การแข่งขันของ SiC และ GaN

ตั้งแต่ประมาณปี 2544 สารกึ่งตัวนำแกลเลียมไนไตรด์แบบผสมได้ก่อให้เกิดการปฏิวัติด้านแสงสว่าง ซึ่งในทางใดทางหนึ่งก็เป็นการปฏิวัติทางเทคโนโลยีที่เร็วที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษย์จากการศึกษาของ International Energy Agency ส่วนแบ่งของไดโอดเปล่งแสงที่ใช้แกลเลียมไนไตรด์ในตลาดแสงสว่างทั่วโลกเพิ่มขึ้นจากศูนย์เป็นมากกว่า 50% ในเวลาเพียงสองทศวรรษบริษัทวิจัย Mordor Intelligence คาดการณ์เมื่อเร็วๆ นี้ว่าไฟ LED จะลดการใช้พลังงานแสงลง 30% ถึง 40% ทั่วโลกในอีก 7 ปีข้างหน้าจากข้อมูลของโครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ แสงสว่างคิดเป็นประมาณ 20% ของการใช้ไฟฟ้าและ 6% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลก

การปฏิวัติครั้งนี้ยังอีกยาวไกลแท้จริงแล้วกำลังจะก้าวกระโดดไปสู่ระดับที่สูงขึ้นเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ที่พลิกโฉมอุตสาหกรรมแสงสว่าง แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) ยังเป็นส่วนหนึ่งของการปฏิวัติระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ซึ่งพร้อมที่จะเปิดตัวเนื่องจากซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) หนึ่งในสารกึ่งตัวนำแบบผสมได้เริ่มเข้ามาแทนที่ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีส่วนประกอบของซิลิกอนในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์กำลังขนาดใหญ่และสำคัญ

อุปกรณ์ GaN และ SiC ทำงานได้ดีและมีประสิทธิภาพมากกว่าส่วนประกอบซิลิกอนที่กำลังเปลี่ยนมีอุปกรณ์ดังกล่าวหลายร้อยล้านเครื่องทั่วโลก ซึ่งหลายเครื่องทำงานเป็นเวลาหลายชั่วโมงต่อวัน ดังนั้นการประหยัดพลังงานจึงมีความสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับ GaN LED ที่ใช้แทนหลอดไส้และแสงแบบดั้งเดิมอื่นๆ การเพิ่มขึ้นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง GaN และ SiC ในท้ายที่สุดจะมีผลกระทบเชิงบวกมากขึ้นต่อสภาพอากาศของโลก

ในเกือบทุกแห่งที่จำเป็นต้องแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรงหรือกระแสตรงเป็นกระแสตรง พลังงานที่สูญเปล่าจะลดลงการแปลงนี้เกิดขึ้นในเครื่องชาร์จติดผนังสำหรับโทรศัพท์มือถือหรือแล็ปท็อป เครื่องชาร์จและอินเวอร์เตอร์ขนาดใหญ่ที่จ่ายพลังงานให้กับรถยนต์ไฟฟ้า และที่อื่นๆเนื่องจากฐานที่มั่นของซิลิกอนอื่น ๆ ก็ตกอยู่ในเซมิคอนดักเตอร์ใหม่เช่นกัน จึงประหยัดได้เช่นเดียวกันแอมพลิฟายเออร์ของสถานีฐานแบบไร้สายเป็นหนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่กำลังเติบโต ซึ่งเซมิคอนดักเตอร์ที่เกิดขึ้นใหม่เหล่านี้มีข้อได้เปรียบอย่างชัดเจนในความพยายามที่จะบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การกำจัดการใช้พลังงานและของเสียเป็นผลที่สะดวก และเซมิคอนดักเตอร์เหล่านี้คือวิธีที่เราเก็บเกี่ยวได้

นี่คือตัวอย่างใหม่ของรูปแบบทั่วไปในประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยี: ความสำเร็จพร้อมกันของสองนวัตกรรมที่แข่งขันกันทั้งหมดนี้จะกำจัดได้อย่างไร?SiC จะครองพื้นที่แอปพลิเคชันใด และ GaN จะครองพื้นที่ใดการตรวจสอบข้อดีเชิงเปรียบเทียบของสารกึ่งตัวนำทั้งสองอย่างรอบคอบสามารถให้เบาะแสที่เชื่อถือได้แก่เรา

แกลเลียมไนไตรด์และซิลิกอนคาร์ไบด์: ด้านการแข่งขัน

ปัจจุบัน SiC ครอบครองอินเวอร์เตอร์ EV และมักจะอยู่ในตำแหน่งที่ความสามารถในการปิดกั้นแรงดันไฟฟ้าและความสามารถในการจัดการพลังงานมีความสำคัญและมีความถี่ต่ำGaN เป็นเทคโนโลยีที่ต้องการสำหรับประสิทธิภาพความถี่สูงที่สำคัญ เช่น สถานีฐาน 5G และ 6G และเรดาร์และแอปพลิเคชันการแปลงพลังงานความถี่สูง เช่น อะแดปเตอร์เสียบผนัง ไมโครอินเวอร์เตอร์ และอุปกรณ์จ่ายไฟ

แต่การชักเย่อระหว่าง GaN และ SiC เพิ่งเริ่มต้นขึ้นโดยไม่คำนึงถึงการแข่งขัน หนึ่งแอปพลิเคชัน หนึ่งตลาด หนึ่งตลาด เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าสิ่งแวดล้อมของโลกจะกลายเป็นผู้ชนะในขณะที่วัฏจักรใหม่ของการต่ออายุและการฟื้นฟูเทคโนโลยีนี้เคลื่อนไปข้างหน้าอย่างไม่หยุดยั้ง การปล่อยก๊าซเรือนกระจกหลายพันล้านตันจะถูกหลีกเลี่ยงในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า