반도체

최근 몇 년 동안 핸드폰 업계 의 '군비 경쟁' 이 날로 치열 해 지면 서 모든 업 체 는 끊임없이 연구 와 개발 을 강화 하고 있다. 자신의 제품 이 성능 에 있어 서 가능 한 한 오랫동안 상 대 를 압도 하고 소비자 들 은 거의 몇 개 월 마다 새로운 기술 응용 이나 낡은 기능 을 혁신 하 는 것 을 볼 수 있 기 를 바란다.
많은 기술 중에서 충전 기술 은 이 경기 의 핵심 인 군비 이다.화 웨 이의 40W 충전 을 시작 으로 샤 오미, OPPO, vivo 등 업 체 들 이 44W, 55W, 65W, 심지어 최근 125 W 의 빠 른 충전 을 출시 하면 서 사용자 들 의 생활 방식 이 점점 바 뀌 었 다.예전 처럼 밤새 충전 을 하지 않 아 도 되 고 매일 씻 을 때 잠깐 충전 하면 반나절 동안 사용 할 수 있 고 생활 이 편리 해 집 니 다.
그러나 이 동시에 충전 전력 이 상승 함 에 따라 안의 냉각 부품 과 필터, 보험, 커 패 시 터 등 부속품 이 점점 많아 지고 충전기 의 부피 도 점점 커진다.주머니 에 넣 을 수 있 었 던 충전 기 는 65W 가 다 되 어 가 는 시대 에 벽돌 을 모 으 는 추세 다.
미래 에 빠 른 충전 과 보급 을 방해 하 는 것 은 충전 발열, 자 연 스 러 운 위험 이 아니 라 충전 머리의 거대 한 부피 와 묵직 한 무게 일 것 이다.충전 기술 의 발전 은 짧 은 난관 에 부 딪 혔 다.
하지만 이 병목 은 곧 뚫 렸 다.
바람받이 의 질화 갈륨
지난해 8 월 국내 시장 에서 처음으로 65W 질화 갈륨 충전 기 를 출시 했 는데 그 부 피 는 다른 업 체 65W 충전기 의 절반 수준 에 불과 해 눈길 을 끌 었 다.이에 따라 '질화 갈륨 (GaN)' 이라는 단 어 는 디지털 권 의 신조어 가 되 기 시작 했다.곧 OPPO 가 자신의 65W 질화 갈륨 충전 기 를 따라 출시 했 고 많은 제3자 업 체 도 해당 제품 을 출시 했다.
올 1 월 에는 샤 오미 도 이 제품 을 선 보 였 다.거대 한 사 이 버 영향력 을 가 진 뇌 군 이 전력 을 다 해 갈륨 을 질화 하 는 열 이 다시 높 아 졌 다 고 선전 했다.
이 어 화 웨 이 가 기지 국 에서 미국의 칩 을 버 리 고 '스페어 타이어' 질화 갈륨 을 사용 하 는 전파 파 PA 를 사용 한 다 는 소식 이 전해 지면 서 이 같은 신 귀 재료 의 핫 이 슈 는 충전기 업계 에 국한 되 지 않 게 되 었 다.질화 갈륨 반도체 업계 전반 에 대한 관심 이 높 아 지기 시작 했다.
사실 질화 갈륨 재 료 는 '신 귀' 라 는 것 이 적절 하지 않다 고 하 는데, 사실은 30 년 전에 이미 반도체 에 사용 되 었 다.그러나 여러 가지 이유 로 과거 에는 널리 사용 되 지 않 았 고 대부분 사람들 은 그것 에 대해 잘 알 지 못 했다.
반도체 업 계 는 100 년 가까이 발전 해 3 대 반도체 웨이퍼 소재 의 혁신 을 거 쳤 다.1 세대 반도체 게르마늄 과 실리콘, 2 세대 반도체 에는 비소 화 갈륨, 인산 화 인듐 을 대표 로 하고 질화 갈륨 은 3 세대 반도체 재료 에 속 하 며 이와 같은 류 에는 탄화규소, 산화 아연, 알루미나, 금강석 등 이 있다.
이 가운데 질화 갈륨 과 탄화규소 가 현재 연구 에서 가장 뜨 거 운 3 세대 반도체 재료 로 3 세대 반도체 의 쌍둥이 별 로 불 린 다.
그렇다면 1 세대 와 2 세대 반도체 에 비해 3 세대 반도체 의 진 보 는 어디 에 있 을 까? 3 세대 반도체 가 일명 '와 이 드 밴드 반도체' 로 불 리 는 것 은 말 그대로 '와 이 드 밴드' 에 있다.
핵심 우위 - 금지
먼저 '금지 구역' 의 개념 을 간단하게 과학 보급 하 다.
중학교 화학 내용: 한 물체 가 전 도 를 전도 할 수 있 는 지, 그리고 전 도 력 이 강하 지 않 은 지 는 자유로운 전 자 를 생산 할 수 있 는 지, 그리고 자유 전 자 를 생산 하 는 능력 에 달 려 있다.금속 류 원소 의 원자 대조 외층 전자의 속박 능력 이 비교적 약 하기 때문에 양도체 로 표현 되 고 비금속 원소 인 원자핵 은 외층 전자 에 대한 속박 능력 이 강하 기 때문에 외층 전 자 는 자 유 롭 게 유동 하지 못 하고 절연체 가 되 었 다.
그러나 반도체 가 양자 간 에 있 는데 그것 자체 가 전기 가 통 하지 않 지만 일정한 상황 에서 불순물 을 섞 으 면 전기 가 통 할 수 있다.
고체 에서 원자 이외 의 전 자 는 서로 다른 능력 급 으로 나 뉘 는데, 원자 간 의 상호 작용 이 능 급 이동 을 야기 할 때, 한 조 의 차이 가 매우 작은 능력 급, 즉 에너지 밴드 가 생 긴 다.그 중에서 전 자 는 최저 레벨 부터 차례대로 위로 채 워 지고 채 워 진 띠 를 만 대 라 고 하 며 꽉 찬 띠 중 에 에너지 가 가장 높 은 것 을 가격 대 라 고 한다.이미 전 자 를 가득 메 웠 기 때문에, 가격 대의 전 자 는 전기 가 통 하지 않 는 다 고 볼 수 있다.
가격 대 에서 계속 올 라 가면 꽉 채 워 지지 않 은 에너지 밴드 입 니 다. 이 밴드 는 거의 비어 있 기 때문에 전 자 는 자 유 롭 게 이동 할 수 있 습 니 다. 이 밴드 가 바로 가이드 입 니 다.가이드 와 가격 대 사이 에 있 는 것 은 금지 구역 입 니 다.금 지 는 전자 가 가격 대 에서 가이드 까지 필요 한 에너지 라 는 얘 기다.
예 를 들 어 밴드 는 반도체 안에 전자 로 가득 찬 도로 A 와 같 고 안내 대 는 옆 에 텅 빈 도로 B 이 며 금지 대 는 도로 A 와 도로 B 사이 의 도랑 이 고 가격 대 는 도로 A 에서 도로 B 와 가장 가 까 운 도로 이다.
만약 에 도랑 이 너무 넓 으 면 전자 가 도로 A 에서 도로 B 로 뛰 어 올 라 가지 못 하고 교통 이 마비 된다. 이것 이 바로 절연체 이다. 만약 에 도랑 이 좁 으 면 전자 가 도로 B 에 쉽게 오 르 면 교통 이 바로 원활 해진 다. 이것 이 바로 금속 이다.반도체 란 도로 A 와 도로 B 사이 에 승강 교 를 만들어 전자 가 제어 할 수 있 는 이동 을 실현 하 는 것 이다.
반도체 의 밴드 가 너무 좁 아 서 는 안 되 며, 그렇지 않 으 면 아주 작은 에너지 만으로 모든 전 자 를 자 유 롭 게 움 직 일 수 있다 는 것 을 알 수 있다.반도체 가 도체 로 변 하여 위의 전 류 는 더 이상 제어 할 수 없다.
더 중요 한 것 은 이런 상황 이 거 스 를 수 없 는 것 이다. 모든 전자 가 자유 전자 가 되면 화학 키 가 파열 되 고 재료 자체 가 변성 이 생 긴 다 는 것 이다.화학 결합 이 깨 지면 환경 속 의 다른 원자, 예 를 들 어 산소, 새로운 화학 결합 이 형성 되 고 더 이상 수정체 가 아니다.
거꾸로 금 하 다