सिलिकन, सिलिकन कार्बाइड र ग्यालियम नाइट्राइड

सामान्य प्रयोग हुने डिजिटल उत्पादनहरू र हाई-टेक इलेक्ट्रिक गाडीहरू, 5G बेस स्टेशन पछाडि, त्यहाँ 3 कोर सेमीकन्डक्टर सामग्रीहरू छन्: सिलिकन, सिलिकन कार्बाइड र ग्यालियम नाइट्राइडले उद्योगलाई चलाइरहेका छन्। तिनीहरू एकअर्काको लागि विकल्प होइनन्, तिनीहरू एक टोलीमा विशेषज्ञहरू हुन्, र विभिन्न युद्धक्षेत्रहरूमा अपरिवर्तनीय प्रयासहरू छन्। तिनीहरूको श्रम विभाजनलाई बुझेर, हामी आधुनिक इलेक्ट्रोनिक्स उद्योगको विकास रूख देख्न सक्छौं।

1.सिलिकन: एकीकृत सर्किट को आधार पत्थर

सिलिकन निस्सन्देह सेमीकन्डक्टरको राजा हो, उच्च एकीकृत, र जटिल कम्प्युटिङको सबै क्षेत्रमा शासन गर्नुहोस्। कम्प्युटर CPU, मोबाइल SoC, ग्राफिक्स प्रोसेसर, मेमोरी, फ्ल्यास मेमोरी, र विभिन्न माइक्रोकन्ट्रोलरहरू र डिजिटल तर्क चिपहरू, लगभग सबै सिलिकन आधारमा निर्मित छन्।

किन सिलिकनले यस क्षेत्रमा हावी छ

1) उत्कृष्ट एकीकृत डिग्री

सिलिकनमा उत्कृष्ट भौतिक गुणहरू छन्, यसलाई थर्मल अक्सीकरण प्रक्रिया मार्फत सतहमा एक उत्तम SiO2 इन्सुलेट फिल्म बनाउन सकिन्छ। यो सम्पत्ति CMOS ट्रान्जिस्टर निर्माण गर्ने आधार हो, चरम जटिल लजिस्टिक कार्यहरू प्राप्त गर्न, चिपको सानो टुक्रामा अरबौं र दस अरब ट्रान्जिस्टरहरू एकीकृत गर्दै।

2) परिपक्व प्रक्रिया र कम लागत

सामान्य प्रयोग हुने डिजिटल उत्पादनहरू र हाई-टेक इलेक्ट्रिक गाडीहरू, 5G बेस स्टेशन पछाडि, त्यहाँ 3 कोर सेमीकन्डक्टर सामग्रीहरू छन्: सिलिकन, सिलिकन कार्बाइड र ग्यालियम नाइट्राइडले उद्योगलाई चलाइरहेका छन्। तिनीहरू एकअर्काको लागि विकल्प होइनन्, तिनीहरू एक टोलीमा विशेषज्ञहरू हुन्, र विभिन्न युद्धक्षेत्रहरूमा अपरिवर्तनीय प्रयासहरू छन्। तिनीहरूको श्रम विभाजनलाई बुझेर, हामी आधुनिक इलेक्ट्रोनिक्स उद्योगको विकास रूख देख्न सक्छौं।

3) राम्रो सन्तुलन

सिलिकनले चालकता, स्विचिङ गति, निर्माण लागत, र थर्मल प्रदर्शन बीचको उत्कृष्ट सन्तुलन प्राप्त गर्दछ। यद्यपि यसले चरम प्रदर्शनमा यसको अपस्टार्ट सामग्रीको प्रदर्शनसँग मेल नखान सक्छ, यो पूर्ण रूपमा पर्याप्त छ र जटिल डिजिटल संकेतहरू र तर्क सञ्चालनहरू ह्यान्डल गर्नको लागि सबैभन्दा किफायती विकल्प हो।

2.सिलिकन कार्बाइड: उच्च-भोल्ट युद्धक्षेत्रमा पावर अभिभावकहरू

सिलिकनमा उत्कृष्ट भौतिक गुणहरू छन्, यसलाई थर्मल अक्सीकरण प्रक्रिया मार्फत सतहमा एक उत्तम SiO2 इन्सुलेट फिल्म बनाउन सकिन्छ। यो सम्पत्ति CMOS ट्रान्जिस्टर निर्माण गर्ने आधार हो, चरम जटिल लजिस्टिक कार्यहरू प्राप्त गर्न, चिपको सानो टुक्रामा अरबौं र दस अरब ट्रान्जिस्टरहरू एकीकृत गर्दै।

किन SiC उच्च भोल्टेज अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त छ

1) अत्यधिक उच्च ब्रेकडाउन बिजुली क्षेत्र बल

SiC को ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक फिल्ड बल सिलिकन भन्दा 10 गुणा बढी छ। यसको मतलब एउटै भोल्टेजको प्रतिरोध गर्ने यन्त्र बनाउनु हो, SiC को एपिटेक्सियल तह पातलो हुन सक्छ, डोपिङ एकाग्रता उच्च हुन सक्छ, उपकरणको अन-प्रतिरोध कम गर्न। जब प्रतिरोध कम हुन्छ, ऊर्जाको हानि र गर्मी उत्पादनलाई प्रवाह गर्दा उल्लेखनीय रूपमा कम गर्न सकिन्छ।

2) राम्रो थर्मल चालकता

SiC को थर्मल चालकता सिलिकन को 3 गुणा छ। उच्च शक्ति अनुप्रयोगमा, ताप "शीर्ष हत्यारा" हो। SiC यन्त्रले उच्च शक्ति घनत्व अन्तर्गत प्रणालीको स्थिर कामलाई अनुमति दिन, वा तातो अपव्यय प्रणालीलाई सरल बनाउनको लागि तताउने आफैलाई अझ छिटो आउटलेट गर्न सक्छ।

2) राम्रो थर्मल चालकता

सिलिकन उपकरणको काम गर्ने तापमान सामान्यतया 175 डिग्री सेल्सियस भन्दा कम हुन्छ, जबकि SiC उपकरणले 200 डिग्री सेल्सियस भन्दा माथि स्थिर काम गर्न सक्छ। यसले कार इन्जिनको नजिक रहेको इलेक्ट्रोनिक प्रणालीहरू जस्ता उच्च-तापमान र कठोर वातावरणमा यसलाई अझ विश्वसनीय बनाउँछ।

3.ग्यालियम नाइट्राइड: उच्च आवृत्ति ट्र्याकमा गति अग्रगामी

GaN को मुख्य फाइदा उच्च आवृत्तिमा छ। यो दुई क्षेत्रहरूमा चम्किन्छ:

उच्च-फ्रिक्वेन्सी पावर इलेक्ट्रोनिक्स (फास्ट चार्जिङ): हालको सबैभन्दा व्यापक अनुप्रयोग, हामीलाई कम्प्याक्ट र उच्च कुशल GaN द्रुत चार्जरहरू प्रयोग गर्न सक्षम बनाउँदै।

RF फ्रन्ट-एन्ड: 5G संचार आधार स्टेशनहरूमा पावर एम्पलीफायरहरू र रक्षा उद्योगमा रडार प्रणालीहरू।

किन GaN उच्च आवृत्ति प्रदर्शन को राजा हो

1)अत्यन्त उच्च इलेक्ट्रोन संतृप्ति बहाव वेग: इलेक्ट्रोनहरू GaN सामग्रीहरूमा अत्यन्त द्रुत गतिमा सर्छन्, यसको मतलब ट्रान्जिस्टरहरूले अत्यधिक उच्च स्विचिंग गति हासिल गर्न सक्छन्। बिजुली आपूर्तिहरू स्विच गर्नका लागि, उच्च स्विचिङ फ्रिक्वेन्सीहरूले साना र हल्का क्यापेसिटरहरू र इन्डक्टरहरूको प्रयोगको लागि अनुमति दिन्छ, यसरी चार्जरको सूक्ष्मकरण सक्षम पार्छ।

2) उच्च इलेक्ट्रोन गतिशीलता ट्रान्जिस्टर (HEMT): अघिल्लो लेखमा विस्तृत रूपमा, GaN-AlGaN heterojunction इन्टरफेसले स्वचालित रूपमा द्वि-आयामी इलेक्ट्रोन ग्यास (2DEG) बनाउन सक्छ, अत्यधिक उच्च इलेक्ट्रोन एकाग्रता र गतिशीलताको साथ, परिणामस्वरूप अत्यन्त कम अन-प्रतिरोध हुन्छ। यसले GaN यन्त्रहरूलाई उच्च-गति स्विचिङको समयमा कम चालन हानि र कम स्विचिङ हानिको दोहोरो फाइदाहरू दिन्छ।

3) फराकिलो ब्यान्डग्याप: सिलिकन कार्बाइड जस्तै, GaN सँग पनि फराकिलो ब्यान्डग्याप छ, जसले यसलाई उच्च तापक्रम र उच्च भोल्टेजहरूमा प्रतिरोधी बनाउँछ, र सिलिकन भन्दा बढी बलियो बनाउँछ।