तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक का उभरता सितारा: गैलियम नाइट्राइड भविष्य में कई नए विकास बिंदु

सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों की तुलना में, गैलियम नाइट्राइड पावर उपकरणों को उन परिदृश्यों में अधिक लाभ होगा जहाँ दक्षता, आवृत्ति, आयतन और अन्य व्यापक पहलुओं की एक साथ आवश्यकता होती है, जैसे कि गैलियम नाइट्राइड आधारित उपकरणों का बड़े पैमाने पर फ़ास्ट चार्जिंग के क्षेत्र में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है। नए डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोगों के आगमन और गैलियम नाइट्राइड सब्सट्रेट तैयारी तकनीक की निरंतर सफलता के साथ, GaN उपकरणों की मात्रा में निरंतर वृद्धि की उम्मीद है, और यह लागत में कमी, दक्षता और सतत हरित विकास के लिए प्रमुख तकनीकों में से एक बन जाएगा।

वर्तमान में, अर्धचालक पदार्थों की तीसरी पीढ़ी रणनीतिक उभरते उद्योगों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन गई है, और अगली पीढ़ी की सूचना प्रौद्योगिकी, ऊर्जा संरक्षण एवं उत्सर्जन न्यूनीकरण और राष्ट्रीय रक्षा सुरक्षा प्रौद्योगिकी को अपनाने के लिए रणनीतिक कमांडिंग पॉइंट भी बन रही है। इनमें से, गैलियम नाइट्राइड (GaN) 3.4eV के बैंडगैप वाले एक विस्तृत बैंडगैप अर्धचालक पदार्थ के रूप में सबसे अधिक प्रतिनिधि तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थों में से एक है।

3 जुलाई को, चीन ने गैलियम और जर्मेनियम से संबंधित वस्तुओं के निर्यात पर कड़ा रुख अपनाया, जो एक महत्वपूर्ण नीतिगत समायोजन है जो गैलियम, एक दुर्लभ धातु, के "अर्धचालक उद्योग के नए अनाज" के रूप में महत्वपूर्ण गुण और अर्धचालक पदार्थों, नवीन ऊर्जा और अन्य क्षेत्रों में इसके व्यापक अनुप्रयोग लाभों पर आधारित है। इस नीतिगत परिवर्तन को ध्यान में रखते हुए, यह आलेख गैलियम नाइट्राइड की तैयारी तकनीक और चुनौतियों, भविष्य में नए विकास बिंदुओं और प्रतिस्पर्धा पैटर्न के पहलुओं पर चर्चा और विश्लेषण करेगा।

संक्षिप्त परिचय:
गैलियम नाइट्राइड एक प्रकार का सिंथेटिक अर्धचालक पदार्थ है, जो अर्धचालक पदार्थों की तीसरी पीढ़ी का एक विशिष्ट प्रतिनिधि है। पारंपरिक सिलिकॉन पदार्थों की तुलना में, गैलियम नाइट्राइड (GaN) में बड़े बैंड-गैप, प्रबल विखंडन विद्युत क्षेत्र, कम ऑन-प्रतिरोध, उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता, उच्च रूपांतरण दक्षता, उच्च तापीय चालकता और कम हानि जैसे लाभ हैं।

गैलियम नाइट्राइड एकल क्रिस्टल उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ अर्धचालक सामग्री की एक नई पीढ़ी है, जिसका व्यापक रूप से संचार, रडार, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, बिजली ऊर्जा, औद्योगिक लेजर प्रसंस्करण, इंस्ट्रूमेंटेशन और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जा सकता है, इसलिए इसका विकास और बड़े पैमाने पर उत्पादन दुनिया भर के देशों और उद्योगों का ध्यान केंद्रित है।

GaN का अनुप्रयोग

1--5G संचार बेस स्टेशन
वायरलेस संचार अवसंरचना गैलियम नाइट्राइड आरएफ उपकरणों का मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र है, जो 50% के लिए जिम्मेदार है।
2--उच्च विद्युत आपूर्ति
GaN की "डबल हाइट" विशेषता में उच्च प्रदर्शन वाले उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में बड़ी पैठ क्षमता है, जो फास्ट चार्जिंग और चार्ज सुरक्षा परिदृश्यों की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है।
3--नई ऊर्जा वाहन
व्यावहारिक अनुप्रयोग के दृष्टिकोण से, कार पर वर्तमान तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक उपकरण मुख्य रूप से सिलिकॉन कार्बाइड उपकरण हैं, लेकिन उपयुक्त गैलियम नाइट्राइड सामग्री हैं जो पावर डिवाइस मॉड्यूल, या अन्य उपयुक्त पैकेजिंग विधियों के कार विनियमन प्रमाणीकरण को पारित कर सकती हैं, फिर भी पूरे संयंत्र और OEM निर्माताओं द्वारा स्वीकार की जाएंगी।
4--डेटा सेंटर
GaN पावर सेमीकंडक्टर का उपयोग मुख्य रूप से डेटा केंद्रों में PSU बिजली आपूर्ति इकाइयों में किया जाता है।

संक्षेप में, नए डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोगों के आगमन और गैलियम नाइट्राइड सब्सट्रेट तैयारी प्रौद्योगिकी में निरंतर सफलताओं के साथ, GaN उपकरणों की मात्रा में वृद्धि जारी रहने की उम्मीद है, और यह लागत में कमी और दक्षता तथा सतत हरित विकास के लिए प्रमुख प्रौद्योगिकियों में से एक बन जाएगा।