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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。展望:改变未来世界的十大技术趋势上网时间:01月06日彷佛一眨眼就过去了,然而,工程师们在这转瞬间已经取得了一些重大的成就。从无面板(faceless)的测试仪器到氮化镓(GaN)与其它新式半导体材料、嵌入式安全、可穿戴式装置、在太空中实现3D打印,以及智慧照明与智慧汽车等,的创新已经让整个科技时代向前进展至一个更新的高度了。迈向,我们同样期待更多的创新与进步。今年,《电子工程专辑》(EETimes)与《电子技术设计》(EDN)的编辑群携手合作,深入探索在的一些热门技术,这些技术将塑造明年以及未来的重
2、要技术趋势。氮化镓:新时代的一线曙光?资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。随着设计变得越来越复杂,工程师不断寻找更新的半导体材料。氮化镓(GaN)材料在近年来逐渐稳定立足于RF/微波应用,接下来还能用在哪些方面?它又存在哪些局限?根据MarketsandMarkets的报告指出,”在至2022年的8年内,整个氮化镓半导体市场的复合年成长率(CAGR)预计为22.2%,而在功率半导体组件市场的CAGR成长更加强劲,预计成长超过60.5%。”相较于硅和砷化镓(GaAs),氮化镓在功率密度和功率电平方面更具优势,但本身也存在技术限制。TriQ
3、uint基础设施和国防产品研究资深总监DouglasH.Reep指出,GaN功率晶体管能够达到>10W/mm的功率密度以及超过500W功率级,然而,”氮化镓技术的限制就在于其基本材料性能的限制,以及我们思考如何利用它们的创造力。”Reep表示,氮化镓的研发经常着重在半导体和封装阶段的热管理。至于高压组件,GaNSystems公司最近发布五款针对高速系统设计优化的650VGaN晶体管。这些650V组件具有反向电流的能力、零反向恢复充电以及电源感知等功能。然而,当前的技术限制在于保持可靠性的同时也必须提高工作电压,MACOM公司资深技术研究员TimBoles强调必须
4、提高电压偏置才能实现更高的功率附加效率(PAE)和增加功率密度。GaNSystems总裁GirvanPatterson则认为击穿电压是氮化镓的关键。透过在碳化硅上使用氮化镓,该公司已能在实验室中获得超过2,000V的电压。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。然而,她指出,在当前基于硅的GaN技术结构,击穿电压仍受到垂直击穿的限制。另外,还有热量。ElementSix技术公司防御和航空航天业务主管FelixEjeckam提到,氮化镓晶体管当前尚未能达到原始功率密度的最大值,除非热量能从发热结处被成功地释放出来,才能真正改进功率、效率、尺寸
5、/重量和可靠性等参数。如今,进行GaN研究工作的人很少将它仅仅看做是硅或砷化镓替代品,而是一种可在新应用中发挥作用的独特材料,特别是在高频率、高电压和高功率密度的应用领域中带来极具研究前景的材料。另外,增强型GaN晶体管表现出高耐辐射性能,从而适用于通讯和科学卫星的功率和通讯系统。Patterson认为,氮化镓的应用领域十分庞大,包括在替代能源市场的高效电源转换、电动和混合动力车、交通运输以及高效率的电源的应用,在利用氮化镓后可实现高达99%的效率。另外,她并预计”在未来12个月内可望看到比现在电视更轻薄的新一代电视上市,这就是因为利用了GaN功率晶体管带来显著
6、节省空间的效果。”为了充分实现氮化镓半导体的潜在性能,晶体管制程工程师不断地致力克服热阻障的问题。近来,一种合成的钻石基板正成为克服这种挑战的有力解决方案,它能够取代一般以硅晶(Si)或碳化硅(SiC)制造的整个氮化镓基板,从而在不久的将来提供更大的潜力。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。以电子产品应用而言,合成的钻石比天然钻石更好。因为电子电路和IC故障的最主要因素就是‘热’。近期可能受益于这种钻石材料的一些关键领域包括热管理、光电组件、传感器、高功率或高压组件、量子/磁力和辐射探测器等。Triquint公司已经利用这种新式材料开发
7、出RF功率放大器,用于雷达、卫星通讯与蜂巢式基地台。ElementSix公司则开发以化学气相沉积(CVD)的钻石材料,可实现较铜、SiC或铝更高3-10倍的导热能力。当前以钻石为基板的氮化镓材料正量产中。图1:以钻石为基板的氮化镓材料可提升3倍以上的散热性能。氮化镓在广泛的应用范围内存在很大的潜力,但就像其它技术一样,也存在有待克服的障碍,特别是成本。另外,在改进热处理与整合度后,氮化镓可望进一步提升性能。因此,或许氮化锭还需要一点时间来证明它的价值、可靠性和寿命,让工程师更有信心选择作为未来设计的方向。无面板测试仪器设计趋势抬头资料内容仅供您学习参考，如有不当
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