2023-08-16
수출 규제 하에 핵심 반도체 원료
2023년 8월 1일에, 상무부와 중국의 상품이용의 총괄경영층은 공식적으로 반도체 원료 갈륨과 게르마늄에 대한 수출 규제를 구현했습니다. 이 움직임에 관한 산업에서 다양한 의견이 있고 그것이 석판 인쇄 기계의 수출에 대한 네델란드 ASML의 업그레이된 통제에 응하여 있다고 많은 사람들이 믿습니다. 그러나 안에 2022년 8월. 미국은 중국에 그것의 금지된 수출 규제 명단에서 고청정도 반도체 물질 산화갈륨을 포함했습니다. 미 상무성의 상무성산하 산업안전국 (BIS)는 어느 것이 새로운 수출 규제 안으로 특히 3nm과 아래에 있는 칩을 위해 설계된 적응형 소프트웨어뿐만 아니라 고온과 전압에 견디 이를테면 산화갈륨과 다이아몬드 또한 4 세대 반도체 물질의 포함을 발표했습니다.
그 당시에는, 이 수출 규제에 유의하는 많지 않사람들이 있었고 중국이 산업이 4 세대 반도체의 중요한 재료에 유의하기 시작한 수출 규제 명단에 갈륨을 포함시켰다고 그것은 나중에 1년이 되어서야 있었습니다 - 산화갈륨. 갈륨과 게르마늄은 반도체 산업에 주요한 원료이고 그들의 적용이 4 세대 반도체에 첫번째의 제조업을 커버합니다. 오늘, moore의 법칙이 병목에 직면하면서, 다이아몬드, 산화갈륨, AlN과 BN과 같은, 더 큰 밴드갭 폭과 반도체 물질은 그들의 우수한 물리적 성질 때문에 정보 기술의 차세대 동안 추진력이 되기 위한 잠재력을 가집니다.
중국에 대해, 그것은 반도체의 개발을 위한 임계 기간이고 미국으로부터의 다양한 제재가 산화갈륨과 같은 주요한 혁명적 물질의 연구를 핵심 돌파구 강제로 만들었습니다. 다수 시도에도 불구하고, 우리가 이 반도체 기술 혁신에 성공할 수 있다면, 중국은 세기에 참으로 전례가 없는 변환을 달성하면서, 제조업 발전소에서 제조업 발전소로 뛰기 위한 잠재력을 가질 것입니다. 이것은 세계적 과학 기술의 도전을 직면할 중국의 능력을 전시하기 위해 중국의 기술력을 판단하는 주요검사뿐 아니라, 중요한 기회입니다.
탄화규소와 산화갈륨을 넘어 장점
산화갈륨, 4 세대 반도체 물질은 큰 밴드갭 폭 (4.8 eV)와 높은 비판적 항복 필드 강도 (8MV/cm)와 좋은 전도특성과 같이 장점을 갖늡니다. 산화갈륨은 다섯 확인된 결정은 형상을 이룬다를 가지고 있으며, 그것 중에 β- Ga2O3이 가장 안정적입니다. 그것의 밴드갭 폭은 4.8-4.9 eV이고 항복 필드 강도가 8 MV / 센티미터만큼 높습니다. 매우 장치의 도통 손실을 줄이면서, 그것의 도통 저항은 매우 SiC와 GaN의 그것 보다 낮습니다. 그것의 특성 매개변수, 바리가 프리미엄 (BFOM)는 3400, 대략 10 번 SiC의 그것과 4 번 GaN의 그것 만큼높게 있습니다.
탄화규소와 갈륨 나이트라이드와 비교하여, 산화갈륨의 성장 방법은 고급 품질과 높은 생산과 저비용을 초래하는 대기압에 있는 유동적 용탕법을 이용하여 달성될 수 있습니다. 그들의 고유 특성 때문에, 탄화규소와 갈륨 나이트라이드는 단지 기체 상 방법에 의해 생산될 수 있으며, 그것이 고온 생산 환경을 유지하고 다량의 에너지를 소비하는 것을 필요로 합니다. 이것은 산화갈륨이 생산과 제조업에서 비용 이익을 가질 것을 의미하고, 국내 제조업자들이 빨리 생산력을 증가시키도록 적당합니다.
탄화규소와 비교하여, 산화갈륨은 거의 모든 성능 파라미터에서 탄화규소보다 뛰어납니다. 특히 큰 밴드갭 폭과 고항복 전계 강도로, 그것은 고전력과 고주파수 애플리케이션에서 주요 장점을 가집니다
특수 응용과 산화갈륨의 시장 잠재력
산화갈륨의 발전 전망은 점점 유명하고 시장이 현재 주로 일본, 노벨 결정 기술 (NCT)와 플로스피아에서 거대들 2명 독점됩니다. NCT는 성공적으로 산화갈륨 물질의 대량 생산과 더불어 2 인치 갈륨 산화물 결정과 에피 기술을 포함하는, 다수 주요 기술을 돌파하는 2012년 이후 산화갈륨의 연구와 개발에 투자했습니다. 그것의 효율성과 고성능은 넓게 산업에서 인지되었습니다. 다시 한번 앞으로 일본을 3세대 화합물 반도체 경쟁에 보존하면서 그것은 성공적으로 2021년에 4 인치 갈륨 옥사이드웨이퍼를 대량 생산했고 고객 웨이퍼를 공급하기 시작했습니다.
NCT의 예측에 따르면, 갈륨 옥사이드웨이퍼의 시장은 2030년까지 차후 10년에서 신속히 자라고 대략 RMB 30억 2000만까지 확대할 것입니다. 2025년까지, 탄화규소 중 40%와 1.56 번 갈륨 나이트라이드의 그것을 설명하면서, 산화갈륨 전력 소자의 시장 규모가 2030년까지 15억 4200만 미국 달러 (대략 100억 RMB)에 도달하면서, 갈륨 나이트라이드의 그것을 능가하기 시작할 것이라고 FLOSFIA는 예상합니다. 후지 경제에 대한 예측에 따르면, 갈륨 나이트라이드 전원 소자의 시장 규모를 능가하면서, 산화갈륨 전원 소자의 시장 규모는 2030년까지 1542억 엔화 (대략 92억 7600만 위안화)에 도달할 것입니다. 이 추세는 전력 전자 장치에서 산화갈륨의 중요성과 미래 잠재력을 반영합니다.
산화갈륨은 어떤 특정 적용 분야에서 주요 장점을 가집니다. 파워 전자 장치의 분야에서, 산화갈륨 전력 소자는 부분적으로 갈륨 나이트라이드와 탄화규소와 겹칩니다. 군 현장에서, 그들은 주로 내방사성과 고온 저항하는 항공우주 전원 공급기와 더불어, 고전력 전자기포, 탱크, 전투기와 선박과 같은 동력 제어 시스템에서 사용됩니다. 일반인 섹터는 주로 전력망, 전기 운전, 광기전, 전기 자동차, 가전 제품, 의학 장비와 가전제품과 같이 분야에 적용됩니다.
신 에너지 차량 시장은 또한 산화갈륨에게 거대한 응용 시나리오를 제공합니다. 그러나, 중국에, 차량 레벨에 있는 전력 소자는 항상 약하고 차량 레벨에 있는 어떤 SiC MOS IDM이 현재 있지 않습니다. 비록 엑스팹과 계약을 맺는 여러 무설비 업체 회사가 빨리 시장에 포괄적 SBD와 MOS 상술을 가지고 있을 수 있고 판매와 금융 진전이 미래에, 비교적 순조롭지만, 그들은 여전히 생산력에 정통하기 위해 그들의 FAB을 구축할 필요가 있고 차별화된 경쟁 우위를 발생시키기 위해, 독특한 프로세스를 개발합니다.
충전소는 매우 민감하여 비용이 들게 되며, 그것이 산화갈륨을 위한 기회를 제공합니다. 조건
만약 비용 이익과 시장 인지도를 획득하는 동안 산화갈륨이 성능요건을 만나거나 심지어 초과할 수 있다면, 이 현장에서 그것의 적용의 큰 가능성이 있습니다.
RF 장치 시장에서, 산화갈륨의 마켓 능력은 탄화규소 에피 갈륨 나이트라이드 기기의 마켓을 언급할 수 있습니다. 신 에너지 자동차의 핵심은 장비 명세에 대한 매우 높은 요건을 가지고 있는 인버터입니다. 현재, 이탈리아 반도체, 히다찌, 안세미, 같은 회사와 Rohm은 자동차 등급 SiC MOSFET을 대량 생산하고 공급할 수 있습니다. 2026년까지, 산화갈륨이 RF 장치 시장에서 광범위한 응용 전망과 시장 잠재력을 가지고 있는 것을 나타내면서, 이 수치가 22억 2200만달러 (대략 150억 RMB)로 증가할 것이라는 것이 기대됩니다.
파워 전자 장치의 분야에서 또 다른 중요한 애플리케이션은 48V 배터리입니다. 리튬 배터리의 보편적인 사용과 함께, 더 높은 전압 방식은 고효율과 중량 감소와 에너지 보존의 목적을 이루면서, 납 전지의 12V 전압 방식을 대체하는데 사용될 수 있습니다. 이러한 리튬 축전지 시스템은 넓게 48V 전압을 사용할 것이고 전자적 파워 시스템에 대해, 효율이 높은 48V → 12V/5V 전환이 요구됩니다. 2 륜의 전기 차량 시장을 예로 간주할 때, 2020년으로부터의 데이터에 따르면, 중국에서 전기 두 바퀴형 수송체의 전체적 생산은 4834만 대, 27.2%의 전년 동월비 증가였고 리튬 배터리의 침투율이 16%를 초과했습니다. 그러한 시장에 직면하여 산화갈륨과 GaN과 실리콘 기반을 둔 SG-MOS 장치와 같은 100V 고전압고 전류 장치는 이 어플리케이션과 제작 노력을 목표로 삼고 있습니다.
산업적인 필드에서, 양극, 더 높은 에너지 효율과 대량 생산의 용이성과 신뢰도 요구사항을 단극 대체를 포함하여 그것은 여러 중대한 기회와 장점을 가집니다. 이러한 특성은 산화갈륨이 잠재적으로 미래 전력 적용에서 중요한 역할을 하게 합니다. 결국, 산화갈륨 전력 소자는 650V/1200V/1700V/3300V 시장에서 역할을 할 것으로 예상되고, 완전히 2025년부터 2030년까지 자동차와 전기적 장치 분야를 관통할 것으로 예상됩니다. 단기간 내에, 산화갈륨 전력 소자는 처음으로 가전제품과 가전 제품류와 대단히 믿을 만하고 고성능 산업 권력 공급과 같은 분야에 나타날 것입니다. 이러한 특성은 실리콘 (Si), 탄화규소 (SiC)와 같은 물질 간의 경쟁으로 이어질 수 있고 갈륨이 (GaN)를 질화처리합니다.
산화갈륨을 위한 경쟁의 초점이 몇 년 안에 400V 플랫폼 위의 650V 장치의 전통적 사용에 있을 것이라고 작가는 믿습니다. 이 분야의 경쟁은 전환 주파수, 에너지 손실, 칩 비용, 시스템 비용과 신뢰성과 같은 다중 요소를 포함할 것입니다. 그러나, 기술의 향상과 함께, 플랫폼은 SiC와 Ga2O3을 위해 이미 이익 분야인 1200V 또는 1700V 장치의 사용이 요구될 800V로 업그레이드될 수 있습니다. 이 경쟁에서, 벤처기업은 자동차 기업 고객들에게 인버터의 적용을 위한 튼튼한 토대를 다지면서, 고객들과의 철저한 통신을 통하여 시나리오 인식과 차량 조절 시스템과 고객 심리를 확립하기 위해 기회를 가집니다.
전체적으로, 산화갈륨은 전력 소자의 분야에서 큰 잠재력을 가지고, 고효율, 낮은 에너지 소모량, 고주파와 고온과 같은 고성능 응용의 필요를 충족시켜 주기 위해 여러 필드에서 SiC와 GaN과 같은 물질과 경쟁할 수 있습니다. 그러나, 시간이 걸리고, 점진적으로 그들을 시장으로 증진시키면서, 인버터와 충전기와 같은 적용에서 신재료의 진출은 특수 응용을 위해 적당한 상술의 지속적인 개발이 요구됩니다.
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