Нитрид галлия (GaN), полупроводниковый материал с широкой полосой пропускания, осуществляет переломный момент в высокопроизводительной электронике. Известный своей высокой плотностью энергии, долговечностью и способностью работать при более высоком напряжении, GaN должен изменить множество секторов экономики.
Согласно данным, предоставленным аналитическому отделу IT World от Technology Foresights, платформы инновационного анализа от GlobalData, ведущей компании по обработке данных и аналитике, материалы на основе GaN являются движущей силой инноваций как минимум в семи отраслях.
Путь GaN начался в оптоэлектронике, где за последние два-три десятилетия он нашел применение в светодиодах, излучающих дневной свет, и лазерных диодах для дисков Blu-ray. Однако открытие новых свойств привело к появлению более разнообразных применений, и первые GaN-транзисторы стали доступны в 2010-х годах. Продолжающиеся исследования его уникальных характеристик, включая возможность использования в сочетании с другими полупроводниками на основе галлия, открывают новые возможности в различных отраслях промышленности.
Сурабх Ньялкалкар, руководитель практики инновационных продуктов в GlobalData, комментирует: «Согласно базе данных сделок GlobalData, объем последних венчурных инвестиций в технологии GaN достиг почти $600 млн. Среди ведущих инвесторов, известных своими ранними ставками на передовые технологии, компании US-ITF, Intel Capital и Khosla Ventures. Если не принимать во внимание инвестиции, то всеобъемлющие инновации в GaN в различных отраслях промышленности, как показано в Technology Foresights, убедительно свидетельствуют о разрушительном характере этой технологии».
В то время как полупроводниковая промышленность лидирует в исследованиях GaN, стремясь заменить кремний в качестве материала для интегральных схем и транзисторов, новые применения появляются во многих отраслях. В телекоммуникационном секторе рост популярности GaN совпадает с развитием сетей 5G, а лидеры отрасли, такие как Huawei, используют его для питания базовых станций в экстремальных условиях. Оборонный сектор изучает свойства GaN по усилению мощности радаров военного класса, и такие компании, как Boeing, GE и Thales, возглавляют инновации, а компании бытовой электроники, включая Apple, работают с GaN в светодиодах и дисплеях устройств.
Ньялкалкар продолжает: «Самые захватывающие инновации в GaN сейчас происходят в автомобильной промышленности. Эта отрасль уже переживает кризис, вызванный появлением электромобилей и автономных транспортных средств, находит огромный потенциал в GaN. По данным Technology Foresights, более 40% всех компаний, внедряющих инновации в этой области, относятся к автомобильному сектору».
По мере того как электромобили становятся все более популярными, автомобильные компании ищут альтернативные материалы для батарей и источники электроэнергии. GaN рассматривается как перспективная альтернатива литий-ионным батареям, обеспечивающая более высокую плотность энергии и меньший вес.
Ведущие игроки автомобильной отрасли, такие как Hyundai-Kia, Toyota и Renault-Nissan, находятся в авангарде инноваций на основе GaN, в основном сосредоточившись на электродных компонентах для батарей EV. Кроме того, поставщики комплектующих для автопроизводителей, такие как Lear Corp, Valeo и Bosch, изучают возможность использования GaN для создания зарядных устройств, используя его возможности быстрой зарядки и энергоэффективность.
Ньялкалкар заключает: «Поскольку инвестиции и исследования в технологии GaN продолжают расти, мы можем ожидать появления новых инновационных приложений и прорывов в ближайшие годы. Широкое распространение GaN в различных отраслях подчеркивает его потенциал для формирования будущего технологий и внесения вклада в более устойчивые и эффективные решения в нашем все более электрифицированном мире».