Toepassingen van galliumoxidewafel

Galliumoxide(Ga₂O₃) is naar voren gekomen als een veelbelovend materiaal voor verschillende toepassingen, met name in stroomapparaten en radiofrequentie (RF) apparaten. In dit artikel verkennen we de belangrijkste kansen en doelmarkten voorgalliumoxidein deze domeinen.

Elektrische apparaten

1. Vier belangrijke kansen voorGalliumoxideop het gebied van elektrische apparaten

A. Unipolaire vervanging van bipolair:Galliumoxideis gepositioneerd om traditionele bipolaire apparaten te vervangen, zoals MOSFET's die IGBT's vervangen. In markten zoals nieuwe energievoertuigen, laadstations, toepassingen met ultrahoge spanning, snelladen, industriële voedingen en motorbesturing is de geleidelijke afschaffing van op silicium gebaseerde IGBT's onvermijdelijk. Galliumoxide is, samen met siliciumcarbide (SiC) en GaN, een concurrerend materiaal.

B. Verbeterde energie-efficiëntie:Galliumoxideelektrische apparaten vertonen een lager energieverbruik, wat aansluit bij de mondiale strategieën voor koolstofneutraliteit en vermindering van de piekkoolstofuitstoot.

C. Schaalbare massaproductie: het gemak van het vergroten van de diameter vangalliumoxidewafers, in combinatie met vereenvoudigde productieprocessen en kosteneffectiviteit, positioneren het gunstig voor grootschalige productie.

D. Hoge betrouwbaarheidsvereisten: met stabiele materiaaleigenschappen en betrouwbare structuren,galliumoxidepower devices voldoen aan de strenge eisen voor hoogwaardige substraten/epitaxiale lagen.

2. Doelmarkten voorGalliumoxideElektrische apparaten

A. Langetermijnvooruitzichten:GalliumoxideEr wordt verwacht dat elektrische apparaten tussen 2025 en 2030 spanningsbereiken van 650 V/1200 V/1700 V/3300 V zullen bestrijken, en uitgebreid zullen doordringen in de automobiel- en elektrische apparatuursector. Toekomstige kansen liggen in exclusieve markten die extreem hoge spanning vereisen, zoals toepassingen in vacuümbuizen met hoogspanningsvoeding.

B. Vooruitzichten op de korte termijn: Op de korte termijngalliumoxideStroomapparatuur zal waarschijnlijk al vroeg zijn opwachting maken op de midden- tot hoogspanningsmarkten met lagere toegangsbarrières en kostengevoeligheid. Dit omvat sectoren als consumentenelektronica, huishoudelijke apparaten en industriële stroomvoorzieningen die profiteren van de hoge betrouwbaarheid en prestaties van het materiaal.

3. Markten waarGalliumoxideHoudt voordeel vast

Nieuwe boordladers/omvormers/laadstations voor energievoertuigen

DC/DC-converters: 12V/5V → 48V-conversie

Vervanging van bestaande IGBT's op aandelenmarkten

RF-apparaten

Het succes van galliumnitride (GaN) op de RF-markt is afhankelijk van grote, goedkope substraten om de materiële voordelen ervan volledig te benutten. Hoewel homogene substraten de hoogste kwaliteit van de epitaxiale laag opleveren, leiden kostenoverwegingen vaak tot het gebruik van relatief goedkope substraten zoals Si, saffier en SiC in LED-, consumentenelektronica- en RF-toepassingen. De roostermismatch tussen deze substraten en GaN kan echter de epitaxiale kwaliteit in gevaar brengen.

Met slechts 2,6% roostermismatch tussen GaN engalliumoxide, gebruik makend vangalliumoxidesubstraten voor GaN-groei resulteren in epitaxiale lagen van hoge kwaliteit. Bovendien zijn de kosten voor het kweken van 6-inch galliumoxidewafels zonder gebruik te maken van dure op iridium gebaseerde methoden vergelijkbaar met die van silicium, waardoor galliumoxide een veelbelovende kandidaat is voor kritische toepassingen zoals GaN RF-apparaten.

Ten slotte,galliumoxideDe veelzijdigheid van het bedrijf positioneert het als een belangrijke speler op het gebied van zowel stroom- als RF-apparaten, met een aanzienlijk potentieel in verschillende markten en toepassingen. Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt,galliumoxidezal naar verwachting een cruciale rol spelen bij het vormgeven van de toekomst van deze industrieën.