5G, hızlı şarj ve diğer pazarlar patlar, GaN reklamı hızlı şeride girer
Kaynak: Şarj Başlığı Ağı
Galyum nitrür, moleküler formül GaN, İngilizce adı Galyum nitrür, III-V nitrojen (V) ve galyum (III) bileşiğidir, bir bant aralığı olan doğrudan bir bant aralığı (doğrudan geçiş tipi) yarı iletken malzemedir. Geniş (Örn = 3.39eV oda sıcaklığında), güçlü atomik bağlar, yüksek ısıl iletkenlik, kararlı kimyasal özellikler (herhangi bir asitle neredeyse hiç aşınmaz), güçlü radyasyon direnci, vurtzite benzer yapı ve yüksek sertlik.
GaN, birinci nesil Ge ve Si yarı iletken malzemeleri ve ikinci nesil GaAs ve InP bileşik yarı iletken malzemeleri takip eden üçüncü nesil yarı iletken malzeme olarak bilinir.Otoelektronik, yüksek sıcaklıklı yüksek güçlü cihazlar ve yüksek frekanslı mikrodalga cihazların uygulanmasında geniş beklentilere sahiptir.
Geleneksel silikon bazlı yarı iletkenlerle karşılaştırıldığında galyum nitrür, mükemmel bir kırılma kabiliyetine, daha yüksek elektron yoğunluğuna ve elektron hareketliliğine ve silikon bazlı yarı iletkenlerden daha yüksek bir çalışma sıcaklığına sahiptir. Bu, ilk olarak düşük kayıp ve yüksek anahtarlama frekansını yansıtır.Düşük kayıp, iletim direncinin neden olduğu ısıyı azaltabilir.Yüksek anahtarlama frekansı, şarj cihazının boyutunu ve ağırlığını azaltmaya yardımcı olan transformatörlerin ve kapasitörlerin hacmini azaltabilir. Aynı zamanda, GaN, frekansı kolayca artırabilen ve sürüş kaybını azaltabilen daha küçük bir Qg'ye sahiptir.
Bununla birlikte, galyum nitrürün üretim süreci, geleneksel silikon bazlı yarı iletkenlerden farklıdır. GaN substratları, yüksek sıcaklıklarda metal organik buhar biriktirme (MOCVD) veya moleküler ışın epitaksi (MBE) teknolojisi kullanılarak büyütülür. Galyum nitrür ile genel yarı iletken malzemeler arasındaki en büyük fark, daha geniş bant aralığıdır. Bant boşluğu, değerlik elektronlarının bağlanma gücünü karakterize eden fiziksel bir niceliktir. Bant aralığı ne kadar genişse, değerlik elektronlarının bağı o kadar sıkı olur ve değerlik elektronlarının bağdan kurtulup serbest elektronlar haline gelmesi için enerji o kadar büyük olur. Yasak bant genişliği aynı zamanda serbestçe hareket eden elektronların kalitesini de belirler.
Galyum nitrür uygulaması tüyere
GaN'in doğuşu, insanlığın daha iyi yaşamına hizmet etmek için teknolojik gelişme misyonuyla birlikte gelir. GaN laboratuvardan pazara taşındığında çok sayıda yeni teknoloji, yeni uygulama ve yeni pazarlar küresel ilgiyi çekmeye mahkumdur. Bu gelişmekte olan pazarlar arasında 5G, radyo frekansı, hızlı şarj vb. Bulunmaktadır. Sizinle paylaşmak üzere galyum nitrürün ticari olarak geniş ölçekte bulunabileceği birkaç alanı listeleyeceğiz.
1. 5G ticari yaklaşımı
Radyo frekansı galyum nitrür teknolojisi, 5G için mükemmel bir eşleşmedir ve baz istasyonu güç amplifikatörleri galyum nitrür kullanır. Galyum nitrür (GaN), galyum arsenit (GaAs) ve indiyum fosfit (InP), radyo frekansı uygulamalarında yaygın olarak kullanılan üç veya beş değerli yarı iletken malzemelerdir. Galyum arsenit ve indiyum fosfit gibi yüksek frekanslı işlemlerle karşılaştırıldığında galyum nitrür cihazları daha fazla güç üretir; LDCMOS ve silikon karbür (SiC) gibi güç işlemleriyle karşılaştırıldığında galyum nitrür daha iyi frekans özelliklerine sahiptir. GaN cihazlarının anlık bant genişliği daha yüksektir ve bu çok önemlidir Taşıyıcı birleştirme teknolojisinin kullanılması ve daha yüksek frekanslı taşıyıcıların hazırlanması, hepsi daha büyük bant genişliği elde etmek içindir.
Silikon veya diğer üç veya beş değerli cihazlarla karşılaştırıldığında galyum nitrür daha hızlıdır. GaN, daha yüksek güç yoğunluğuna ulaşabilir. Belirli bir güç seviyesi için GaN, küçük olma avantajına sahiptir. Daha küçük cihazlarla, cihaz kapasitansı düşürülerek daha yüksek bant genişliğine sahip sistemlerin tasarımı daha kolay hale getirilebilir. Radyo frekansı devresindeki önemli bir bileşen PA'dır (Güç Amplifikatörü, güç amplifikatörü).
Mevcut uygulama bakış açısından, güç amplifikatörü esas olarak bir galyum arsenit güç amplifikatörü ve GaAs PA'nın ana akım olduğu tamamlayıcı bir metal oksit yarı iletken güç amplifikatöründen (CMOS PA) oluşur. Ancak 5G'nin gelişiyle birlikte galyum arsenit cihazları bu kadar yüksek frekanslarda yüksek entegrasyonu sürdüremeyecek, bu nedenle GaN bir sonraki sıcak nokta haline geldi. GaN geniş bant aralıklı bir yarı iletken olarak daha yüksek çalışma voltajlarına dayanabilir, bu da güç yoğunluğunun ve çalışma sıcaklığının daha yüksek olduğu anlamına gelir, bu nedenle yüksek güç yoğunluğu, düşük enerji tüketimi, yüksek frekanslar için uygun ve geniş bant genişliği özelliklerine sahiptir.
Qualcomm Başkanı Cristiano Amon, 2018 Qualcomm 4G / 5G Zirvesi'nde şunları söyledi: Önümüzdeki yılın ilk yarısı ile Noel ve Yeni Yıl programlarının sonunun iki dalga 5G cep telefonu lansmanı olması ve ilk ticari 5G cep telefonlarının yakında piyasaya çıkması bekleniyor. Raporlara göre, 5G teknolojisinin mevcut 4G ağlardan 10 ila 100 kat daha hızlı hız sunması, saniyede gigabit seviyesine ulaşması ve gecikmeyi daha etkili bir şekilde azaltması bekleniyor.
5G'nin temel teknolojisi olan Massive MIMO uygulamasında, daha büyük kablosuz veri akışı ve bağlantı güvenilirliği elde etmek için baz istasyonu alıcı vericisinde çok sayıda dizi anten (32/64, vb.) Kullanılır.Bu mimari, ilgili bir radyo frekansı alıcı-verici birimi gerektirir Dizi eşleştiğinden, radyo frekansı cihazlarının sayısı büyük ölçüde artacaktır.Cihazın boyutu kritik önem taşımaktadır.GaN'nin küçük boyutu, yüksek verimliliği ve yüksek güç yoğunluğunu kullanmak, modüler radyo frekansı ön uç cihazları gibi son derece entegre çözümleri gerçekleştirebilir. Aynı zamanda, 5G milimetre dalga uygulamalarında, GaN'nin yüksek güç yoğunluğu, alıcı-verici kanallarının sayısını ve aynı kapsama koşulları ve kullanıcı izleme işlevi altında genel çözümün boyutunu etkili bir şekilde azaltabilir. Performans maliyetinin optimum kombinasyonunu gerçekleştirin.
Baz istasyonu radyo frekansı alıcı-verici birim ekranında ihtiyaç duyulan radyo frekansı bileşenlerinin sayısındaki büyük artışa ek olarak, baz istasyonlarının yoğunluğu ve baz istasyonlarının sayısı da büyük ölçüde artacaktır.Bu nedenle, 3G ve 4G dönemlerine kıyasla, 5G çağındaki radyo frekansı bileşenleri onlarca kez hatta daha da yüksek olacaktır. Sayı yüz kat arttı, bu nedenle maliyet kontrolü çok önemli ve silikon tabanlı GaN maliyette büyük bir avantaja sahip.Silikon bazlı GaN teknolojisi olgunlaştıkça, en büyük maliyet-etkin avantajla pazarda çığır açabilecek.
2. Tüketici ürünlerinin hızlı şarj edilmesine yönelik talep güçlü
Elektronik ürünlerin ekranları büyüdükçe, şarj cihazının gücü, özellikle yüksek güçlü hızlı şarj cihazlarında artar, geleneksel güç anahtarlarının kullanılması şarj cihazının mevcut durumunu değiştiremez. GaN teknolojisi bunu yapabilir çünkü şu anda dünyadaki en hızlı güç anahtarlama cihazıdır ve yüksek hızlı anahtarlama altında yüksek bir verimlilik düzeyini koruyabilir, daha küçük bileşenlere uygulanabilir ve şarj cihazlarına uygulandığında ürünleri etkili bir şekilde küçültebilir. Boyut, örneğin, mevcut tipik 45W adaptör tasarımının 25W veya daha küçük bir form faktörü tasarımını benimsemesine izin verir.
Galyum nitrür şarj cihazlarının dünya çapında ilgi gördüğü söylenebilir.Yüksek hızlı, yüksek frekanslı ve yüksek verimli, yüksek güçlü USB PD şarj cihazlarını artık iri yarı bir tuğla olmaktan çıkarır. Küçük boyut, orijinal APPLE 30W şarj cihazından daha küçük ve daha hafif olan yüksek güç çıkışı sağlayabilir. .
Yerleşik galyum nitrür şarj cihazına ve geleneksel şarj cihazına yan yana bakın.Dahili galyum nitrür şarj cihazının çıkış gücü 27W'a ulaşıyor ve APPLE USB-C şarj cihazının çıkış gücü 30W. İkisi arasındaki güç farkı çok değil, ancak boyutu küçük. Tamamen farklı bir seviyedir, yerleşik galyum nitrür şarj cihazı, Apple şarj cihazından% 40 daha küçüktür.
Eksik istatistiklere göre 23 Ekim 2018 itibarıyla USB PD hızlı şarjı destekleyen 52 cep telefonu var ve diğer 20 cep telefonu USB PD3.0 (PPS) hızlı şarjı destekliyor. Aşağıda, cep telefonu modellerinin ayrıntılı bir listesi verilmiştir:
Hemen hemen tüm ana akım cep telefonu üreticilerinin USB PD hızlı şarj protokolünü cep telefonlarının şarj konfigürasyonuna dahil ettikleri görülebilir. USB PD hızlı şarjlı 52 cep telefonu modeli ve çoğu Apple, Huawei, Xiaomi ve Samsung gibi birinci kademe markalar olan 15 marka var.
Büyük cep telefonu üreticilerinin ve çip üreticilerinin düzenine bakıldığında, USB PD hızlı şarj, cep telefonları, oyun konsolları ve dizüstü bilgisayarlar gibi elektronik cihazlar için tercih edilen şarj çözümü olacak ve USB Type-C de önümüzdeki on yılda elektronik cihazlar haline gelecektir. Güç ve veri aktarımı arasındaki tek arabirim olan USB PD hızlı şarj protokolünün birleştirilmesi yaklaşıyor.
3. Lidar, insansız sürüşü daha güvenli hale getirir
LiDAR, hızlı bir şekilde üç boyutlu görüntüler oluşturmak veya çevredeki ortam için elektronik haritalar yapmak için lazer darbeleri kullanır. MOSFET cihazları ile karşılaştırıldığında, GaN alan etkili transistörler, on kat daha hızlı bir anahtarlama hızına sahiptir, bu da LiDAR sistemlerinin üstün çözünürlük ve daha hızlı yanıt süresi avantajlarına sahip olmasını sağlar.Üstün anahtarlama sağlayabildikleri için, daha yüksek doğruluğu destekleyebilirler. Bu yetenekler, gerçek zamanlı eylemleri, hareketle çalışan bilgisayarları ve otonom araçları algılamak için video oyun uygulamalarını destekleyen uygulamalar dahil olmak üzere yeni ve daha geniş LiDAR uygulamalarının ortaya çıkmasını teşvik eder.
Otomatikleştirilmiş araçların güçlü bir şekilde geliştirilmesi ve yaygınlaştırılması sürecinde, otomobil üreticileri ve teknoloji şirketleri en iyi sensör ve kamera kombinasyonunu arıyor, maliyetleri ve seri üretimi etkin bir şekilde kontrol ediyor ve çevredeki çevre üzerindeki etkiyi en üst düzeye çıkarıyor. Algılama ve görsel yetenek. Galyum nitrürün iletim hızı önemli ölçüde daha hızlıdır, bu da mevcut lidar uygulamalarında silikonun 100 veya hatta 1000 katıdır. Bu hız, fotoğraf çekme hızı, fotoğrafların netliği ve doğruluğu anlamına gelir.
Yolun önündeki şeyleri ve şerit değişikliği için renk uyarısını anlatalım. Lidar, önünüzdeki yolda engel olup olmadığını tespit edebilir. Lidar ile, göremediğiniz bazı araziler gibi arazi değişiklikleri hakkında daha kapsamlı bir anlayışa sahip olabilirsiniz. Ancak, sadece kamera veya radar kullanmak bu işi yapamaz çünkü her ikisinin de eksiklikleri ve eksiklikleri vardır.
