رقابت SiC و GaN

از حدود سال 2001، نیترید گالیم نیمه هادی مرکب یک انقلاب روشنایی را به راه انداخته است که از برخی جهات سریعترین انقلاب تکنولوژیک در تاریخ بشر است.طبق مطالعه آژانس بین المللی انرژی، سهم دیودهای ساطع کننده نور مبتنی بر نیترید گالیوم در بازار جهانی روشنایی از صفر به بیش از 50 درصد در تنها دو دهه افزایش یافته است.شرکت تحقیقاتی Mordor Intelligence اخیراً پیش‌بینی کرده است که نورپردازی LED در هفت سال آینده مصرف برق روشنایی را بین 30 تا 40 درصد در سطح جهان کاهش می‌دهد.طبق داده های برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد، روشنایی تقریباً 20 درصد مصرف برق و 6 درصد از انتشار دی اکسید کربن در سطح جهان را تشکیل می دهد.

این انقلاب هنوز به پایان نرسیده است.در واقع، در آستانه جهش به سطح بالاتر است.فن آوری نیمه هادی که صنعت روشنایی را متحول کرده است، نیترید گالیوم (GaN)، همچنین بخشی از انقلاب الکترونیک قدرت است که در آستانه شروع به کار است.زیرا یکی از نیمه هادی های مرکب، کاربید سیلیکون (SiC) شروع به جایگزینی محصولات الکترونیکی مبتنی بر سیلیکون در زمینه عظیم و مهم الکترونیک قدرت کرده است.

دستگاه های GaN و SiC نسبت به اجزای سیلیکونی که جایگزین می شوند عملکرد بهتری دارند و کارآمدتر هستند.صدها میلیون دستگاه از این دست در سراسر جهان وجود دارد که بسیاری از آنها چندین ساعت در روز کار می کنند، بنابراین صرفه جویی در مصرف انرژی قابل توجه خواهد بود.در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های GaN که جایگزین لامپ‌های رشته‌ای و سایر روشنایی‌های سنتی می‌شوند، ظهور الکترونیک قدرت GaN و SiC در نهایت تأثیر مثبت بیشتری بر آب و هوای زمین خواهد داشت.

تقریباً در تمام مکان هایی که نیاز به تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم یا جریان مستقیم به جریان مستقیم است، توان تلف شده کاهش می یابد.این تبدیل در شارژرهای دیواری برای تلفن های همراه یا لپ تاپ، شارژرهای بزرگتر و اینورترهایی که وسایل نقلیه الکتریکی را تامین می کنند و جاهای دیگر اتفاق می افتد.از آنجایی که سایر سنگرهای سیلیکونی نیز در نیمه هادی های جدید قرار می گیرند، پس انداز مشابهی وجود خواهد داشت.تقویت کننده های ایستگاه پایه بی سیم یکی از کاربردهای رو به رشدی هستند که این نیمه هادی های نوظهور به وضوح دارای مزایایی هستند.در تلاش برای کاهش تغییرات آب و هوایی، حذف مصرف برق و اتلاف یک نتیجه مفید است و این نیمه هادی ها راهی هستند که ما آن را برداشت می کنیم.

این نمونه جدیدی از یک الگوی رایج در تاریخ فناوری است: دستیابی همزمان دو نوآوری رقیب.چگونه از شر همه اینها خلاص می شود؟SiC در کدام حوزه های کاربردی و GaN در کدام حوزه ها غالب خواهد بود؟بررسی دقیق مزیت های نسبی این دو نیمه هادی می تواند سرنخ های قابل اعتمادی را در اختیار ما قرار دهد.

نیترید گالیم و کاربید سیلیکون: مناطق رقابتی آنها

امروزه، SiC بر اینورترهای EV تسلط دارد و معمولاً در جایی قرار دارد که انسداد ولتاژ و قابلیت‌های مدیریت نیرو حیاتی و فرکانس‌ها پایین هستند.GaN فناوری ترجیحی برای عملکرد حیاتی فرکانس بالا، مانند ایستگاه‌های پایه 5G و 6G، و برنامه‌های رادار و تبدیل توان با فرکانس بالا، مانند آداپتورهای دوشاخه دیواری، میکرواینورترها، و منابع تغذیه است.

اما کشمکش بین GaN و SiC به تازگی آغاز شده است.صرف نظر از رقابت، یک برنامه، یک بازار، یک بازار، با اطمینان می توان گفت که محیط زیست زمین برنده خواهد شد.از آنجایی که این چرخه جدید تجدید و احیای فناوری به طور غیرقابل توقفی به جلو می رود، از انتشار میلیاردها تن گازهای گلخانه ای در سال های آینده جلوگیری می شود.