窒化ガリウムと炭化ケイ素がグリーンテクノロジーの覇権を争う

どちらが勝っても、温室効果ガスを数十億トン削減することになる

窒化ガリウム半導体ウェーハは著者のウメシュ・ミシュラをよく反映しています。

先進的な半導体もできる気候変動を阻止する闘いに変化をもたらすほどの温室効果ガスの排出量を削減できるだろうか？ 答えは大きくイエスです。 このような変化は実際に順調に進んでいます。

2001 年頃から、化合物半導体窒化ガリウムが照明の革命を促進しました。これは、ある見方によれば、人類史上最速の技術変化でした。 国際エネルギー機関の調査によると、わずか 20 年の間に、世界の照明市場で窒化ガリウムベースの発光ダイオードが占めるシェアはゼロから 50 パーセント以上になりました。 調査会社モルドール・インテリジェンスは最近、世界中で LED 照明によって今後 7 年間で照明に使用される電力が 30 ～ 40 パーセント削減されると予測しました。 国連環境計画によると、世界では照明が電力使用量の約 20%、二酸化炭素排出量の 6% を占めています。

各ウェーハには数百もの最先端のパワートランジスタが含まれていますピーター・アダムス

この革命はまだ終わっていません。 まさに、より高いレベルへ飛躍しようとしているのです。 照明業界に変革をもたらした半導体技術である窒化ガリウム (GaN) も、現在勢いを増しているパワー エレクトロニクスの革命の一部です。 これは、パワー エレクトロニクスの巨大かつ重要なカテゴリーにおいてシリコン ベースのエレクトロニクスに取って代わられ始めた 2 つの半導体のうちの 1 つであり、もう 1 つは炭化ケイ素 (SiC) です。

GaN および SiC デバイスは、置き換えられるシリコン コンポーネントよりも優れたパフォーマンスと効率性を備えています。 これらのデバイスは世界中に数え切れないほど数十億台あり、その多くは毎日何時間も動作するため、エネルギーの節約は大幅になります。 GaN および SiC パワー エレクトロニクスの台頭は、白熱灯やその他の従来の照明を GaN LED に置き換えるよりも、最終的には地球の気候に大きなプラスの影響を与えるでしょう。

交流を直流に、またはその逆に変換する必要があるほぼすべての場所で、無駄なワットが少なくなります。 この変換は、携帯電話やラップトップの壁の充電器、電気自動車に電力を供給するはるかに大きな充電器やインバータなどで発生します。 そして、他のシリコンの牙城が新しい半導体に落ちても、同様の節約が生まれるだろう。 無線基地局アンプは、これらの新興半導体が明らかに優れている成長アプリケーションの 1 つです。 気候変動を緩和する取り組みにおいて、電力消費の無駄をなくすことは簡単に実現できる成果であり、これらの半導体はそれを収穫する手段となります。

これは、テクノロジーの歴史におけるよく知られたパターン、つまり 2 つの競合するイノベーションが同時に実現するという新たな例です。 どうやってすべてが解決するのでしょうか？ どのアプリケーションでSiCが主流になり、どのアプリケーションでGaNが主流になるでしょうか? これら 2 つの半導体の相対的な強みを詳しく調べると、確かな手がかりが得られます。

半導体自体について説明する前に、まずなぜ半導体が必要なのかを考えてみましょう。 まず、電力変換はあらゆるところで行われています。 そして、それはスマートフォン、タブレット、ラップトップ、その他数え切れ​​ないほどのガジェットを支える小さな壁の充電器をはるかに超えています。

電力変換は、電気を利用可能な形式から製品がその機能を実行するために必要な形式に変換するプロセスです。 その変換では常に一部のエネルギーが失われますが、これらの製品の一部は継続的に稼働するため、エネルギーの節約は膨大になる可能性があります。 考えてみましょう: カリフォルニア州の経済生産が急増したにもかかわらず、カリフォルニア州の電力消費量は 1980 年からほぼ横ばいでした。 需要が横ばいになった最も重要な理由の 1 つは、冷蔵庫とエアコンの効率がこの期間に大幅に向上したことです。 この改善における唯一最大の要因は、絶縁ゲート バイポーラ トランジスタ (IGBT) およびその他のパワー エレクトロニクスに基づく可変速ドライブの使用であり、これにより効率が大幅に向上しました。

高電圧パワートランジスタの市場では、約400ボルト以下のアプリケーションでは窒化ガリウムデバイスが優勢ですが、800ボルト以上では現在炭化ケイ素が優位に立っています（約2,000ボルトを超える市場は比較的小さい）。 GaN デバイスが改良されるにつれて、400 ～ 1,000 V の間の重要な戦場の状況は変化するでしょう。 たとえば、2025 年に予想される 1,200 V GaN トランジスタの導入により、最も重要な電気自動車用インバータ市場にも戦いが加わることになります。Chris Philpot

SiC と GaN により、排出量を大幅に削減できるようになります。 私が2007年に共同設立したGaNデバイス会社Transphormによる公開データの分析によると、GaNベースの技術だけでも、2041年には米国とインドだけで10億トンを超える温室効果ガスの削減につながる可能性がある。データは国際エネルギー機関、Statista、およびその他の情報源から取得したものです。 同じ分析では、1,400 テラワット時のエネルギー節約が示されており、これはその年の両国の予測エネルギー消費量の 10 ～ 15 パーセントに相当します。

通常のトランジスタと同様に、パワートランジスタは増幅デバイスまたはスイッチとして機能します。 増幅の役割の重要な例は、スマートフォンに送信するために信号を増幅する無線基地局です。 世界中で、これらのアンプのトランジスタの製造に使用される半導体は、横方向拡散金属酸化膜半導体 (LDMOS) と呼ばれるシリコン技術から GaN に移行しつつあります。 新しいテクノロジーには、周波数に応じて電力効率が 10% 以上向上するなど、多くの利点があります。 一方、電力変換アプリケーションでは、トランジスタはアンプとしてではなくスイッチとして機能します。 標準的な技術はパルス幅変調と呼ばれます。 たとえば、一般的なタイプのモーター コントローラーでは、モーターのローターに取り付けられたコイルに直流電気のパルスが供給されます。 これらのパルスは、モーターのステーターの磁場と相互作用する磁場を生成し、ローターを回転させます。 この回転速度はパルスの長さを変更することで制御されます。これらのパルスのグラフは方形波であり、パルスが「オフ」ではなく「オン」である時間が長ければ長いほど、モーターが提供する回転速度とトルクが増加します。 パワートランジスタはオンとオフのスイッチングを実現します。

この記事は、IEEE Spectrum と IEEE Proceedings が共同で作成したもので、同様のバージョンが両方の出版物に掲載されています。

気候変動の抑制における電気技術の役割の詳細については、IEEE Xplore にアクセスできる人は、このトピックに関する完全な特別号をダウンロードできます。

パルス幅変調は、電力変換の最も一般的な例の 1 つであるスイッチング電源でも使用されます。 スイッチング電源は、DC で動作するほぼすべてのパーソナル コンピュータ、モバイル デバイス、および家電製品に電力を供給するために使用されるタイプです。 基本的に、入力 AC 電圧は DC に変換され、その DC は高周波交流方形波に「チョップ」されます。 このチョッピングはパワー トランジスタによって行われ、DC のオンとオフを切り替えることで方形波を生成します。 方形波は変圧器に印加され、変圧器が波形の振幅を変化させて目的の出力電圧を生成します。 安定した DC 出力を得るために、変圧器からの電圧は整流され、フィルター処理されます。

ここで重要な点は、パワー トランジスタの特性によって、回路がパルス幅変調をどの程度適切に実行できるか、つまりコントローラが電圧をどの程度効率的に調整できるかがほぼ完全に決まるということです。 理想的なパワー トランジスタは、オフ状態では、印加電圧が高くても電流の流れを完全に阻止します。 この特性を高絶縁破壊電界強度といい、半導体がどの程度の電圧に耐えられるかを示します。 一方、オン状態では、この理想的なトランジスタは電流の流れに対する抵抗が非常に低くなります。 この特徴は、半導体の結晶格子内の電荷 (電子と正孔) の移動度が非常に高いことに起因します。 破壊電界強度と電荷移動度は、パワー半導体の陰と陽であると考えてください。

GaN トランジスタは、トランジスタを流れる電流のほとんどが電子の電荷ではなく電子の速度によるものであるため、非常に珍しいものです。

GaN と SiC は、置き換えられつつあるシリコン半導体よりもこの理想にはるかに近づいています。 まず、破壊電界強度を考慮します。 GaN と SiC はどちらもワイドバンドギャップ半導体と呼ばれるクラスに属します。 半導体のバンドギャップは、半導体格子内の電子が価電子帯から伝導帯にジャンプするのに必要なエネルギー (電子ボルト) として定義されます。 価電子帯の電子は結晶格子内の原子の結合に関与しますが、伝導帯の電子は格子内を自由に動き回って電気を伝導します。

広いバンドギャップを持つ半導体では、原子間の結合が強いため、通常、結合が切れてトランジスタが故障する前に、材料は比較的高い電圧に耐えることができます。 シリコンのバンドギャップは 1.12 電子ボルトですが、GaN のバンドギャップは 3.40 eV です。 最も一般的なタイプの SiC のバンドギャップは 3.26 eV です。 [以下の表「ワイドバンドギャップの動物園」を参照]

動作速度と高電圧をブロックする能力は、パワー トランジスタの最も重要な特性の 2 つです。 これら 2 つの品質は、トランジスタの製造に使用される半導体材料の重要な物理パラメータによって決まります。 速度は半導体内の電荷の移動度と速度によって決まりますが、電圧阻止は材料のバンドギャップと絶縁破壊場によって確立されます。出典: The Application of Third Generation Semiconductor in Power Industry、Yuqian Zhang、E3S Web of Conferences、Vol. 198 、2020年

ここで移動度を見てみましょう。移動度はセンチメートル平方/ボルト秒 (cm 2/V・s) の単位で表されます。 移動度と電場の積によって電子の速度が求められ、速度が高くなるほど、一定量の移動電荷に対して流れる電流も大きくなります。 シリコンの場合、この数値は 1,450 です。 SiC の場合は約 950 です。 GaN の場合は約 2,000 です。 GaN の値が異常に高いため、電力変換用途だけでなくマイクロ波増幅器にも使用できます。 GaN トランジスタは、一般にシリコン LDMOS の最大値と考えられている 3 ～ 4 GHz をはるかに上回る、100 GHz もの高い周波数で信号を増幅できます。 参考までに、5G のミリ波周波数の最高値は 52.6 GHz です。 この最高の 5G 帯域はまだ広く使用されていませんが、ディッシュ間通信には最大 75 GHz の周波数が導入されており、研究者は現在室内通信用に 140 GHz もの周波数を使用して研究しています。 帯域幅への欲求は飽くなきものです。

これらの性能数値は重要ですが、特定の用途において GaN と SiC を比較するための唯一の基準ではありません。 その他の重要な要素には、デバイスとそれらが統合されるシステムの両方の使いやすさとコストが含まれます。 これらの要因を総合すると、各半導体がどこで、なぜシリコンに取って代わられ始めたのか、そして将来の競争がどのように揺さぶられるのかが説明されます。

シリコンよりも優れた最初の商業的に実行可能な SiC トランジスタは、2011 年に Cree (現 Wolfspeed) によって導入されました。これは 1,200 ボルトをブロックでき、電流を流すときの抵抗は 80 ミリオームとかなり低かったです。 現在、3 種類の SiC トランジスタが市場に出回っています。 ローム社のトレンチ MOSFET (金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ) があります。 Infineon Technologies、ON Semiconductor Corp.、STMicroelectronics、Wolfspeed などの DMOS (二重拡散 MOS)。 そしてQorvoの垂直接合電界効果トランジスタ。

SiC MOSFET の大きな利点の 1 つは、従来のシリコン MOSFET との類似性であり、パッケージングさえも同一です。 SiC MOSFET は、通常のシリコン MOSFET と基本的に同じように動作します。 ソース、ゲート、ドレインがあります。 デバイスがオンのとき、電子は高濃度にドープされた n 型ソースから低濃度にドープされたバルク領域を通って流れ、その後導電性基板を通って「排出」されます。 この類似性は、エンジニアが SiC に切り替える際の学習曲線がほとんどないことを意味します。

GaN と比較して、SiC には他の利点もあります。 SiC MOSFET は本質的に「フェールオープン」デバイスです。つまり、何らかの理由で制御回路に障害が発生すると、トランジスタは電流の導通を停止します。 これは重要な機能です。この特性により、障害が短絡や火災または爆発につながる可能性が大幅に排除されるためです。 (ただし、この機能の代償として電子移動度が低下し、デバイスのオン時の抵抗が増加します。)

GaN には独自の利点があります。 この半導体は、2000 年に発光ダイオードと半導体レーザーの市場で初めて商業的な地位を確立しました。 これは、明るい緑、青、紫、紫外光を確実に発光できる最初の半導体でした。 しかし、オプトエレクトロニクスにおけるこの商業的ブレークスルーのずっと前に、私と他の研究者はすでに高出力エレクトロニクスにおけるGaNの可能性を実証していました。 GaN LED は、効率的な照明の隙間を埋めるため、すぐに普及しました。 しかし、エレクトロニクス用のGaNは、既存の技術、特にパワーエレクトロニクス用のインフィニオンのシリコンCoolMOSトランジスタ、高周波エレクトロニクス用のシリコンLDMOSおよびガリウムヒ素トランジスタよりも優れていることを証明する必要がありました。

GaN の主な利点は、その極めて高い電子移動度です。 電流、つまり電荷の流れは、電荷の濃度とその速度の積に等しい。 したがって、高濃度または高速、またはその 2 つの組み合わせにより、大電流が得られることがあります。 GaN トランジスタは、デバイスを流れる電流のほとんどが電荷の集中ではなく電子の速度によるものであるため、珍しいものです。 これが実際に意味することは、Si または SiC と比較して、デバイスをオンまたはオフに切り替えるためにデバイスに流入する必要がある電荷が少なくなるということです。 これにより、各スイッチング サイクルに必要なエネルギーが削減され、高効率に貢献します。

窒化ガリウム トランジスタの 2 つの主要なタイプのうちの 1 つは、エンハンスメント モード デバイスと呼ばれます。 約 6 ボルトで動作するゲート制御回路を使用してメイン スイッチング回路を制御しますが、制御回路がオフの場合は 600 V 以上をブロックできます。 デバイスがオンのとき (ゲートに 6 V が印加されているとき)、電子は 2 次元電子ガスと呼ばれる平坦な領域をドレインからソースに流れます。 この領域では、電子の移動性が非常に高く、これが非常に高いスイッチング速度を可能にする要因となり、窒化アルミニウムガリウムの障壁の下に閉じ込められます。 デバイスがオフになると、ゲートの下の領域では電子が枯渇し、ゲートの下の回路が切断され、電流の流れが止まります。Chris Philpot

一方、GaN の高い電子移動度により、1 ナノ秒あたり 50 ボルト程度のスイッチング速度が可能になります。 この特性は、シリコンや SiC の約 100 キロヘルツとは対照的に、GaN トランジスタをベースとしたパワーコンバータが数百キロヘルツの周波数で効率的に動作することを意味します。

総合すると、高効率と高周波により、GaN デバイスをベースにしたパワーコンバータを非常に小型かつ軽量にすることができます。高効率とはヒートシンクが小さくなることを意味し、高周波で動作するということは、インダクタとコンデンサも非常に小さくできることを意味します。

GaN 半導体の欠点の 1 つは、信頼性の高い絶縁体技術がまだ確立されていないことです。 これにより、フェールセーフ、つまり制御回路が故障した場合にフェールオープンするデバイスの設計が複雑になります。

このノーマリオフ特性を実現するには 2 つのオプションがあります。 1 つは、ゲートに電圧が印加されていないときにチャネル内の電荷を除去し、ゲートに正の電圧が印加された場合にのみ電流を流すタイプのゲートをトランジスタに装備することです。 これらはエンハンスメント モード デバイスと呼ばれます。 これらは、EPC、GaN Systems、Infineon、Innoscience、Navitas などによって提供されています。 [図「エンハンスメントモードGaNトランジスタ」を参照]

もう 1 つのオプションはカスコード ソリューションと呼ばれます。 別個の低損失シリコン電界効果トランジスタを使用して、GaN トランジスタにフェイルセーフ機能を提供します。 このカスコード ソリューションは、Power Integrations、Texas Instruments、および Transphorm によって使用されています。 [図「カスコードディプレッションモードGaNトランジスタ」を参照]

安全のため、パワー トランジスタの制御回路が故障した場合、電流が流れないオープン状態になる必要があります。 窒化ガリウムデバイスには、高電圧遮断状態と通電状態の両方で信頼性のあるゲート絶縁材料が欠けているため、これは課題です。 カスコード デプレッション モードと呼ばれる 1 つの解決策は、シリコン電界効果トランジスタ (FET) の低電圧信号を使用して、窒化ガリウム高電子移動度トランジスタのはるかに大きな電圧を制御します [上記右]。 制御回路が故障すると、FET のゲートの電圧がゼロに低下し、電流が流れなくなります (左上)。 FET が電流を通さなくなると、複合デバイスのドレインとソースの間に閉回路が存在しなくなるため、窒化ガリウム トランジスタも導通を停止します。 クリス・フィルポット

コストを考慮せずに半導体を比較することはできません。 大まかな経験則では、ダイ サイズが小さいほどコストが低くなります。 ダイ サイズは、デバイスを含む集積回路の物理領域です。

現在、SiC デバイスは一般的に GaN デバイスよりも小さなダイを備えています。 ただし、SiC の基板と製造のコストは GaN のコストよりも高く、一般に、5 キロワット以上のアプリケーションの最終デバイスのコストは今日でもそれほど変わりません。 ただし、将来の傾向は GaN に有利になる可能性があります。 私は、GaN デバイスが比較的単純であることに基づいてこの考えを立てています。これは、大きなダイ サイズを克服するのに十分なほど製造コストが低いことを意味します。

とはいえ、GaN が高電圧も必要とする多くの高出力アプリケーションで使用できるようにするには、1,200 V 定格のコスト効率の高い高性能デバイスが必要です。結局のところ、その電圧で利用可能な SiC トランジスタはすでに存在します。 現在、市販されている最も近い GaN トランジスタの定格は 900 V で、私が Primit Parikh と共同設立した Transphorm によって製造されています。 最近では、サファイア基板上に製造され、SiC デバイスと同等の電気的性能と熱的性能の両方を備えた 1,200 V デバイスも実証しました。

調査会社 Omdia の 1,200 V SiC MOSFET の予測では、2025 年の価格はアンペアあたり 16 セントになります。私の推定では、GaN 基板のコストが下がったため、2025 年の第 1 世代の 1,200 V GaN トランジスタの価格は同等の SiC よりも小さいこと。 もちろん、これは単なる私の意見です。 数年以内にこれがどのように変化するかは誰もが確実に知るでしょう。

これらの相対的な利点と欠点を念頭に置いて、個々のアプリケーションを 1 つずつ検討し、状況がどのように発展するかを明らかにしてみましょう。

•電気自動車のインバータおよびコンバータ : テスラが 2017 年にモデル 3 の車載インバーターまたはトラクション インバーターに SiC を採用したことは、半導体業界にとって初期かつ大きな勝利でした。 EV では、トラクション インバーターがバッテリーからの DC をモーター用の AC に変換します。 インバーターは、交流の周波数を変化させることによってモーターの速度も制御します。 ニュース報道によると、現在、メルセデス・ベンツとルシッド・モーターズも自社のインバーターにSiCを使用しており、他のEVメーカーも次期モデルにSiCを使用することを計画しているという。 SiC デバイスは、Infineon、OnSemi、Rohm、Wolfspeed などによって供給されています。 EV トラクション インバータは通常、小型 EV の約 35 kW ～ 100 kW から大型車両の約 400 kW までの範囲にあります。

ただし、このコンテストを SiC のコンテストと呼ぶのは時期尚早です。 先ほど述べたように、この市場に参入するには、GaN サプライヤーは 1,200 V デバイスを提供する必要があります。 現在、EV の電気システムは通常わずか 400 ボルトで動作しますが、ポルシェ タイカンには、アウディ、ヒュンダイ、キアの EV と同様に 800 V システムが搭載されています。 他の自動車メーカーも今後数年間で彼らに続くことが予想されます。 (Lucid Air には 900 V システムが搭載されています。) 2025 年には最初の 1,200 V GaN トランジスタが商用化されると予想しています。これらのデバイスは車両だけでなく、公共の高速 EV 充電器にも使用されるでしょう。

GaN で可能な高速スイッチング速度は、EV インバータにおいて強力な利点となります。これは、これらのスイッチがいわゆるハードスイッチ技術を採用しているためです。 ここで、パフォーマンスを向上させる方法は、オンからオフに非常に高速に切り替えて、デバイスが高電圧を保持し、大電流を流している時間を最小限に抑えることです。

EV には通常、インバータのほかに、車載充電器 、AC を DC に変換することで、壁 (主電源) 電流から車両を充電できるようになります。 ここでも、GaN はインバータに適しているのと同じ理由で、非常に魅力的です。

•電力網への応用 : 定格 3 kV 以上のデバイス向けの超高電圧電力変換は、少なくとも今後 10 年間は SiC の分野であり続けるでしょう。 これらのアプリケーションには、送電網の安定化を支援するシステム、AC を DC に変換し、再び送電レベルの電圧に戻すシステム、およびその他の用途が含まれます。

•携帯電話、タブレット、ノートパソコンの充電器 ：2019年から、GaNベースの壁面充電器がGaN Systems、Innoscience、Navitas、Power Integrations、Transphormなどの企業から市販されるようになりました。 GaN はスイッチング速度が高く、一般的にコストが低いため、低電力市場 (25 ～ 500 W) での主流となっており、小型サイズと堅牢なサプライ チェーンとともにこれらの要素が最も重要です。 これらの初期の GaN パワーコンバータは、スイッチング周波数が 300 kHz と高く、効率が 92 パーセントを超えていました。 これらは、電力密度の記録を打ち立て、立方インチあたり 30 W (1.83 W/cm3) という高い数値を示しました。これは、置き換えられるシリコンベースの充電器の密度の約 2 倍です。

自動化されたプローブ システムは高電圧を印加して、ウェーハ上のパワー トランジスタをストレス テストします。 Transphorm の自動システムは、約 500 個のダイを 1 つずつ数分でテストします。 ピーター・アダムス

•太陽光発電用マイクロインバータ ：太陽光発電は近年、グリッド規模と分散型（家庭用）用途の両方で普及しています。 設置するたびに、ソーラーパネルからの DC を AC に変換して家庭に電力を供給したり、電力を送電網に供給したりするためにインバーターが必要です。 現在、グリッドスケールの太陽光発電インバータは、シリコン IGBT と SiC MOSFET の分野です。 しかし、GaNは特に分散型太陽光発電市場に進出し始めるだろう。

従来、このような分散設置では、すべてのソーラー パネルに 1 つのインバーター ボックスが使用されていました。 しかし、パネルごとに個別のマイクロインバータがあり、家に電力を供給したり送電網に電力を供給したりする前にACを組み合わせるシステムを設置業者が好むようになっています。 このようなセットアップは、アレイ全体のパフォーマンスを最適化するために、システムが各パネルの動作を監視できることを意味します。

マイクロインバータまたは従来のインバータ システムは、現代のデータセンターにとって不可欠です。 バッテリーと組み合わせると、無停電電源装置停電を防ぐため。 また、すべてのデータセンターでは、電源の交流波形を調整して効率を向上させ、機器に損傷を与える可能性のある特性を除去する力率補正回路を使用しています。 これらに対して、GaN は低損失で経済的なソリューションを提供し、シリコンに徐々に取って代わりつつあります。

•5Gおよび6G基地局 ：GaN の優れた速度と高電力密度により、マイクロ波領域、特に 5G および 6G 無線、商用および軍事レーダーのアプリケーションで勝利し、最終的には優位に立つことができます。 ここでの主な競争相手はシリコン LDMOS デバイスのアレイであり、これらは安価ではありますが、性能は低くなります。 実際、GaN には 4 GHz 以上の周波数では本当の競合相手はいません。

5G および 6G ワイヤレスの場合、ハードウェアが効率的に送信できる情報量が決まるため、重要なパラメータは帯域幅です。 次世代 5G システムは 1 GHz 近くの帯域幅を備え、超高速のビデオやその他のアプリケーションを可能にします。

シリコン・オン・インシュレーター技術を使用したマイクロ波通信システムは、高周波シリコン・デバイスを使用した 5G+ ソリューションを提供し、各デバイスの低出力電力はそれらの大きなアレイによって克服されます。 この空間ではしばらくGaNとシリコンが共存することになる。 特定のアプリケーションにおける勝者は、システム アーキテクチャ、コスト、パフォーマンスのトレードオフによって決まります。

•レーダー ：米軍は、GaNエレクトロニクスをベースにした多くの地上レーダーシステムを配備しています。 これらには、ノースラップ・グラマン社が米国海兵隊向けに製造した地上/航空タスク指向レーダーとアクティブ電子スキャンアレイレーダーが含まれます。 レイセオンの SPY6 レーダーは米国海軍に納入され、2022 年 12 月に初めて海上でテストされました。このシステムは艦載レーダーの射程と感度を大幅に拡張します。

現在、SiC は EV インバータで主流となっており、一般に電圧遮断能力と電力処理が最重要視される場合や周波数が低い場合には主流となっています。 GaN は、5G および 6G の基地局、レーダー、コンセント アダプタ、マイクロインバータ、電源などの高周波電力変換アプリケーションなど、高周波性能が重要な場合に推奨されるテクノロジーです。

しかし、GaN と SiC の間の綱引きはまだ始まったばかりです。 アプリケーションごと、市場ごとに競争がどのように展開されるかに関係なく、地球環境は勝者になると確信できます。 技術の代替と活性化の新たなサイクルが容赦なく進むにつれて、今後数年間で無数の数十億トンの温室効果ガスが回避されるでしょう。