Aplicaciones de la oblea de óxido de galio

óxido de galio(Georgia₂O₃) ha surgido como un material prometedor para diversas aplicaciones, particularmente en dispositivos de energía y dispositivos de radiofrecuencia (RF). En este artículo, exploramos las oportunidades clave y los mercados objetivo paraóxido de galioen estos dominios.

Dispositivos de energía

1. Cuatro grandes oportunidades paraÓxido de galioen Dispositivos de potencia

a. Reemplazo unipolar de bipolar:óxido de galioestá posicionado para reemplazar los dispositivos bipolares tradicionales, como los MOSFET que reemplazan a los IGBT. En mercados como los de vehículos de nueva energía, estaciones de carga, aplicaciones de voltaje ultra alto, carga rápida, fuentes de alimentación industriales y control de motores, la eliminación gradual de los IGBT basados ​​en silicio es inevitable. El óxido de galio, junto con el carburo de silicio (SiC) y el GaN, constituyen un material competitivo.

b. Eficiencia energética mejorada:óxido de galioLos dispositivos eléctricos exhiben un menor consumo de energía, alineándose con las estrategias globales para la neutralidad de carbono y la reducción máxima de las emisiones de carbono.

C. Producción en masa escalable: La facilidad de aumentar el diámetro deóxido de galioLas obleas, junto con procesos de producción simplificados y rentabilidad, lo posicionan favorablemente para la producción a gran escala.

d. Requisitos de alta confiabilidad: con propiedades de materiales estables y estructuras confiables,óxido de galioLos dispositivos Power cumplen con los estrictos requisitos de sustratos/capas epitaxiales de alta calidad.

2. Mercados objetivo paraÓxido de galioDispositivos de energía

a. Perspectivas a largo plazo:óxido de galioSe espera que los dispositivos eléctricos cubran rangos de voltaje de 650 V/1200 V/1700 V/3300 V entre 2025 y 2030, penetrando ampliamente en los sectores de automoción y equipos eléctricos. Las oportunidades futuras se encuentran en mercados exclusivos que requieren un voltaje extremadamente alto, como las aplicaciones en tubos de vacío de suministro de energía de alto voltaje.

b. Perspectivas a corto plazo: En el corto plazo,óxido de galioEs probable que los dispositivos de potencia aparezcan pronto en los mercados de voltaje medio y alto con menores barreras de entrada y sensibilidad a los costos. Esto incluye sectores como la electrónica de consumo, los electrodomésticos y las fuentes de alimentación industriales que se benefician de la alta fiabilidad y rendimiento del material.

3. Mercados dondeÓxido de galioTiene ventaja

Cargadores/inversores/estaciones de carga a bordo de vehículos de nueva energía

Convertidores CC/CC: Conversión 12V/5V→48V

Reemplazo de IGBT existentes en mercados bursátiles

Dispositivos de radiofrecuencia

El éxito del nitruro de galio (GaN) en el mercado de RF se basa en sustratos de gran tamaño y bajo costo para aprovechar al máximo sus ventajas materiales. Si bien los sustratos homogéneos producen la mayor calidad de capa epitaxial, las consideraciones de costo a menudo conducen al uso de sustratos relativamente económicos como Si, zafiro y SiC en aplicaciones de LED, electrónica de consumo y RF. Sin embargo, la falta de coincidencia de la red entre estos sustratos y GaN puede comprometer la calidad epitaxial.

Con solo un desajuste de red del 2,6% entre GaN yóxido de galio, usandoóxido de galioLos sustratos para el crecimiento de GaN dan como resultado capas epitaxiales de alta calidad. Además, el costo de cultivar obleas de óxido de galio de 6 pulgadas sin utilizar costosos métodos basados ​​en iridio es comparable al del silicio, lo que convierte al óxido de galio en un candidato prometedor para aplicaciones críticas como los dispositivos de RF de GaN.

En conclusión,óxido de galioLa versatilidad de lo posiciona como un actor clave tanto en dispositivos de energía como de RF, con un potencial significativo en diversos mercados y aplicaciones. A medida que la tecnología continúa avanzando,óxido de galioSe espera que desempeñe un papel crucial en la configuración del futuro de estas industrias.