بقلم : سوراب نيالكار

رئيس ممارسات المنتجات المبتكرة في " جلوبال داتا "

نيتريد غاليوم (GaN) ، وهي مادة أشباه موصلات واسعة النطاق ، تبرز كمغير قواعد اللعبة في الإلكترونيات عالية الأداء. تشتهر GaN بكثافة الطاقة العالية والمتانة والقدرة على العمل بفولتية أعلى وعرض النطاق الترددي الأوسع ، ومن المقرر أن تحول GaN قطاعات متعددة. تتراوح مواد GaN من السيارات الكهربائية (EVs) في السيارات إلى 5G في الاتصالات السلكية واللاسلكية ، تقود الابتكار في سبع صناعات على الأقل ، وفقًا للبيانات الحديثة من Technology Pressights ، وهي منصة استخبارات الابتكار من قبلالبيانات العالميةشركة رائدة في مجال البيانات والتحليلات.

بدأت رحلة GaN في الإلكترونيات الضوئية ، حيث وجدت تطبيقات في الثنائيات الباعثة للضوء المرئي (LEDs) والثنائيات الليزرية لأقراص Blu-ray على مدار العقدين أو الثلاثة عقود الماضية. ومع ذلك ، أدى اكتشاف خصائص جديدة إلى تطبيقات أكثر تنوعًا ، حيث أصبحت أول ترانزستورات GaN متاحة في عام 2010. وتفتح البحوث الجارية في خصائصها الفريدة، بما في ذلك قدرتها على استخدامها جنبا إلى جنب مع أشباه الموصلات الأخرى القائمة على الغاليوم إمكانيات جديدة في مختلف الصناعات.

التعليقات وصلت استثمارات رأس المال الاستثماري الأخيرة في تقنيات GaN إلى ما يقرب من 600 مليون دولار ، كما رأينا في قاعدة بيانات صفقات GlobalData ، مع US-ITF و Intel Capital و Khosla Ventures من بين كبار المستثمرين المعروفين بمراهانات مبكرة في التقنيات المتطورة. وبغض النظر عن الاستثمارات، فإن الابتكار الشامل في GaN من قبل صناعات متعددة كما رأينا في استبصار التكنولوجيا يشير بقوة إلى الطبيعة التخريبية لهذه التكنولوجيا."

في حين أن صناعة أشباه الموصلات تقود أبحاث GaN ، والتي يحتمل أن تتطلع إلى استبدال السيليكون كمادة مثالية للدوائر المتكاملة (ICs) والترانزستورات ، تظهر تطبيقات جديدة في صناعات متعددة. في قطاع الاتصالات ، يوازي صعود GaN نمو شبكات 5G ، حيث يقوم قادة الصناعة مثل Huawei بتوظيفها لتشغيل المحطات الأساسية في الظروف القاسية. يستكشف قطاع الدفاع خصائص تضخيم الطاقة في GaN للرادارات العسكرية ، مع شركات مثلبوينغGE، وتاليس تقود الابتكار ، في حين تعمل شركات الإلكترونيات الاستهلاكية ، بما في ذلك Apple ، مع GaN في مصابيح LED وشاشات الأجهزة.

ويحدث الابتكار الأكثر إثارة في GaN في صناعة السيارات في الوقت الحالي. تجد الصناعة ، التي تعاني بالفعل من اضطراب من قبل السيارات الكهربائية والمركبات ذاتية القيادة ، إمكانات هائلة في GaNs. ينتمي أكثر من 40٪ من جميع الشركات المبتكرة في هذا المجال إلى قطاع السيارات ، وفقًا للتوقعات التكنولوجية."

ومع ازدياد انتشار السيارات الكهربائية، تبحث شركات السيارات عن مواد بديلة للبطاريات ومصادر الكهرباء. يتم استكشاف GaN كبديل واعد لبطاريات الليثيوم أيون ، مما يوفر كثافة طاقة أعلى ووزن أخف.

ويعد لاعبي السيارات الرائدين مثل هيونداي كيا وتويوتا ورينو نيسان في طليعة ابتكار GaN، حيث يركزون في المقام الأول على مكونات القطب لبطاريات السيارات الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك ، يستكشف موردو تصنيع المعدات الأصلية للسيارات مثل Lear Corp و Valeo و Bosch استخدام GaN لبناء وحدات الشحن ، والاستفادة من قدرات الشحن السريع وكفاءة استخدام الطاقة.

ونخلص إلى ما يلي:ومع استمرار نمو الاستثمار والبحوث في تقنيات GaN، يمكننا أن نتوقع أن نرى المزيد من التطبيقات والاختراقات المبتكرة في السنوات المقبلة. ويؤكد اعتماد شبكة GaN على نطاق واسع في مختلف القطاعات قدرتها على تشكيل مستقبل التكنولوجيا والمساهمة في إيجاد حلول أكثر استدامة وكفاءة في عالمنا المكهرب بشكل متزايد.