่ออกแบบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ GaN รุ่นที่สามสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ 3 ถึง 5 จุด ซึ่งช่วยประหยัดการใช้ไฟฟ้าของประเทศได้ 3 ถึง 5 ในพันส่วน - สิ่งนี้มีผลกระทบที่สำคัญมากต่อความเป็นกลางของคาร์บอน ในแง่ของอะแดปเตอร์ชาร์จ การใช้แกลเลียมไนไตรด์สามารถลดปริมาตรลงได้ครึ่งหนึ่ง และโดยพื้นฐานแล้วกลายเป็นความต้องการที่เข้มงวดสำหรับผู้บริโภค โดยเฉพาะการเปิดตัว PD3.1 ในอนาคต คุณเพียงแค่ต้องนำอะแดปเตอร์ PD มาชาร์จเครื่องใช้ไฟฟ้าแบบพกพาเท่านั้น มันจะเป็นตลาดพันล้านดอลลาร์

Yang Yong เชื่อว่าด้วยนโยบาย "ความเป็นกลางคาร์บอน" ระดับชาติและการสนับสนุนอย่างต่อเนื่องสำหรับเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม จีนจะเป็นผู้นำตลาดผู้บริโภค SiC วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามทั่วโลกในอนาคตอย่างแน่นอน ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากกระบวนการ SiC ของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามในประเทศเริ่มที่จะค่อยๆ เติบโต และมีการผลิตที่มั่นคง เชื่อกันว่าปัญหาของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามจะสามารถแก้ไขได้โดยพื้นฐานในอนาคตอันใกล้นี้

แนวโน้มของการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นนั้นผ่านพ้นไม่ได้ เซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามเป็นผลิตภัณฑ์หลักของประเทศที่แซงหน้าโค้ง ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีจะทำให้มีพื้นที่ตลาดที่กว้างมาก "วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามไม่เพียงแต่ SiC และ GaN เท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงสารประกอบ เช่น แกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) ก็เป็นกำลังสำคัญในอนาคต และจะมีการใช้งานในวงกว้างใน 5G PA ในปัจจุบัน ผู้ให้บริการบรอดแบนด์สายไฟ และสาขาอื่น ๆ ” หยวน เว่ยหวาง กล่าว

สรุป

ด้วยแรงผลักดันจากนโยบายระดับชาติและการสนับสนุนจากอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามที่นำเสนอโดย GaN และ SiC ได้กลายเป็นจุดสนใจสำคัญของการพัฒนาอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการชาร์จเร็ว PD และยานพาหนะพลังงานใหม่ การใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม GaN และ SiC ได้ส่งเสริมนวัตกรรมและการทำซ้ำของผลิตภัณฑ์อย่างมาก ในมุมมองของสถานะปัจจุบันของการทดแทนภายในประเทศ ในขณะที่ผู้ผลิตในประเทศยังคงพัฒนาและสร้างสรรค์และฝ่าฟันปัญหาทางเทคนิค ตำแหน่งของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามในประเทศจะเข้ามาแทนที่ ต้นทุนของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ก็จะลดลงเช่นกัน และวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม เช่น GaN และ SiC จะเห็นได้ในหลายสาขา เช่น กริดอัจฉริยะและการขนส่งทางรถไฟสำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟที่มีกำลังสูงกว่า

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: บทความนี้ทำซ้ำจาก "Electronic Intelligent Manufacturing Industry" บทความนี้นำเสนอเฉพาะมุมมองส่วนตัวของผู้เขียน ไม่ใช่ Sacco Micro และมุมมองของอุตสาหกรรม สำหรับการพิมพ์ซ้ำและแบ่งปันเท่านั้น เพื่อสนับสนุนการคุ้มครองสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญา โปรดระบุต้นฉบับ แหล่งที่มาและผู้แต่ง หากมีการละเมิดใด ๆ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก