Moore Yasası'nın ötesinde, üçüncü nesil yarı iletken malzeme teknolojisi zirve noktasına ulaşıyor.  
     
21. yüzyılın başından bu yana, yapay zeka, 5G ve otonom sürüş gibi yeni uygulamaların yükselişi, çip performansı için daha yüksek gereksinimler ortaya koymuştur. Ayrıca, yarı iletken üretim süreçlerinde ve yeni malzemelerde sürekli yeniliği teşvik etmiştir. Moore Yasasını aşabilecek üçüncü nesil yarı iletken malzeme teknolojileri olarak, en parlak dönemlerini yaşamışlardır.

Üçüncü nesil yarı iletken malzemeler, geniş bant aralıklı yarı iletkenler olarak da bilinir ve geniş bant aralığına (Eg≥2.3 eV) sahip yarı iletken malzemelerdir. Ana akım silisyum karbür (SiC) ve galyum nitrür (GaN) ile ana akım olmayan çinko oksit (ZnO), elmas ve alüminyum nitrür (AlN), üçüncü nesil yarı iletken teknolojisinin başlıca temsilcileridir. Birinci ve ikinci nesil yarı iletken malzemelerle karşılaştırıldığında, daha geniş bir enerji aralığına ek olarak, üçüncü nesil yarı iletkenler mükemmel kırılma alanı dayanımı, termal iletkenlik, elektron doygunluk oranı ve radyasyon direncine de sahiptir. Yüksek sıcaklık, yüksek frekans, radyasyona dayanıklı ve yüksek güçlü cihazların üretiminde avantajlara sahiptirler ve daha enerji verimli enerji dönüşüm sistemlerine olan acil ihtiyacı karşılayabilirler. Omdia'nın "2020 SiC ve GaN Güç Yarı İletkenleri Raporu"na göre, SiC ve GaN güç yarı iletkenlerinin küresel satış gelirinin 2020 yıl sonu itibarıyla 854 milyon ABD dolarına ulaşması bekleniyor. Önümüzdeki on yıl boyunca çift haneli yıllık büyüme oranları yakalayacak ve 2029 yılına kadar 5 milyar ABD dolarını aşacak.

Elektrikli araçlar, 5G ve büyük veri gibi birçok yeni uygulama, yarı iletken malzemeler için geliştirme fırsatları yaratmıştır. Enerji tüketimi yüksek veri merkezleri, çeşitli şarj cihazları ve içten yanmalı motorların yerini alacak elektrikli araçlar için çekiş motoru invertörleri gibi uygulamalarda, enerji verimliliğindeki iyileştirmeler, petrol ve kömür gibi geleneksel enerji tüketiminin ürettiği karbondioksiti azaltacaktır. Yeni malzemeler ayrıca yenilenebilir enerjinin büyük ölçekli kullanımını da teşvik etmektedir. Örneğin, geniş bant aralıklı güç yarı iletkenleri, güneş ve rüzgar enerjisi üretimini daha verimli hale getirebilir.

 

Öte yandan, 5G tabanlı Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) yaygınlaşması ve uygulanmasıyla, Her Şeyin İnterneti geniş ölçekte popüler hale geliyor ve milyarlarca kullanıcı, makine ve cihaz büyük miktarda veriyi, yüksek çözünürlüklü görüntüleri ve yüksek çözünürlüklü video akışlarını gerçek zamanlı olarak paylaşabiliyor. Uzaktan cerrahi, sürücüsüz araçlar, drone ile teslimat ve diğer birçok zorlu uygulama, kavramdan gerçeğe dönüşüyor. Yapay zekâ (AI) ve makine öğreniminden faydalanmanın yanı sıra, bu gelişmeler daha yüksek işlem performansı, daha yüksek bant genişliği ve kısa gecikme süresine sahip yeni malzemelerle de yakından bağlantılıdır.

İnovasyona öncülük eden ST, üçüncü nesil yarı iletken teknolojisi uygulamalarını aktif olarak hayata geçiriyor.  
     
1990'ların başlarında ST, 2 inçlik wafer'lardan başlayarak SiC MOSFET transistörleri ve diyotları geliştirip piyasaya sürdü. Yıllarca süren uzun vadeli yatırımların ardından ST, ilgili temel üretim süreçleri için önemli patentler elde etti. İster epitaksiyel katmanlar, ister kenar sonlandırma tasarımı veya kapı oksit katmanları olsun, ST'nin yüksek voltajlı transistör ve diyot üretimindeki uzmanlığı, ST'nin SiC'yi başarıyla geliştirmede öncü rol oynamasına yardımcı oldu.ST, bu ivmeyi kullanarak gelişmekte olan elektrikli araç (EV) sektöründe önemli bir SiC tedarikçisi haline geldi.ST'nin SiC ürünleri ağırlıklı olarak elektrikli araçların şarj sistemlerinde, ana invertörlerde, DC-DC dönüştürücülerde, endüstriyel sürücülerde, fotovoltaiklerde ve diğer uygulamalarda kullanılmaktadır. Aynı zamanda ST, 5G baz istasyonları ve iletişim kuleleri, güç anahtarları, tüketici elektroniği ve endüstriyel şarj cihazları ve güç adaptörleri gibi uygulamalar için GaN cihazları geliştirmeye de devam etmektedir. ST'nin ürün portföyünü en üst düzeye çıkarmasını sağlayacak GaN-silikon RF ürünleri şu anda tasarlanmaktadır.  
SiC MOSFET konusunda ST, istikrarlı bir tedarik zinciri kuruyor: İsveçli Norstel AB'nin başarılı bir şekilde satın alınmasıyla dikey tedarik zinciri entegrasyonu tamamlandı, Cree ve SiCrystal ile uzun vadeli wafer tedarik anlaşmaları imzalandı ve kendi üretim kapasitesi de genişletilmeye devam etti.ST, SiC'deki başarısını temel alarak ilerliyor.GaN alanına devam edinEndüstri zincirinin yukarı ve aşağı yönlü paydaşlarıyla aktif olarak bir dizi iş birliği yürütüyor: galyum nitrür alanında yenilikçi Exagan'da çoğunluk hissesi satın almak, TSMC'nin sektör lideri GaN üretim sürecini benimsemek, Leti ile silikon tabanlı galyum nitrür güç dönüştürme teknolojisi geliştirmek için iş birliği yapmak, MACOM ile silikon tabanlı GaN üretim kapasitesini artırmak vb.          ST masterGaN® platformunun lansmanı: daha küçük, daha hafif ve daha hızlı GaN şarjı çağı açılıyor.  
     
Güç kaynaklarının minyatürleştirilmesi trendi on yıllardır devam ediyor ve yeni pazar uygulamalarına olanak sağlaması bekleniyor. Ayrıca, güç yoğunluğunun artırılması enerji verimliliğinin iyileştirilmesinin anahtarıdır ve tasarımcıların büyük önem verdiği bir parametredir. Bununla birlikte, daha kompakt ve verimli güç çözümlerine ulaşmada hala önemli teknik sınırlamalar bulunmaktadır.  
Yeni bir inovasyon dalgası olarak GaN yüksek elektron hareketliliğine sahip transistör teknolojisi, güç mühendisliği dünyasında devrim yaratıyor. GaN güç FET transistörleri, sıradan silikon tabanlı güç çözümlerinin performans sınırlamalarını aşarak, silikon tabanlı MOSFET'lerin asla ulaşamadığı yüksek hız, yüksek verimlilik ve daha yüksek güç yoğunluğu sağlıyor ve yeni uygulama pazarlarını güçlendiriyor. On yıllardır güç dönüştürme pazarında lider ve öncü olan ST, benzersiz teknik deneyimini ve sistem uzmanlığını kullanarak bu yeni inovasyon dalgasından faydalanıyor ve daha geniş bir pazar uygulama yelpazesini kapsayacak şekilde sürekli olarak yeni ürünler ve çözümler piyasaya sürüyor.  
ST kısa süre önce, silikon tabanlı bir yarım köprü sürücü çipi ve bir çift GaN transistörünü entegre eden dünyanın ilk ürün platformu masterGaN®'ı piyasaya sürdü. Bu entegre çözüm, tüketici elektroniği ve endüstriyel uygulamalar için 400W'ın altında hafif, enerji tasarruflu şarj cihazlarının ve güç adaptörlerinin yeni neslinin geliştirilmesini hızlandırmaya yardımcı olacaktır.  
   
GaN teknolojisi, elektronik cihazların işlem yapmasını sağlar.Daha fazla güçCihazın kendisi iseDaha küçük, daha hafif ve daha enerji verimli.Bu gelişmeler, akıllı telefonlar için ultra hızlı şarj cihazlarını ve kablosuz şarj cihazlarını, PC'ler ve oyun konsolları için USB-PD kompakt adaptörlerini, ayrıca güneş enerjisi depolama sistemleri, kesintisiz güç kaynakları veya yüksek kaliteli OLED TV'ler ve bulut sunucuları gibi endüstriyel uygulamaları dönüştürecektir.   
Günümüz GaN pazarında, genellikle ayrı güç transistörleri ve sürücü entegre devreleri kullanılır; bu da tasarımcıların optimum performans elde etmek için bunların birlikte nasıl çalıştırılacağını öğrenmelerini gerektirir. STMicroelectronics'in masterGaN çözümü bu zorluğu ortadan kaldırarak, pazara sunma süresini kısaltır ve daha küçük ve daha basit bir paketle, daha az devre bileşeni ve daha yüksek sistem güvenilirliğiyle beklenen performansı elde eder. GaN teknolojisinin ve STMicroelectronics'in entegre ürünlerinin avantajlarından yararlanan yeni ürünleri kullanan şarj cihazları ve adaptörler, geleneksel silikon tabanlı çözümlere göre daha verimlidir.Boyutunu %80, ağırlığını %70 azaltın ve şarj hızını 2 kat artırın..  
   
      MasterGaN ürün platformunun benzersiz avantajları  
     
STMicroelectronics Analog Ürünler Bölümü Başkan Yardımcısı ve Genel Müdürü Matteo Lo Presti şunları söyledi: "ST'nin benzersiz masterGaN ürün platformu, yüksek voltajlı akıllı güç BCD prosesi ve GaN teknolojisini entegre eden, pazarda kendini kanıtlamış uzmanlığımız ve tasarım yeteneklerimize dayanmaktadır; bu da yerden tasarruf sağlayan, enerji verimli ve çevre dostu ürünlerin geliştirilmesini hızlandırabilir."
 

masterGaN1, STMicroelectronics'in masterGaN platformunun ilk ürünü olup, iki adet yarım köprü konfigürasyonlu GaN güç transistörü ve yüksek ve düşük taraflı sürücü çiplerini entegre etmektedir. masterGaN1, yalnızca 1 mm kalınlığında 9 mm x 9 mm GQFN paketinde paketlenmiştir ve şu anda seri üretimdedir. Ayrıca, STMicroelectronics, müşterilerin güç ürünü projelerine hızlı bir şekilde başlamalarına yardımcı olmak için bir ürün değerlendirme kartı da sunmaktadır.

Yasal Uyarı: Bu makale "STMicroelectronics China"dan yeniden basılmıştır. Bu makale yalnızca yazarın kişisel görüşlerini temsil eder ve Sacco Micro'nun ve sektörün görüşlerini yansıtmaz. Yeniden basım ve paylaşım, yalnızca fikri mülkiyet haklarının korunmasını desteklemek amacıyla yapılmaktadır. Yeniden basım için lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir ihlal durumunda, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.

Şirket telefon numarası: +86-0755-83044319
Faks: +86-0755-83975897
E-posta: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Yönetici Li

QQ: 332496225 Yönetici Qiu

Adres: Shenzhen, Longhua Yeni Bölgesi, Minzhi Caddesi No. 1079, Zhantao Teknoloji Binası, C Binası, Oda 809