傳統(tǒng)上，半導(dǎo)體生產(chǎn)中最常用的材料是硅（Si），因?yàn)樗S富且價(jià)格合理。但是，半導(dǎo)體制造商可以使用許多其他材料。此外，它們中的大多數(shù)還提供額外的好處，例如碳化硅（SiC）、砷化鎵（GaAs）和氮化鎵（GaN）。在這些潛在材料中，氮化鎵或氮化鎵正得到廣泛認(rèn)可和青睞。這是因?yàn)镚aN晶體管與材料晶體管相比具有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)。

GaN晶體管，甚至是SiC晶體管上的GaN，具有高擊穿容限、增強(qiáng)的導(dǎo)熱性、更快的開(kāi)關(guān)速度和更低的導(dǎo)通電阻。這使得它們比硅基器件更全面。這些特性具有許多優(yōu)點(diǎn)，使材料和技術(shù)對(duì)現(xiàn)代應(yīng)用具有吸引力。

什么是氮化鎵晶體管？

氮化鎵可以顯著增強(qiáng)半導(dǎo)體的性能和設(shè)計(jì)。它具有高電子遷移率，這意味著與其他材料相比，它可以在更高的頻率下以更高的效率支持更高的增益。更重要的是，其高活化能提供了出色的熱性能，以及更高的擊穿電壓。晶體管必須能夠承受多種熱量、能量和環(huán)境條件。當(dāng)他們失敗時(shí)，它可能會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。

這些優(yōu)點(diǎn)造就了更好的半導(dǎo)體和為可靠性和效率提供可喜福音的設(shè)備。一些真實(shí)世界的例子可能有助于展示它的真正前景。由于氮化鎵晶體管可以承受更大的溫度范圍，并且可靠，因此它們可用于堅(jiān)固耐用的全天候技術(shù)。電信領(lǐng)域也在放大器中使用它們。為什么？它們?cè)试S更寬的信號(hào)帶寬，創(chuàng)建更強(qiáng)大，更強(qiáng)大的通信設(shè)備。這些放大器還使用更少的能量，從而在不影響效率的情況下降低了運(yùn)營(yíng)成本。

賦能物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)半導(dǎo)體具有傳統(tǒng)設(shè)備所沒(méi)有的獨(dú)特要求.它們必須能夠利用低功耗，并在這些條件下高效運(yùn)行，并具有內(nèi)置的安全措施，并且外形尺寸要小得多。更糟糕的是，物聯(lián)網(wǎng)和IIoT已經(jīng)變得流行起來(lái)，這是有充分理由的?，F(xiàn)在，半導(dǎo)體和相關(guān)設(shè)備的需求量很大。然而，沒(méi)有多少材料或技術(shù)可以適應(yīng)這些限制。

氮化鎵晶體管絕對(duì)可以。雖然前期材料可能更昂貴，但由于獲得的好處，回報(bào)是值得的。

更小的外形尺寸

與同類器件相比，GaN晶體管具有更高的功率密度、更高的導(dǎo)熱性和更高的擊穿電壓。最重要的是，它們的功率要求要低得多，因此您可以用更少的資源獲得更多。這使得設(shè)計(jì)和制造更小外形的設(shè)備成為可能，既適合更小、更薄的技術(shù)，又不會(huì)影響功耗、可靠性或安全性。

考慮到我們?cè)诋?dāng)今環(huán)境中的許多旗艦技術(shù)正在盡可能地精簡(jiǎn)，這是一個(gè)巨大的福音。

更輕的科技

纖薄或小巧的外形并不能使其輕巧，尤其是當(dāng)您將大量?jī)?nèi)容打包到一個(gè)小框架中時(shí)。但是，由于GaN晶體管可以適應(yīng)更高的開(kāi)關(guān)頻率，因此電路中使用的支持電感器和電力電容器也不需要那么大。不管使用更小的硬件的成本效益如何，它還顯著降低了最終產(chǎn)品的重量和體積。

這不僅讓位于更纖薄和更小的技術(shù)，而且讓位于更輕的技術(shù)，具有更高的性能和效率等級(jí)。

更小的外形尺寸

與同類器件相比，GaN晶體管具有更高的功率密度、更高的導(dǎo)熱性和更高的擊穿電壓。最重要的是，它們的功率要求要低得多，因此您可以用更少的資源獲得更多。這使得設(shè)計(jì)和制造更小外形的設(shè)備成為可能，既適合更小、更薄的技術(shù)，又不會(huì)影響功耗、可靠性或安全性。

考慮到我們?cè)诋?dāng)今環(huán)境中的許多旗艦技術(shù)正在盡可能地精簡(jiǎn)，這是一個(gè)巨大的福音。

更輕的科技

纖薄或小巧的外形并不能使其輕巧，尤其是當(dāng)您將大量?jī)?nèi)容打包到一個(gè)小框架中時(shí)。但是，由于GaN晶體管可以適應(yīng)更高的開(kāi)關(guān)頻率，因此電路中使用的支持電感器和電力電容器也不需要那么大。不管使用更小的硬件的成本效益如何，它還顯著降低了最終產(chǎn)品的重量和體積。

這不僅讓位于更纖薄和更小的技術(shù)，而且讓位于更輕的技術(shù)，具有更高的性能和效率等級(jí)。

降低系統(tǒng)成本

雖然氮化鎵晶體管和氮化鎵的成本通常高于其他材料和導(dǎo)體類型，但許多人在實(shí)現(xiàn)這些材料時(shí)仍然認(rèn)為系統(tǒng)成本較低。通過(guò)減小器件中其他元件的尺寸和成本，并使用無(wú)源電感元件等替代方法，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約。

重要的是要指出，由于GaN晶體管具有更高的功率密度，更小的體積和額外的特性，因此許多這些替代品都是可能的。

降低能源成本

由于GaN晶體管更高效，功能更強(qiáng)大，因此降低了所用技術(shù)的能源和運(yùn)營(yíng)成本。當(dāng)它們長(zhǎng)時(shí)間供電時(shí)，消耗的能量更少，因?yàn)樗鼈兙哂辛己玫膶?dǎo)熱性——熱量。它們還可以在較小的整體尺寸下產(chǎn)生更多的功率，并且故障的傾向要低得多。

隨著數(shù)字化的興起和許多技術(shù)的進(jìn)步，這些好處允許尖端創(chuàng)新。快速的開(kāi)關(guān)速度、高功率密度、更小外形尺寸的更高效率以及令人難以置信的可靠性，僅舉幾例。

對(duì)于制造商和設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)，最相關(guān)的問(wèn)題是，前期成本是否值得投資？如果您想制造功能強(qiáng)大、更可靠的設(shè)備，那么答案是肯定的。

審核編輯：湯梓紅