Lipsa circuitelor integrate și a procesoarelor afectează în continuare piața electronicelor, de la automobile la plăci video și console de gaming. Criza nu se va termina într-o lună, două sau un an. Problemele de stoc vor continua mult timp de acum încolo, iar lucrurile se vor așeza pe o nouă ordine mondială. O ordine mondială în care fabricile de producție pentru circuite integrate complexe nu vor mai fi localizate în China, ci în Statele Unite ale Americii, Japonia și Europa.
Industria electronicii se bazează pe siliciu pentru construirea wafferelor din care se produc mai departe semiconductori. Miniaturizarea a pus probleme uriașe, care au fost depășite pas cu pas și au fost identificate substanțele chimice pentru fiecare proces și aplicație în parte. Mai multe companii au început să apeleze la Nitrura de Galiu (GaN) pentru fabricarea de semiconductori, deoarece este mai ușor și mai rapid de produs decât cipurile din siliciu.
Ce este Nitrura de Galiu (GaN) și de ce este importantă?
Nitrura de galiu (GaN) este formată din combinația de Galiu (număr atomic 31) și Azot (număr atomic 7). Materialul are o structură cristalină dură, hexagonală și se pretează foarte bine pentru industria semiconductorilor datorită rezistenței sale la tensiuni și temperaturi înalte.
Tranzistori cu Nitrura de Galiu pot gestiona câmpuri electrice mai mari decât siliciul convențional, oferind în același timp o comutare semnificativ mai rapidă. În aplicațiile unde siliciul își atinge limitele, tehnologiile bazate pe Nitrura de Galiu pot aduce noi beneficii.
Cum se produce Galiul?
Galiul nu se găsește, în natură, în forma sa elementară, dar se găsește, sub formă de sare de galiu, în minereurile de bauxită sau în cele de zinc. Galiul foarte pur are o culoare argintie, iar metalul solid se frânge concoidal, asemeni sticlei. De obicei, Galiul este derivat ca produs secundar din topirea minereului de bauxită în aluminiu și din prelucrarea minereului de sfalerită pentru zinc, deci are o amprentă de carbon foarte mică de extracție și rafinare.
Cristal de Galiu
Cât costă kilogramul de Galiu?
În toată lumea sunt produse anual circa 300 de tone de Galiu în fiecare an. Rezervele sunt mult mai mari, însă cererea este limitată. Deoarece este un produs secundar de prelucrare, are un cost relativ scăzut, de aproximativ 300 USD/kg.
Unde se folosește Nitrura de Galiu?
Prima aplicație la care ne gândim când vine vorba de Nitrura de Galiu sunt LED-urile albastre și componentele de radio-frecvență. Dispozitivele wireless de transmitere și recepție a semnalului sunt fabricate cu cipuri bazate pe Nitrura de Galiu. Chiar și sursele de alimentare care furnizează energie pentru aceste aplicații conțin Nitrura de Galiu.
Semiconductorii de putere cu Nitrura de Galiu sunt, de asemenea, integrați în serverele din centrele de date. Pe măsură ce traficul din centrul de date accelerează, capacitatea siliciului de a procesa energia în mod fiabil și eficient atinge limitele „materialului fizic”. În industria auto, Nitrura de Galiu devine tehnologia preferată pentru conversia puterii și încărcarea bateriei în vehiculele hibride și electrice.
Presiunea pe Galiu este mai mică
Wafferele de siliciu sunt tot mai cerute pe piață, inclusiv de producătorii de panouri fotovoltaice. Fabricile ce produc waffere nu pot fi oprite fără repercursiuni asupra procesului de producție și asupra veniturilor. Procesul de producția cipurilor bazate pe Nitrura de Galiu este mai simplu și consumă mai puțin timp.
Cipurile cu Nitrura de Galiu sunt fabricate utilizându-se un proces de producție pe 250-350 nm, recomandat pentru modulele de alimentare. Specialiștii spun că este recomandat să se folosească Nitrura de Galiu pentru partea de alimentare și siliciu pentru procesarea de date.