Vì ngày càng có nhiều nhà sản xuất điện thoại di động ra mắt bộ sạc nhanh Gali nitride, vậy bộ sạc nhanh GaN là gì? Bộ sạc gallium nitride là thiết bị cốt lõi của bộ sạc nhanh như vậy cho điện thoại thông minh, máy tính xách tay, v.v.Chip GaN FETs, có thể được cung cấp bởi PAM-XIAMEN. Bộ sạc gallium nitride có đặc điểm là kích thước nhỏ, hiệu suất cao và tỏa nhiệt thấp, hỗ trợ sạc nhanh điện thoại thông minh, máy tính xách tay và các thiết bị điện khác.
Tại sao bộ sạc được làm trên chip GaN FETs nhanh hơn bộ sạc truyền thống? Các lý do được phân tích dựa trên vật liệu gali nitride như sau:
1. Tính chất vật liệu Gali Nitride cao cấp cho Bộ sạc nhanh Gali Nitride
Gali nitride (GaN) là một vật liệu bán dẫn bao gồm nitơ và gali. Vì độ rộng vùng cấm của gali nitrua lớn hơn 2,2 eV, nó còn được gọi là vật liệu bán dẫn có vùng cấm rộng, và còn được gọi là vật liệu bán dẫn thế hệ thứ ba. Bộ sạc nhanh GaN có công suất đầu ra mạnh hơn và kích thước nhỏ hơn, gấp hàng chục lần tỷ lệ đặc tính công suất của các thiết bị sử dụng silicon thông thường. GaN là vật liệu đột phá cho chất bán dẫn công suất trong tương lai.
So với vật liệu silicon, tính chất của vật liệu gali nitride chủ yếu như sau:
- Độ rộng dải cấm lớn hơn 3 lần;
- Cường độ trường phá vỡ cao gấp 10 lần;
- Tốc độ di chuyển electron bão hòa cao gấp 3 lần;
- Gali nitrua dẫn nhiệt cao gấp 2 lần;
Một số lợi thế do những cải tiến hiệu suất này mang lại là gali nitride phù hợp hơn với các thiết bị điện tần số cao và công suất cao, như bộ sạc nhanh gallium nitride, với âm lượng nhỏ hơn và mật độ nguồn lớn hơn.
2. Ứng dụng Gali Nitride
Gali nitride là một chất không tồn tại trong tự nhiên, và nó hoàn toàn được tổng hợp nhân tạo. Gali nitrua không có trạng thái lỏng, vì vậy phương pháp Czochralski của quy trình sản xuất silic đơn tinh thể không thể được sử dụng để rút đơn tinh thể GaN, mà có thể được tổng hợp hoàn toàn bằng phản ứng khí. Do thời gian phản ứng kéo dài, tốc độ chậm, nhiều sản phẩm phụ của phản ứng, yêu cầu thiết bị khắc nghiệt, công nghệ GaN phức tạp để tăng trưởng và năng suất cực thấp, vật liệu đơn tinh thể gali nitrua cực kỳ khó kiếm. Do đó, trong ứng dụng thương mại, tấm mỏng không trục gallium nitride được sử dụng nhiều hơn.
2.1 Ứng dụng điển hình của GaN Epitaxial Wafer trong bộ sạc điện
Sự phát triển của gallium nitride trên một chất nền gallium nitride đơn tinh thể được gọi là đồng trục, và sự phát triển của gallium nitride trên chất nền của các vật liệu khác được gọi là wafer dị trục. Hiện tại, gali nitrua trên sapphire, gali nitrua trên silic cacbua, gali nitrua trên phiến silic là những phiến kim loại khác trục chính của gali nitrua.
Trong số đó, GaN trên sapphire chỉ có thể được sử dụng để làm đèn LED; GaN trên Si có thể được sử dụng để chế tạo các thiết bị điện (ví dụ như bộ sạc nguồn GaN) và tần số vô tuyến công suất thấp; GaN trên SiC có thể được sử dụng để chế tạo đèn LED công suất cao, thiết bị nguồn và chip tần số vô tuyến công suất cao. Bộ sạc điện thoại Gali nitride là một ứng dụng điển hình củaGaN FET dựa trên nền silicon.
2.2 Mô tả chi tiết cho các ứng dụng chính
Do đó, có ba lĩnh vực ứng dụng quan trọng hơn cho tấm gali nitride, đó là trường quang điện tử, trường công suất (đặc biệt là bộ sạc nhanh) và trường tần số vô tuyến. Chi tiết vui lòng tham khảo bảng dữ liệu:
Các ứng dụng chính của vật liệu GaN | Thiết bị quang điện tử | Diode phát sáng (LED) | Ánh sáng bán dẫn, giao tiếp bằng ánh sáng nhìn thấy, ánh sáng thông minh, sức khỏe ánh sáng, v.v. |
Laser (LD / VCSEL): ánh sáng xanh lam, tia cực tím | Xanh lam: màn hình laze, cáp quang nhựa và thông tin liên lạc dưới nước, liên lạc mạng cục bộ;
Tia cực tím: lưu trữ mật độ cao, in ấn nhạy sáng, cảm biến hóa học, truyền không nhìn thẳng, in thạch bản laze, v.v. |
||
Năng lượng điện | GaN HEMT | Điện áp thấp (<1,2KV): điện tử gia dụng;
Điện áp trung bình (1,2KV-1,7KV): xe năng lượng mới, động cơ công nghiệp, UPS, biến tần quang điện, v.v.; Điện áp cao (> 1,7KV): điện gió, chuyển tuyến đường sắt, lưới điện thông minh, v.v. |
|
Thiết bị tần số vô tuyến vi sóng | Thiết bị tần số vô tuyến GaN HBT, HEMT | Trạm cơ sở liên lạc và thiết bị đầu cuối
Truyền thông vệ tinh Radar Viễn thám vũ trụ, v.v. |
|
MMIC |
Nhờ nhu cầu lớn hơn về bộ sạc nhanh Gali nitride và sự đột phá của GaN dựa trên Si của PAM-XIAMEN trong lĩnh vực điện năng, sẽ có sự phát triển lớn hơn trong chip FETs gallium nitride cho bộ sạc điện thoại trong tương lai.
Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email victorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.