ما هو أسفل الطريق للسيليكون؟

40


كربيد السيليكون هو مواطن كبير السن في WBGs ، حيث كان قيد التطوير كمواد ترانزستور لعقود. في ذلك الوقت ، بدأ المهندسون في استخدام مواد WBG حديثة النشأة ، مثل نيتريد الغاليوم ، أو GaN. في الثمانينيات ، استخدم الباحثون نيتريد الغاليوم لإنشاء أول مصابيح LED زرقاء لامعة في العالم. يتكون الضوء الأزرق من فوتونات عالية الطاقة ؛ نيتريد الغاليوم ، بفجوة نطاقه الواسعة ، كان أول شبه موصل يمكنه عمليا إنتاج فوتونات بالطاقة الكافية. في عام 2014 ، تم تكريم ثلاثة علماء جائزة نوبل في الفيزياء لهذا الابتكار، التي أصبحت موجودة في كل مكان في أجهزة مثل شاشات التلفزيون والمصابيح الكهربائية.

في الآونة الأخيرة ، بدأ الباحثون في استخدام نيتريد الغاليوم لتحسين إلكترونيات الطاقة. وصلت المواد إلى ثمارها تجاريًا خلال السنوات القليلة الماضية في محولات لشحن الهواتف وأجهزة الكمبيوتر. هذه المحولات أصغر حجمًا وأخف وزنًا وأسرع شحنًا وأكثر كفاءة من المحولات التقليدية التي تستخدم ترانزستورات السيليكون.

قال جيم ويثام ، الرئيس التنفيذي لشركة GaN Systems ، وهي شركة كندية زودت الترانزستورات في شواحن أجهزة الكمبيوتر المحمولة من نيتريد الغاليوم ، والتي كانت صدر الخريف الماضي. نيتريد الجاليوم فعال بنسبة 98 بالمائة. يمكنك تقليل فقد الطاقة أربع مرات “.

تقدر Yole Développement أن سوق نيتريد الغاليوم سينمو إلى 2 مليار دولار في عام 2027 من إجمالي حوالي 200 مليون دولار هذا العام.

المواد ذات فجوة النطاق العريضة تشق طريقها إلى تطبيقات أخرى أيضًا. تعد مراكز البيانات ، والمرافق الكبيرة المليئة بخوادم الكمبيوتر التي تدير الخدمات عبر الإنترنت التي نعتمد عليها جميعًا ، من أشهر مستخدمي الكهرباء. تقول Compuware ، وهي مورد لإمدادات الطاقة المتطورة لمراكز البيانات ، إن مصادر الطاقة التي تعتمد على نيتريد الغاليوم تقلل الكهرباء المهدرة بنحو 25 في المائة وتشغل مساحة أقل بنسبة 20 في المائة من الأجهزة التقليدية ، مما يسمح للعملاء بتشغيل المزيد من الخوادم في نفس الوقت الرفوف. تقول الشركة أيضًا أن إمدادات الطاقة من نيتريد الغاليوم تُستخدم في مراكز البيانات التي تديرها كبرى الشركات في جميع أنحاء العالم.

يعمل المهندسون أيضًا على استخدام مواد WBG للاستفادة بشكل أفضل من مصادر الطاقة المتجددة. تعتمد الخلايا الشمسية وتوربينات الرياح على المحولات لتغذية المنزل أو الشبكة بالكهرباء ، وتتوقع العديد من الشركات أن يقوم نيتريد الغاليوم بهذه المهمة بشكل أفضل من السيليكون. تقوم شركة Enphase ، وهي مورد محولات للأقساط التي تعمل بالطاقة الشمسية ، باختبار العاكسات القائمة على نيتريد الغاليوم للتأكد من قدرتها على تحمل الظروف الجوية القاسية على الأسطح لعقود. في أحد الاختبارات ، تغمر Enphase العاكسات تحت الماء داخل قدر الضغط ، وتضع قدر الضغط داخل حجرة محكمة الغلق وتتأرجح درجة الحرارة بين 185 درجة و 40 درجة فهرنهايت تحت الصفر على مدار 21 يومًا. إذا نجت أجهزة نيتريد الغاليوم من التحديات ، يخطط المؤسس المشارك لشركة Enphase Raghu Belur لإجراء تحول سريع إلى المادة الجديدة. قال: “إنها تسير في هذا الاتجاه بالتأكيد”.

في اجتماع للمستثمرين العام الماضي ، قدم أحد كبار مهندسي Enphase تنبؤًا أكثر دقة ، قائلاً ، “إنها نهاية طريق السيليكون.”



Source link

المادة السابقةتشارلز لوكليرك تحطم سيارة فيراري F1 من نيكي لاودا بعد فشل الفرامل
المقالة القادمةهل أنت سعيد؟ رئيسك يسأل.