>
>
2023-08-16
İhracat Kontrolleri Altındaki Önemli Yarı İletken Hammaddeler
1 Ağustos 2023'te Çin Ticaret Bakanlığı ve Gümrük Genel İdaresi, yarı iletken hammaddeler galyum ve germanyum üzerinde resmi olarak ihracat kontrolleri uygulamaya koydu.Sektörde bu hareketle ilgili çeşitli görüşler var ve birçok kişi bunun Hollandalı ASML'nin litografi makinelerinin ihracatı üzerindeki yükseltilmiş denetimine bir yanıt olduğuna inanıyor.Ancak Ağustos 2022'de Amerika Birleşik Devletleri, yüksek saflıkta yarı iletken malzeme galyum oksidi Çin'e yasaklanmış ihracat kontrol listesine dahil etti.ABD Ticaret Bakanlığı Sanayi ve Güvenlik Bürosu (BIS), yüksek sıcaklıklara ve voltajlara dayanabilen galyum oksit ve elmas gibi dördüncü nesil yarı iletken malzemelerin yanı sıra çipler için özel olarak tasarlanmış ECAD yazılımının dahil edildiğini duyurdu. 3nm ve altı, yeni ihracat kontrollerine.
O zamanlar, bu ihracat kontrolüne dikkat eden pek fazla insan yoktu ve Çin'in galyumu ihracat kontrol listesine dahil etmesinden bir yıl sonra endüstri dördüncü nesil yarı iletkenlerin önemli malzemesi olan galyuma dikkat etmeye başladı. oksit.Galyum ve germanyum, yarı iletken endüstrisindeki temel hammaddelerdir ve uygulamaları, birinci ila dördüncü nesil yarı iletkenlerin üretimini kapsar.Bugün, Moore Yasası bir darboğazla karşı karşıyayken, elmas, galyum oksit, AlN ve BN gibi daha geniş bant genişliğine sahip yarı iletken malzemeler, mükemmel fiziksel özelliklerinden dolayı yeni nesil bilgi teknolojisi için itici güç olma potansiyeline sahiptir.
Çin için bu, yarı iletkenlerin geliştirilmesi için kritik bir dönem ve Amerika Birleşik Devletleri'nden gelen çeşitli yaptırımlar, galyum oksit gibi önemli devrim niteliğindeki malzemelerin araştırmasını önemli bir atılım kısıtlaması haline getirdi.Sayısız zorluğa rağmen, bu yarı iletken teknolojisi devriminde başarılı olursak, Çin, bir yüzyılda gerçekten benzeri görülmemiş bir dönüşüm gerçekleştirerek, bir üretim merkezinden bir üretim merkezine sıçrama potansiyeline sahip olacak.Bu, yalnızca Çin'in teknolojik gücünün büyük bir testi değil, aynı zamanda Çin'in küresel teknolojik zorluklarla yüzleşme yeteneğini göstermek için önemli bir fırsat.
Silisyum karbür ve galyum oksidin ötesindeki avantajlar
Dördüncü nesil bir yarı iletken malzeme olan galyum oksit, geniş bant aralığı genişliği (4,8 eV), yüksek kritik kırılma alanı gücü (8MV/cm) ve iyi iletkenlik özellikleri gibi avantajlara sahiptir.Galyum oksit, aralarında en kararlı olanın β-Ga2O3 olduğu onaylanmış beş kristal forma sahiptir.Bant aralığı genişliği 4.8-4.9 eV'dir ve arıza alanı şiddeti 8 MV/cm kadar yüksektir.İletim direnci SiC ve GaN'den çok daha düşüktür ve cihazın iletim kaybını büyük ölçüde azaltır.Karakteristik parametresi Baliga Premium (BFOM), 3400 kadar yüksektir, bu SiC'nin yaklaşık 10 katı ve GaN'nin 4 katıdır.
Silisyum karbür ve galyum nitrür ile karşılaştırıldığında, galyum oksidin büyüme süreci, atmosferik basınçta sıvı eriyik yöntemi kullanılarak elde edilebilir, bu da yüksek kalite, yüksek verim ve düşük maliyetle sonuçlanır.Silisyum karbür ve galyum nitrür, kendi özelliklerinden dolayı, yalnızca yüksek sıcaklıkta bir üretim ortamı sağlamayı ve büyük miktarda enerji tüketmeyi gerektiren gaz fazı yöntemiyle üretilebilir.Bu, galyum oksitin üretim ve imalatta maliyet avantajına sahip olacağı anlamına gelir ve yerli üreticilerin üretim kapasitesini hızlı bir şekilde artırması için uygundur.
Silisyum karbür ile karşılaştırıldığında galyum oksit, neredeyse tüm performans parametrelerinde silisyum karbürü geride bırakır.Özellikle geniş bant genişliği ve yüksek kırılma alan kuvveti ile yüksek güçlü ve yüksek frekanslı uygulamalarda önemli avantajlara sahiptir.
Galyum Oksit'in Özel Uygulamaları ve Pazar Potansiyeli
Galyum oksidin gelişme beklentileri giderek daha belirgin hale geliyor ve pazar şu anda esas olarak Japonya'daki iki dev Novell Crystal Technology (NCT) ve Flosfia tarafından tekelleştiriliyor.NCT, 2012'den beri galyum oksit araştırma ve geliştirmeye yatırım yapıyor ve 2 inçlik galyum oksit kristali ve epitaksiyel teknoloji ve galyum oksit malzemelerinin seri üretimi dahil olmak üzere çok sayıda önemli teknolojiyi başarıyla aşıyor.Verimliliği ve yüksek performansı endüstride geniş çapta kabul görmüştür.2021'de başarılı bir şekilde 4 inçlik galyum oksit plakaları seri üretti ve müşteri plakaları tedarik etmeye başlayarak üçüncü nesil bileşik yarı iletken rekabetinde Japonya'yı bir kez daha önde tuttu.
NCT'nin tahminine göre, galyum oksit levha pazarı önümüzdeki on yılda hızla büyüyecek ve 2030'a kadar yaklaşık 3,02 milyar RMB'ye ulaşacak. FLOSFIA, 2025 yılına kadar galyum oksit güç cihazlarının pazar boyutunun galyum nitrürü geçmeye başlayacağını tahmin ediyor. 2030 yılına kadar 1.542 milyar ABD dolarına (yaklaşık 10 milyar RMB) ulaşarak silisyum karbürün %40'ını ve galyum nitrürün 1.56 katını oluşturuyor.Fuji Economy'nin tahminine göre, galyum oksit güç bileşenlerinin pazar büyüklüğü 2030 yılına kadar 154,2 milyar yen'e (yaklaşık 9,276 milyar yuan) ulaşarak galyum nitrür güç bileşenlerinin pazar büyüklüğünü geçecek.Bu eğilim, güç elektroniği cihazlarında galyum oksidin önemini ve gelecekteki potansiyelini yansıtıyor.
Galyum oksit, belirli belirli uygulama alanlarında önemli avantajlara sahiptir.Güç elektroniği alanında, galyum oksit güç cihazları kısmen galyum nitrür ve silisyum karbür ile örtüşür.Askeri alanda, ağırlıklı olarak yüksek güçlü elektromanyetik silahlar, tanklar, savaş uçakları ve gemiler gibi güç kontrol sistemlerinde ve ayrıca radyasyona dayanıklı ve yüksek sıcaklığa dayanıklı havacılık güç kaynaklarında kullanılırlar.Sivil sektör ağırlıklı olarak elektrik şebekeleri, elektrikli çekiş, fotovoltaik, elektrikli araçlar, ev aletleri, tıbbi ekipman ve tüketici elektroniği gibi alanlarda uygulanmaktadır.
Yeni enerji taşıtı pazarı ayrıca galyum oksit için çok büyük bir uygulama senaryosu sunuyor.Ancak Çin'de araç seviyesindeki güç cihazları her zaman zayıf olmuştur ve şu anda araç seviyesinde SiC MOS IDM bulunmamaktadır.XFab ile sözleşmesi olan birkaç Fabless şirketi, pazara kapsamlı SBD ve MOS spesifikasyonlarını hızlı bir şekilde sunabilse ve satış ve finansman ilerlemesi nispeten sorunsuz olsa da, gelecekte üretim kapasitelerinde uzmanlaşmak ve benzersiz süreçler geliştirmek için kendi FAB'lerini oluşturmaları gerekiyor. farklılaştırılmış rekabet avantajları yaratmak için
Şarj istasyonları, galyum oksit için bir fırsat sağlayan maliyet açısından çok hassastır.Eğer
Galyum oksit, maliyet avantajları ile pazar tanınırlığı kazanırken performans gereksinimlerini karşılayabilir veya hatta aşabilirse, bu alanda büyük bir uygulama olasılığı vardır.
RF cihaz pazarında, galyum oksidin pazar kapasitesi, silisyum karbür epitaksiyel galyum nitrür cihazları pazarına atıfta bulunabilir.Yeni enerji araçlarının çekirdeği, cihaz spesifikasyonları için çok yüksek gereksinimleri olan invertördür.Şu anda, Italy Semiconductor, Hitachi, Ansemy ve Rohm gibi şirketler, otomotiv sınıfı SiC MOSFET'leri seri üretip tedarik edebiliyor.2026 yılına kadar bu sayının 2.222 milyar $'a (yaklaşık 15 milyar RMB) çıkması bekleniyor, bu da galyum oksidin RF cihaz pazarında geniş uygulama olasılıkları ve pazar potansiyeline sahip olduğunu gösteriyor.
Güç elektroniği alanındaki bir diğer önemli uygulama ise 48V pillerdir.Lityum pillerin yaygın kullanımıyla birlikte, yüksek verimlilik, ağırlık azaltma ve enerji tasarrufu hedeflerine ulaşarak, kurşun pillerin 12V voltaj sistemini değiştirmek için daha yüksek bir voltaj sistemi kullanılabilir.Bu lityum pil sistemleri yaygın olarak 48V voltajı kullanır ve elektronik güç sistemleri için yüksek verimli 48V → 12V/5V dönüşümü gerekir.2020 verilerine göre iki tekerlekli elektrikli araç pazarını örnek alırsak, Çin'deki toplam elektrikli iki tekerlekli araç üretimi bir önceki yıla göre %27,2 artışla 48,34 milyon adet oldu ve lityum pillerin penetrasyon oranı %16'yı aştı.Böyle bir pazarla karşı karşıya kalan galyum oksit, GaN, silikon bazlı SG-MOS cihazları gibi 100V yüksek voltajlı yüksek akım cihazları bu uygulamayı hedeflemekte ve çaba sarf etmektedir.
Endüstriyel alanda, iki kutuplunun tek kutuplu olarak değiştirilmesi, daha yüksek enerji verimliliği, seri üretim kolaylığı ve güvenilirlik gereklilikleri dahil olmak üzere birçok önemli fırsat ve avantajı vardır.Bu özellikler, galyum oksidin gelecekteki güç uygulamalarında potansiyel olarak önemli bir rol oynamasını sağlar.Uzun vadede galyum oksit güç cihazlarının 650V/1200V/1700V/3300V pazarında rol oynaması ve 2025'ten 2030'a kadar otomotiv ve elektrikli ekipman alanlarına tam olarak girmesi bekleniyor. Kısa vadede galyum oksit güç cihazları ilk olarak tüketici elektroniği, ev aletleri ve son derece güvenilir ve yüksek performanslı endüstriyel güç kaynakları gibi alanlarda ortaya çıkacaktır.Bu özellikler silisyum (Si), silisyum karbür (SiC) ve galyum nitrür (GaN) gibi malzemeler arasında rekabete yol açabilir.
Yazar, önümüzdeki birkaç yıl içinde galyum oksit rekabetinin odak noktasının 400V platformunda 650V cihazların geleneksel kullanımı olacağına inanıyor.Bu alandaki rekabet, anahtarlama frekansı, enerji kaybı, çip maliyeti, sistem maliyeti ve güvenilirlik gibi birçok faktörü içerecektir.Ancak teknolojinin ilerlemesi ile platform 800V'a yükseltilebilir ki bu da zaten SiC ve Ga2O3 için bir avantaj alanı olan 1200V veya 1700V cihazların kullanımını gerektirecektir.Bu yarışmada startup'lar, müşterilerle derinlemesine iletişim kurarak senaryo farkındalığı, araç düzenleme sistemi ve müşteri zihniyeti oluşturma fırsatına sahip oluyor ve inverterlerin otomotiv kurumsal müşterilerine uygulanması için sağlam bir temel oluşturuyor.
Genel olarak galyum oksit, güç cihazları alanında büyük bir potansiyele sahiptir ve yüksek verimlilik, düşük enerji tüketimi, yüksek frekans ve yüksek sıcaklık gibi yüksek performanslı uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamak için birçok alanda SiC ve GaN gibi malzemelerle rekabet edebilir. .Bununla birlikte, invertörler ve şarj cihazları gibi uygulamalara yeni malzemelerin girmesi zaman alır ve belirli uygulamalar için uygun spesifikasyonların sürekli olarak geliştirilmesini ve bunların yavaş yavaş pazara sunulmasını gerektirir.
İstediğiniz Zaman Bize Ulaşın
