GaN နှင့် SiC- အတူယှဉ်တွဲနေထိုင်ခြင်း သို့မဟုတ် အစားထိုးခြင်း

ပိုမိုမြင့်မားသော ပါဝါသိပ်သည်းဆနှင့် ထိရောက်မှုတို့အတွက် တွန်းအားပေးမှုသည် ဒေတာစင်တာများ၊ ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်၊ လူသုံးအီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်း၊ လျှပ်စစ်ကားများနှင့် အလိုအလျောက်မောင်းနှင်နိုင်သော နည်းပညာများအပါအဝင် စက်မှုလုပ်ငန်းအများအပြားတွင် ဆန်းသစ်တီထွင်မှု၏ အဓိကမောင်းနှင်အား ဖြစ်လာခဲ့သည်။ ကျယ်ပြန့်သော bandgap (WBG) ပစ္စည်းများ၏နယ်ပယ်တွင်၊ Gallium Nitride (GaN) နှင့် Silicon Carbide (SiC) တို့သည် ပါဝါတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးတာ ဆန်းသစ်တီထွင်မှုကို ဦးဆောင်သည့် အဓိကကိရိယာများအဖြစ် ရှုမြင်ကြပြီး လက်ရှိတွင် အဓိကပလပ်ဖောင်းနှစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤပစ္စည်းများသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားလိုအပ်ချက်ကို ဖြည့်ဆည်းရန်အတွက် ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်စက်မှုလုပ်ငန်းကို နက်နက်ရှိုင်းရှိုင်း ပြောင်းလဲစေသည်။

တကယ်တော့ SiC စက်မှုလုပ်ငန်းမှာ ထိပ်တန်းကုမ္ပဏီတချို့ကလည်း GaN နည်းပညာကို တက်ကြွစွာ စူးစမ်းနေကြတယ်။ ယခုနှစ် မတ်လတွင် Infineon သည် Canadian GaN startup GaN Systems ကို $830 million ဖြင့် ၀ယ်ယူခဲ့သည်။ အလားတူ၊ ROHM သည် ၎င်းတို့၏ EcoGaN အမှတ်တံဆိပ်၏ GaN HEMT စက်များကို အထူးအလေးပေးခြင်းဖြင့် PCIM Asia တွင် ၎င်း၏နောက်ဆုံးထွက် SiC နှင့် GaN ထုတ်ကုန်များကို မကြာသေးမီက ပြသခဲ့သည်။ အပြန်အလှန်အားဖြင့် 2022 ခုနှစ် သြဂုတ်လတွင် GaN နည်းပညာကို မူလအာရုံစိုက်ခဲ့သည့် Navitas Semiconductor သည် GeneSiC ကို ဝယ်ယူခဲ့ပြီး မျိုးဆက်သစ် ပါဝါတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအစုစုအတွက် ရည်စူးထားသော တစ်ခုတည်းသောကုမ္ပဏီဖြစ်လာခဲ့သည်။

အမှန်မှာ၊ GaN နှင့် SiC သည် စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် အသုံးချမှုဆိုင်ရာ အခြေအနေများတွင် ထပ်နေပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ဤအရာနှစ်ခု၏ အသုံးချမှုအလားအလာကို စနစ်ရှုထောင့်မှ အကဲဖြတ်ရန် အရေးကြီးပါသည်။ R&D လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း မတူညီသောထုတ်လုပ်သူများတွင် ၎င်းတို့၏ကိုယ်ပိုင်အမြင်များရှိနိုင်သော်လည်း ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုခေတ်ရေစီးကြောင်းများ၊ ပစ္စည်းကုန်ကျစရိတ်၊ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ဒီဇိုင်းအခွင့်အလမ်းများအပါအဝင် ကဏ္ဍပေါင်းစုံမှ ၎င်းတို့ကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အကဲဖြတ်ရန် အရေးကြီးပါသည်။

GaN နှင့်တွေ့ဆုံသည့် ပါဝါအီလက်ထရွန်နစ်စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် အဓိက လမ်းကြောင်းများကား အဘယ်နည်း။

GaN Systems ၏ CEO ဖြစ်သူ Jim Witham သည် ဝယ်ယူထားသောကုမ္ပဏီများ၏ အခြားအမှုဆောင်များကဲ့သို့ နောက်ပြန်ဆုတ်ရန် မရွေးချယ်ခဲ့ပေ။ ယင်းအစား သူသည် မကြာခဏ လူသိရှင်ကြား ထုတ်ဖော်ပြသခြင်းတို့ကို ဆက်လက်ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ မကြာသေးမီက မိန့်ခွန်းတွင်၊ GaN သည် ခေတ်ရေစီးကြောင်းတစ်ခုစီတွင် အရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်နေသဖြင့် ဤနည်းပညာသည် ဓာတ်အားစနစ် ဒီဇိုင်နာများနှင့် ထုတ်လုပ်သူများ၏ ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်စက်မှုလုပ်ငန်းကို အသွင်ကူးပြောင်းနေသော အဓိကခေတ်ရေစီးကြောင်း (၃)ခုကို ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းရာတွင် အထောက်အကူဖြစ်စေမည်ဖြစ်ကြောင်း မကြာသေးမီက မိန့်ခွန်းတွင် ပြောကြားခဲ့သည်။

GaN Systems အမှုဆောင်အရာရှိချုပ် Jim Witham

ပထမအချက်က စွမ်းအင်ထိရောက်မှုကိစ္စ။ 2050 ခုနှစ်တွင် ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ ဓာတ်အားလိုအပ်ချက်သည် 50% ကျော် တိုးလာမည်ဟု ခန့်မှန်းထားပြီး စွမ်းအင်ထိရောက်မှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင် လုပ်ဆောင်ရန်နှင့် ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်သို့ ကူးပြောင်းမှုကို အရှိန်မြှင့်ရန် လိုအပ်ကြောင်း ခန့်မှန်းထားသည်။ လက်ရှိအကူးအပြောင်းသည် စွမ်းအင်ထိရောက်မှုအပေါ် အာရုံစိုက်ရုံသာမက စွမ်းအင်လွတ်လပ်မှုနှင့် ပင်မဓာတ်အားလိုင်းနှင့် ပေါင်းစည်းခြင်းကဲ့သို့သော စိန်ခေါ်မှုရှိသော ကဏ္ဍများအထိပါ ချဲ့ထွင်ပါသည်။ GaN နည်းပညာသည် စွမ်းအင်နှင့် သိုလှောင်မှုအပလီကေးရှင်းများတွင် သိသာထင်ရှားသော စွမ်းအင်ချွေတာခြင်းဆိုင်ရာ အကျိုးကျေးဇူးများကို ပေးပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ GaN ကိုအသုံးပြုသော ဆိုလာ မိုက်ခရိုအင်ဗာတာများသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်အား ပိုမိုထုတ်လုပ်နိုင်သည်၊ AC-DC အသွင်ပြောင်းခြင်းနှင့် အင်ဗာတာများတွင် GaN ၏ အက်ပ်လီကေးရှင်းသည် ဘက်ထရီသိုလှောင်မှုစနစ်များတွင် စွမ်းအင်ဖြုန်းတီးမှုကို 50% အထိ လျှော့ချနိုင်သည်။

ဒုတိယ၊ အထူးသဖြင့် သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးကဏ္ဍတွင် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားရရှိရေး လုပ်ငန်းစဉ်၊ လျှပ်စစ်ကားများသည် ဤလမ်းကြောင်း၏ အာရုံစူးစိုက်မှုကို အမြဲခံရသည်။ သို့ရာတွင်၊ အထူးသဖြင့် အာရှတိုက်ရှိ လူဦးရေထူထပ်သော မြို့ပြဒေသများတွင် နှစ်ဘီးနှင့် သုံးဘီး သယ်ယူပို့ဆောင်ရေး (စက်ဘီး၊ မော်တော်ဆိုင်ကယ်နှင့် ဆိုက်ကားများကဲ့သို့) လျှပ်စစ်ဓာတ်အားရရှိမှုသည် တိုးချဲ့လျက်ရှိသည်။ ဤစျေးကွက်များ ရင့်ကျက်လာသည်နှင့်အမျှ GaN ပါဝါထရန်စစ္စတာများ၏ အားသာချက်များသည် ပိုမိုထင်ရှားလာမည်ဖြစ်ပြီး GaN သည် လူနေမှုဘဝနှင့် သဘာဝပတ်ဝန်းကျင်ကို မြှင့်တင်ရာတွင် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်မည်ဖြစ်သည်။

နောက်ဆုံးတွင်၊ ဒစ်ဂျစ်တယ်ကမ္ဘာသည် အချိန်နှင့်တစ်ပြေးညီ ဒေတာတောင်းဆိုမှုများနှင့် ဉာဏ်ရည်တု (AI) ၏ လျင်မြန်စွာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကို ဖြည့်ဆည်းရန် ကြီးမားသောပြောင်းလဲမှုများကို လုပ်ဆောင်နေပါသည်။ ဒေတာစင်တာများရှိ လက်ရှိပါဝါကူးပြောင်းခြင်းနှင့် ဖြန့်ဖြူးရေးနည်းပညာများသည် cloud computing နှင့် machine learning တို့မှ သယ်ဆောင်လာသော လျင်မြန်သောလိုအပ်ချက်များနှင့် အမှီလိုက်နိုင်မည်မဟုတ်ပေ။ စွမ်းအင်ချွေတာခြင်း၊ အအေးခံခြင်းလိုအပ်ချက်များကို လျှော့ချခြင်းနှင့် ကုန်ကျစရိတ်ထိရောက်မှုတို့ကို တိုးမြှင့်ခြင်းဖြင့် GaN နည်းပညာသည် ဒေတာစင်တာများ၏ ပါဝါထောက်ပံ့မှုအခင်းအကျင်းကို ပြန်လည်ပုံဖော်ပေးပါသည်။ Generative AI နှင့် GaN နည်းပညာ ပေါင်းစပ်မှုသည် ဒေတာစင်တာများအတွက် ပိုမိုထိရောက်သော၊ ရေရှည်တည်တံ့ကာ ခိုင်မာသောအနာဂတ်ကို ဖန်တီးပေးမည်ဖြစ်သည်။

စီးပွားရေးခေါင်းဆောင်နှင့် ခိုင်မာသောပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ ထောက်ခံအားပေးသူအဖြစ်၊ Jim Witham သည် GaN နည်းပညာ၏ လျင်မြန်သောတိုးတက်မှုသည် ပါဝါမှီခိုသောစက်မှုလုပ်ငန်းအမျိုးမျိုးကို သိသိသာသာအကျိုးသက်ရောက်စေမည်ဖြစ်ပြီး ကမ္ဘာ့စီးပွားရေးအပေါ် လေးနက်သောဂယက်ရိုက်ခတ်မှုများရှိလာမည်ဟု ယုံကြည်ပါသည်။ GaN နည်းပညာသည် SiC နှင့် ပြိုင်ဆိုင်မှုတွင် ထူးခြားသော အားသာချက်များနှင့် အခွင့်အလမ်းများကို ပေးစွမ်းနိုင်သည်ကို သတိပြုမိပြီး GaN ပါဝါတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းမှ ၀င်ငွေသည် လာမည့်ငါးနှစ်အတွင်း ဒေါ်လာ 6 ဘီလီယံအထိ ရှိလာမည်ဖြစ်ကြောင်း စျေးကွက်ခန့်မှန်းချက်များနှင့်လည်း ကိုက်ညီပါသည်။

GaN သည် Competitive Edge ၏စည်းမျဉ်းများတွင် SiC နှင့်မည်သို့နှိုင်းယှဉ်သနည်း။

ယခင်က၊ GaN ပါဝါတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးကိရိယာများနှင့်ပတ်သက်၍ အထင်အမြင်လွဲမှားမှုများရှိခဲ့ပြီး ၎င်းတို့သည် လူသုံးအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင် အားသွင်းခြင်းဆိုင်ရာအက်ပ်လီကေးရှင်းများအတွက် ပိုမိုသင့်လျော်သည်ဟု လူအများက ယုံကြည်ခဲ့ကြသည်။ သို့သော်လည်း GaN နှင့် SiC အကြား အဓိက ခြားနားချက်မှာ ၎င်းတို့၏ ဗို့အားအကွာအဝေး အသုံးချပရိုဂရမ်များတွင် တည်ရှိပါသည်။ GaN သည် low နှင့် medium voltage applications များတွင် ပိုမိုကောင်းမွန်ပြီး SiC ကို 1200V ကျော်လွန်သော high voltage applications များအတွက် အဓိကအားဖြင့် အသုံးပြုပါသည်။ မည်သို့ပင်ဆိုစေကာမူ ဤပစ္စည်းနှစ်ခုကြားတွင် ရွေးချယ်မှုသည် ဗို့အား၊ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ကုန်ကျစရိတ်အချက်များ ထည့်သွင်းစဉ်းစားရန် ပါဝင်သည်။

ဥပမာအားဖြင့်၊ 2023 PCIM Europe ပြပွဲတွင် GaN Systems သည် ပါဝါသိပ်သည်းမှုနှင့် ထိရောက်မှုတွင် သိသာထင်ရှားသော တိုးတက်မှုများကို ပြသခဲ့သည့် GaN ဖြေရှင်းချက်များကို ပြသခဲ့သည်။ SiC ထရန်စစ္စတာ ဒီဇိုင်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက GaN-based 11kW/800V onboard chargers (OBC) သည် ပါဝါသိပ်သည်းဆ 36% တိုးလာပြီး ပစ္စည်းကုန်ကျစရိတ် 15% လျော့ချနိုင်ခဲ့သည်။ ဤဒီဇိုင်းသည် GaN ထရန်စစ္စတာများကို အသုံးပြု၍ ဗို့အားဖိစီးမှုကို 50% လျှော့ချပေးသည့် တံတားမရှိသော totem-pole PFC ဖွဲ့စည်းမှုပုံစံနှင့် dual active bridge နည်းပညာတွင် အဆင့်သုံးဆင့်ပျံသန်းနိုင်သော capacitor topology ကို ပေါင်းစပ်ထားသည်။

လျှပ်စစ်ကားများ၏ အဓိကအပလီကေးရှင်းသုံးမျိုးဖြစ်သည့် onboard chargers (OBC)၊ DC-DC converters များနှင့် traction inverters—GaN Systems သည် American EV startup အတွက် all-GaN ကားရှေ့ပြေးပုံစံကို ဖန်တီးရန် Toyota နှင့် ပူးပေါင်းပြီး ထုတ်လုပ်ရေးအဆင်သင့်ဖြစ်သော OBC ဖြေရှင်းချက်များကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ Canoo သည် 400V နှင့် 800V EV ပါဝါစနစ်များအတွက် GaN DC-DC converters များကို တီထွင်ရန်အတွက် Vitesco Technologies နှင့် ပူးပေါင်းကာ မော်တော်ကားထုတ်လုပ်သူများအတွက် ရွေးချယ်စရာများ ပိုမိုပေးဆောင်ထားသည်။

Jim Witham သည် SiC ကို လက်ရှိမှီခိုနေသော သုံးစွဲသူများသည် GaN သို့ အကြောင်းပြချက်နှစ်ရပ်ဖြင့် လျင်မြန်စွာပြောင်းလဲနိုင်ဖွယ်ရှိကြောင်း ၊ အကန့်အသတ်ရှိသော ရရှိနိုင်မှုနှင့် ပစ္စည်းများကုန်ကျစရိတ်မြင့်မားသည်ဟု Jim Witham မှယုံကြည်သည်။ လုပ်ငန်းနယ်ပယ်အသီးသီးတွင် လျှပ်စစ်ဓာတ်အား လိုအပ်ချက်များ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ ဒေတာစင်တာများမှ မော်တော်ယာဥ်အထိ၊ GaN နည်းပညာသို့ စောစီးစွာ ကူးပြောင်းခြင်းသည် အနာဂတ်တွင် ပြိုင်ဘက်များနှင့် အမီလိုက်နိုင်ရန် လိုအပ်သောအချိန်ကို တိုတောင်းစေမည့် အဆိုပါလုပ်ငန်းများကို လုပ်ဆောင်နိုင်မည်ဖြစ်သည်။

ထောက်ပံ့ရေးကွင်းဆက်ရှုထောင့်မှ SiC သည် ပိုမိုစျေးကြီးပြီး GaN နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ထောက်ပံ့မှုကန့်သတ်ချက်များကို ရင်ဆိုင်နေရသည်။ GaN ကို ဆီလီကွန် wafers များဖြင့် ထုတ်လုပ်ထားသောကြောင့်၊ စျေးကွက်ဝယ်လိုအား တိုးလာသဖြင့် ၎င်း၏စျေးနှုန်းသည် လျင်မြန်စွာ ကျဆင်းသွားပြီး အနာဂတ်စျေးနှုန်းနှင့် ယှဉ်ပြိုင်နိုင်စွမ်းကို ပိုမိုတိကျစွာ ခန့်မှန်းနိုင်ပါသည်။ အပြန်အလှန်အားဖြင့် SiC ပေးသွင်းသူအရေအတွက် အကန့်အသတ်နှင့် ပုံမှန်အားဖြင့် တစ်နှစ်အထိ ကြာမြင့်ချိန်များသည် ကုန်ကျစရိတ်များ တိုးမြင့်လာပြီး 2025 ခုနှစ်ထက် မော်တော်ယာဥ်ထုတ်လုပ်ရေးဝယ်လိုအားကို သက်ရောက်မှုရှိနိုင်သည်။

ချဲ့ထွင်နိုင်မှုအရ GaN သည် CMOS စက်ပစ္စည်းများ၏ ဘီလီယံနှင့်ချီသော စက်ကိရိယာများကို အသုံးပြု၍ ဆီလီကွန် wafers များတွင် ထုတ်လုပ်နိုင်သောကြောင့် "အကန့်အသတ်မရှိ" နီးပါး အတိုင်းအတာအထိ ချဲ့ထွင်နိုင်သည်။ GaN ကို 8 လက်မ၊ 12 လက်မနှင့် 15 လက်မ wafers များတွင် မကြာမီ ထုတ်လုပ်နိုင်သော်လည်း SiC MOSFETs များကို ပုံမှန်အားဖြင့် 4 လက်မ သို့မဟုတ် 6 လက်မ wafers များတွင် ထုတ်လုပ်ပြီး 8 လက်မ wafers သို့ ကူးပြောင်းစပြုနေပြီဖြစ်သည်။

နည်းပညာပိုင်းဆိုင်ရာ စွမ်းဆောင်ရည်အရ GaN သည် လက်ရှိတွင် ကမ္ဘာ့အမြန်ဆုံး ပါဝါပြောင်းစက်တစ်ခုဖြစ်ပြီး အခြားတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းကိရိယာများထက် ပါဝါသိပ်သည်းဆနှင့် အထွက်နှုန်းပိုမိုမြင့်မားသည်။ ၎င်းသည် စက်ပစ္စည်းအရွယ်အစား သေးငယ်ခြင်း၊ အားသွင်းခြင်းအမြန်နှုန်း သို့မဟုတ် ဒေတာစင်တာများအတွက် အအေးခံခြင်း နှင့် စွမ်းအင်သုံးစွဲမှု လျှော့ချခြင်းရှိမရှိ သိသိသာသာ အကျိုးကျေးဇူးများ ရရှိစေပါသည်။ GaN သည် ကြီးမားသော အကျိုးကျေးဇူးများကို ပြသသည်။

GaN ဖြင့် တည်ဆောက်ထားသော စနစ်များသည် SiC နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ပါဝါသိပ်သည်းဆ သိသိသာသာ ပိုမြင့်မားသည်ကို သရုပ်ပြသည်။ GaN မွေးစားမှု ပျံ့နှံ့လာသည်နှင့်အမျှ၊ အရွယ်အစားသေးငယ်သည့် ဓာတ်အားစနစ်ထုတ်ကုန်အသစ်များသည် စဉ်ဆက်မပြတ်ထွက်ပေါ်လာနေပြီး SiC သည် သေးငယ်သည့်အဆင့်ကို မရရှိနိုင်ပါ။ GaN Systems ၏ အဆိုအရ ၎င်းတို့၏ ပထမမျိုးဆက် စက်ပစ္စည်းများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်သည် နောက်ဆုံးပေါ် ပဉ္စမမျိုးဆက် SiC တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ကိရိယာများထက် ကျော်လွန်နေပြီဖြစ်သည်။ GaN စွမ်းဆောင်ရည်သည် ရေတိုတွင် 5 ဆမှ 10 ဆအထိ တိုးတက်ကောင်းမွန်လာသည်နှင့်အမျှ ဤစွမ်းဆောင်ရည်ကွာဟချက်မှာ ပိုမိုကျယ်ပြန့်လာမည်ဟု မျှော်လင့်ရသည်။

ထို့အပြင်၊ GaN စက်ပစ္စည်းများတွင် တံခါးအားသွင်းမှုနည်းပါးခြင်း၊ သုညပြောင်းပြန်ပြန်လည်ရယူခြင်းနှင့် ပြားချပ်ချပ်အထွက်စွမ်းရည်တို့ကဲ့သို့သော အရည်အသွေးမြင့် switching စွမ်းဆောင်ရည်ကို ရရှိစေသော အားသာချက်များရှိသည်။ 1200V အောက် ဗို့အားအောက် အလယ်အလတ်အထိ အက်ပလီကေးရှင်းများတွင် GaN ၏ ကူးပြောင်းဆုံးရှုံးမှုသည် SiC ထက် အနည်းဆုံး သုံးဆနိမ့်သည်။ ကြိမ်နှုန်းရှုထောင့်အရ၊ ဆီလီကွန်အခြေခံ ဒီဇိုင်းအများစုသည် လက်ရှိတွင် 60kHz နှင့် 300kHz ကြားတွင် လုပ်ဆောင်နေပါသည်။ SiC သည် ကြိမ်နှုန်းတွင် ပိုမိုကောင်းမွန်လာသော်လည်း GaN ၏ တိုးတက်မှုများသည် 500kHz နှင့် ပိုမိုမြင့်မားသော ကြိမ်နှုန်းများကို ရရှိစေပါသည်။

SiC ကို ပုံမှန်အားဖြင့် 1200V နှင့် ပိုမြင့်သော ဗို့အားများအတွက် 650V အတွက် သင့်လျော်သော ထုတ်ကုန်အနည်းငယ်သာရှိသော 30-40V လူသုံးအီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်း၊ 48V ဟိုက်ဘရစ်ယာဉ်များနှင့် ဒေတာစင်တာများကဲ့သို့သော အချို့သောဒီဇိုင်းများတွင် ၎င်း၏လျှောက်လွှာကို ကန့်သတ်ထားသည်။ ထို့ကြောင့် ဤစျေးကွက်များတွင် SiC ၏အခန်းကဏ္ဍမှာ အကန့်အသတ်ရှိသည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင် GaN သည် ဒေတာစင်တာများ၊ လူသုံးလျှပ်စစ်ပစ္စည်းများ၊ ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်၊ မော်တော်ယာဥ်နှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းကဏ္ဍများတွင် သိသာထင်ရှားသော ပံ့ပိုးကူညီမှုများ ပြုလုပ်ပေးနေသည့် ဤဗို့အားအဆင့်များတွင် ထူးချွန်ပါသည်။

GaN FETs (Field Effect Transistors) နှင့် SiC အကြား စွမ်းဆောင်ရည် ကွာခြားချက်များကို အင်ဂျင်နီယာများအား ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ နားလည်စေရန်အတွက် GaN Systems သည် SiC နှင့် GaN အသီးသီးကို အသုံးပြုထားသော 650V၊ 15A ပါဝါထောက်ပံ့မှုနှစ်ခုကို ဒီဇိုင်းထုတ်ကာ အသေးစိတ် နှိုင်းယှဉ်စမ်းသပ်မှုများ ပြုလုပ်ခဲ့ပါသည်။

GaN နှင့် SiC ခေါင်းချင်းဆိုင် နှိုင်းယှဉ်မှု

GaN E-HEMT (Enhanced High Electron Mobility Transistor) ကို မြန်နှုန်းမြင့် switching applications များတွင် အတန်းထဲတွင် အကောင်းဆုံး SiC MOSFET နှင့် နှိုင်းယှဉ်ခြင်းဖြင့်၊ synchronous buck DC-DC converters များတွင် အသုံးပြုသောအခါ GaN E- နှင့် converter ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ HEMT သည် SiC MOSFET ထက် များစွာမြင့်မားသော စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပြသခဲ့သည်။ ဤနှိုင်းယှဉ်ချက်သည် GaN E-HEMT သည် ကူးပြောင်းခြင်းအမြန်နှုန်း၊ ကပ်ပါးစွမ်းရည်၊ ကူးပြောင်းမှုဆုံးရှုံးမှုနှင့် အပူပိုင်းစွမ်းဆောင်ရည်ကဲ့သို့သော အဓိက တိုင်းတာမှုများတွင် ထိပ်တန်း SiC MOSFET ထက် သာလွန်ကြောင်း ရှင်းရှင်းလင်းလင်း သက်သေပြနေသည်။ ထို့အပြင်၊ SiC နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက GaN E-HEMT သည် ပိုမိုကျစ်လျစ်ပြီး ထိရောက်သော ပါဝါ converter ဒီဇိုင်းများကို ရရှိရန် သိသာထင်ရှားသော အားသာချက်များကို ပြသထားသည်။

GaN သည် အချို့သောအခြေအနေများအောက်တွင် SiC ကို အဘယ်ကြောင့် စွမ်းဆောင်နိုင်သနည်း။

ယနေ့တွင်၊ ရိုးရာဆီလီကွန်နည်းပညာသည် ၎င်း၏ကန့်သတ်ချက်သို့ရောက်ရှိသွားကာ GaN ပိုင်ဆိုင်သည့် အကျိုးကျေးဇူးများစွာကို ပေးစွမ်းနိုင်သော်လည်း SiC ၏လျှောက်လွှာကို သီးခြားအသုံးပြုမှုအခြေအနေများတွင် ကန့်သတ်ထားသည်။ "အချို့သောအခြေအနေများအောက်တွင်" ဟူသောအသုံးအနှုန်းသည် သီးခြားအသုံးချမှုများတွင် ဤပစ္စည်းများ၏ကန့်သတ်ချက်များကို ရည်ညွှန်းသည်။ လျှပ်စစ်ဓာတ်အားကို ပိုမိုမှီခိုအားထားနေရသော ကမ္ဘာကြီးတွင် GaN သည် လက်ရှိထုတ်ကုန်ထောက်ပံ့မှုကို မြှင့်တင်ပေးရုံသာမက စီးပွားရေးလုပ်ငန်းများ အပြိုင်အဆိုင်ရှိနေစေရန် ကူညီပေးသည့် ဆန်းသစ်သောဖြေရှင်းနည်းများကို ဖန်တီးပေးပါသည်။

GaN ပါဝါတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးကိရိယာများသည် အစောပိုင်းလက်ခံကျင့်သုံးမှုမှ အစုလိုက်အပြုံလိုက် ထုတ်လုပ်မှုသို့ ကူးပြောင်းသွားသည့်အတွက် လုပ်ငန်းဆုံးဖြတ်ချက်ချမှတ်သူများအတွက် အဓိကတာဝန်မှာ GaN ပါဝါတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးကိရိယာများသည် အလုံးစုံစွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသောအဆင့်ကို ပေးဆောင်နိုင်ကြောင်း အသိအမှတ်ပြုရန်ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် ဖောက်သည်များအား စျေးကွက်ဝေစုနှင့် အမြတ်အစွန်းကို တိုးမြင့်စေရုံသာမက လုပ်ငန်းလည်ပတ်မှုကုန်ကျစရိတ်နှင့် အရင်းအနှီးအသုံးစရိတ်များကိုလည်း ထိရောက်စွာ လျှော့ချပေးပါသည်။

ယခုနှစ်စက်တင်ဘာလတွင် Infineon နှင့် GaN Systems တို့ ပူးပေါင်းပြီး စတုတ္ထမျိုးဆက် Gallium Nitride ပလပ်ဖောင်း (Gen 4 GaN Power Platform) အသစ်ကို မိတ်ဆက်ခဲ့သည်။ 2022 ခုနှစ်တွင် 3.2kW AI ဆာဗာပါဝါထောက်ပံ့မှုမှ လက်ရှိစတုတ္ထမျိုးဆက်ပလပ်ဖောင်းအထိ၊ ၎င်း၏စွမ်းဆောင်ရည်သည် 80 Plus Titanium ထိရောက်မှုစံနှုန်းကို ကျော်လွန်ရုံသာမက ၎င်း၏ပါဝါသိပ်သည်းဆသည် 100W/in³ မှ 120W/in³ သို့ တိုးလာခဲ့သည်။ ဤပလပ်ဖောင်းသည် စွမ်းအင်ထိရောက်မှုနှင့် အရွယ်အစားအတွက် စံသတ်မှတ်ချက်အသစ်များကို သတ်မှတ်ပေးရုံသာမက သိသိသာသာ သာလွန်ကောင်းမွန်သော စွမ်းဆောင်ရည်ကိုလည်း ပေးပါသည်။

အချုပ်အားဖြင့်ဆိုရသော် SiC ကုမ္ပဏီများသည် GaN ကုမ္ပဏီများကို ရယူခြင်း သို့မဟုတ် SiC ကုမ္ပဏီများကို ရယူခြင်း GaN ကုမ္ပဏီများဖြစ်စေ အရင်းခံလှုံ့ဆော်မှုသည် ၎င်းတို့၏စျေးကွက်နှင့် လျှောက်လွှာနယ်ပယ်များကို ချဲ့ထွင်ရန်ဖြစ်သည်။ နောက်ဆုံးတွင်၊ GaN နှင့် SiC နှစ်ခုစလုံးသည် wide bandgap (WBG) ပစ္စည်းများဖြစ်ကြပြီး Gallium Oxide (Ga2O3) နှင့် Antimonides ကဲ့သို့သော အနာဂတ် စတုတ္ထမျိုးဆက် semiconductor ပစ္စည်းများ တဖြည်းဖြည်း ထွက်ပေါ်လာမည်ဖြစ်ပြီး ကွဲပြားသောနည်းပညာဆိုင်ရာ ဂေဟစနစ်ကို ဖန်တီးပေးမည်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် ဤပစ္စည်းများသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု အစားမထိုးဘဲ လုပ်ငန်းတိုးတက်မှုကို စုပေါင်းအားဖြစ်စေသည်။**