Ο ανταγωνισμός του SIC και GaN

Από κατά το 2001, το σύνθετο νιτρίδιο γαλλίου ημιαγωγών έχει προκαλέσει μια επανάσταση φωτισμού, η οποία είναι με κάποιους τρόπους η γρηγορότερη τεχνολογική επανάσταση στη ιστορία της ανθρωπότητας. Σύμφωνα με μια μελέτη από τη Διεθνή Υπηρεσία Ενέργειας, το μερίδιο νιτρίδιο-βασισμένων στον των στο γάλλιο εκπεμπουσών φως διόδων στην παγκόσμια αγορά φωτισμού έχει αυξηθεί από μηδέν άνω των 50% σε ακριβώς δύο δεκαετίες. Η νοημοσύνη Mordor ερευνητικής επιχείρησης πρόσφατα πρόβλεψε ότι ο φωτισμός των οδηγήσεων θα μειώσει την κατανάλωση ισχύος φωτισμού από 30% σε 40% συνολικά στα επόμενα επτά έτη. Σύμφωνα με τα στοιχεία από το πρόγραμμα περιβάλλοντος Ηνωμένων Εθνών, ο φωτισμός αποτελεί περίπου 20% της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και 6% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα συνολικά.

Αυτή η επανάσταση είναι μακριά από. Πράγματι, είναι έτοιμο να πηδήσει σε έναν υψηλότερου επιπέδου. Η τεχνολογία ημιαγωγών που έχει μετασχηματίσει τη βιομηχανία φωτισμού, νιτρίδιο γαλλίου (GaN), είναι επίσης μέρος της επανάστασης ηλεκτρονικής δύναμης, η οποία είναι ισορροπημένη για να απογειωθεί. Επειδή ένας από τους σύνθετους ημιαγωγούς, καρβίδιο του πυριτίου (SIC), έχει αρχίσει να αντικαθιστά βασισμένα τα στο πυρίτιο ηλεκτρονικά προϊόντα στον τεράστιο και σημαντικό τομέα της ηλεκτρονικής δύναμης.

Οι συσκευές GaN και SIC αποδίδουν καλύτερα και είναι αποδοτικότερες από τα τμήματα πυριτίου που αντικαθιστούν. Υπάρχουν εκατοντάδες των εκατομμυρίων τέτοιων συσκευών παγκοσμίως, πολλές από τις οποίες λειτουργούν για αρκετές ώρες ανά ημέρα, έτσι την ενέργεια - η αποταμίευση θα είναι σημαντική. Έναντι GaN LEDs που αντικαθιστά τους πυρακτωμένους λαμπτήρες και άλλο παραδοσιακό φωτισμό, η άνοδος GaN και η ηλεκτρονική δύναμης SIC θα έχουν τελικά έναν μεγαλύτερο θετικό αντίκτυπο στο γήινο κλίμα.

Σε ισχύ σχεδόν όλες όπου είναι απαραίτητο να μετατραπεί το εναλλασσόμενο ρεύμα στο άμεσο τρέχον ή άμεσο ρεύμα άμεσο σε τρέχοντα, η σπαταλημένη δύναμη μειώνεται. Αυτή η μετατροπή εμφανίζεται στους φορτιστές τοίχων για τα κινητά τηλέφωνα ή τα lap-top, τους μεγαλύτερους φορτιστές και τους αναστροφείς που τροφοδοτούν τα ηλεκτρικά οχήματα, και αλλού. Καθώς άλλα φρούρια πυριτίου περιέρχονται επίσης στους νέους ημιαγωγούς, θα υπάρξει παρόμοια αποταμίευση. Οι ασύρματοι ενισχυτές σταθμών βάσης είναι μια από τις αυξανόμενες εφαρμογές στις οποίες αυτοί οι ημιαγωγοί ανάδυσης έχουν σαφώς τα πλεονεκτήματα. Στην προσπάθεια να μετριάσει η κλιματική αλλαγή, η εξάλειψη της κατανάλωσης ισχύος και των αποβλήτων είναι μια πρακτική έκβαση, και αυτοί οι ημιαγωγοί είναι ο τρόπος που τα συγκομίζουμε.

Αυτό είναι ένα νέο παράδειγμα ενός κοινού σχεδίου στην ιστορία της τεχνολογίας: το ταυτόχρονο επίτευγμα δύο ανταγωνιστικών καινοτομιών. Πώς όλο αυτό θα ξεφορτωθεί; Σε ποιους τομείς εφαρμογής το SIC θα εξουσιάσει, και σε ποιες περιοχές GaN θα εξουσιάσει; Η προσεκτική εξέταση των συγκριτικών πλεονεκτημάτων αυτών των δύο ημιαγωγών μπορεί να παρέχει σε μας μερικές αξιόπιστες ενδείξεις.

Νιτρίδιο γαλλίου και καρβίδιο του πυριτίου: οι ανταγωνιστικές περιοχές τους

Σήμερα, το SIC εξουσιάζει τους αναστροφείς της EV και βρίσκεται χαρακτηριστικά όπου οι διαχειριζόμενες ικανότητες φραξίματος και ισχύος τάσης είναι κρίσιμες και οι συχνότητες είναι χαμηλές. Το GaN είναι η προτιμημένη τεχνολογία για την υψηλής συχνότητας απόδοση κρίσιμη, όπως οι σταθμοί βάσης 5G και 6G, και ραντάρ και υψηλής συχνότητας εφαρμογές μετατροπής δύναμης, όπως οι προσαρμοστές βουλωμάτων τοίχων, τα microinverters, και οι παροχές ηλεκτρικού ρεύματος.

Αλλά η σύγκρουση μεταξύ GaN και του SIC άρχισε μόλις. Ανεξάρτητα από τον ανταγωνισμό, μια εφαρμογή, μια αγορά, μια αγορά, μπορούμε με βεβαιότητα να πούμε ότι το γήινο περιβάλλον θα γίνει νικητής. Καθώς αυτός ο νέος κύκλος της τεχνολογικών ανανέωσης και της ανανέωσης κινείται ασταμάτητα προς τα εμπρός, τα δισεκατομμύρια των τόνων των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου θα αποφευχθούν κατά τα επόμενα χρόνια.