النشرات الإخبارية

شركة Mitsubishi Electric تطور أول وحدة GaN-HEMT متعددة الخلايا على مستوى العالم بحيث ترتبط مباشرة بركيزة مصنوعة من الماسستثمر عن زيادة كفاءة استهلاك الطاقة والموثوقية لأجهزة الميكروويف الإلكترونية في مختلف المجالات

إن هذا النص ترجمة للنص الإنجليزي الرسمي لهذا الإصدار الجديد، وقد تم تزويده للرجوع إليه بسهولة عند الحاجة. يرجى الرجوع إلى النص الإنجليزي الأصلي للحصول على التفاصيل و/أو المواصفات الخاصة. في حال وجود أي تعارض، فيجب اتباع محتوى الإصدار الإنجليزي الأصلي.

بالنسبة للنشرة الفورية رقم ٣٢٩٨

طوكيو، ٢ سبتمبر ٢٠١٩ - أعلنت شركة Mitsubishi Electric Corporation (طوكيو: ٦٥٠٣) اليوم أنها نجحت، من خلال التعاون مع مركز الأبحاث للهندسة الصغرية والنظم الميكانيكيّة الكهربائية الصغرية (MEMS) واسعة الانتشار، التابع للمعهد الوطني للعلوم الصناعية والتكنولوجيا المتقدمة (AIST)، في تطوير ترانزستور قائم على الحركة الإلكترونية العالية مصنوع من نتريد الغاليوم (GaN-HEMT) في هيكل متعدد الخلايا (خلايا وحدات ترانزستور متعددة موضوعة بشكل متوازٍ) بحيث يرتبط مباشرة بركيزة مصنوعة من الماس أحادي الكريستال تتسم بقدرتها على التوصيل الحراري العالي للتبديد الحراري. كما أن الرابطة المباشرة بين وحدة GaN-HEMT متعددة الخلايا والركيزة المصنوعة من الماس أحادي الكريستال تُعد الأولى من نوعها على مستوى العالم.^* وستعمل وحدة GaN-on-Diamond HEMT الجديدة على تحسين كفاءة القدرة المضافة للمضخمات عالية الطاقة في المحطات القاعدية لاتصالات الأجهزة المحمولة وأنظمة اتصالات الأقمار الصناعية، مما يساهم في الحد من استهلاك الطاقة. كما ستعمل Mitsubishi Electric على تحسين وحدة GaN-on-Diamond HEMT قبل إطلاقها التجاري المقرر بدؤه في عام ٢٠٢٥.

* وفقًا للبحث الذي أجرته شركة Mitsubishi Electric اعتبارًا من ٢ سبتمبر ٢٠١٩

تم الإعلان عن هذا الإنجاز البحثي للمرة الأولى في المؤتمر الدولي المعني بمواد وأجهزة الحالة الصلبة (SSDM) المنعقد حاليًا في جامعة ناجويا في اليابان من ٢ إلى ٥ سبتمبر.

منظر علوي لوحدة GaN-on-Diamond HEMT الجديدة وهيكل الخلية
مقطع عرضيّ لوحدة GaN-on-Diamond HEMT الجديدة

تولّت Mitsubishi Electric تصميم وحدة GaN-on-Diamond HEMT وتصنيعها وتقييمها وتحليلها بينما تولّى معهد AIST تطوير تقنية الرابطة المباشرة. وقد ساهمت النتائج المستخلصة من مشروع نُفِّذ بتكليف من منظمة الطاقة الجديدة وتطوير التقنيات الصناعية (NEDO) في تحقيق هذا الإنجاز.

الميزات الرئيسية

1)أول وحدة GaN-HEMT على مستوى العالم بهيكل متعدد الخلايا بحيث ترتبط مباشرة بركيزة مصنوعة من الماس
إن معظم وحدات GaN-HEMT الحالية التي تستخدم ركيزة مصنوعة من الماس من أجل تبديد الحرارة يتم إنشاؤها باستخدام طبقة رقيقة تقيلية من نتريد الغاليوم بحيث يتم نزع الركيزة المصنوعة من السيليكون منها وترسيب الماس عليها في درجة حرارة عالية. وبعد ذلك يتم تصنيع وحدات HEMT على الركيزة المصنوعة من الماس لرقاقة نتريد الغاليوم المسطحة. ولكن نظرًا لأن معاملي التمدد الحراري لكل من نتريد الغاليوم والماس مختلفان، قد تنحني الرقاقة بدرجة كبيرة أثناء عملية التصنيع مما يجعل من الصعب تصنيع وحدات GaN-HEMT كبيرة الحجم ذات الخلايا المتعددة.

وأثناء هذا البحث، تم نزع الركيزة المصنوعة من السيليكون من وحدة GaN-HEMT متعددة الخلايا التي تم تصنيعها باستخدام ركيزة مصنوعة من السيليكون؛ وبعد ذلك، تم صقل السطح الخلفي من وحدة GaN-HEMT لكي تصبح نحيفة ومسطحة بدرجة أكبر، وفي النهاية، تم لصق هذه الوحدة مباشرة على ركيزة مصنوعة من الماس باستخدام طبقة التصاق فائقة الصغر. وتم استخدام هيكل متعدد الخلايا لمحاذاة خلايا الترانزستور الثماني من النوع الموجود في المنتجات الفعلية بشكل متوازٍ. وأخيرًا، تم تصنيع أول وحدة GaN-on-Diamond HEMT متعددة الخلايا على مستوى العالم باستخدام ركيزة مصنوعة من الماس أحادي الكريستال لديها القدرة على تبديد الحرارة بكفاءة عالية.
2)خرج أحسن وكفاءة أفضل في استهلاك الطاقة لنطاق واسع من موجات الراديو ومن أجل تعزيز المحافظة على الطاقة، بالمقارنة مع وحدة GaN-HEMT الأولية التي لديها الهيكل ذاته على ركيزة مصنوعة من السيليكون
باستخدام ماس أحادي الكريستال (توصيل حراري يبلغ ١٩٠٠ واط/متر كلفن) للتبديد الحراري الفائق، يمكن منع التحلل الحراري، من خلال خفض ارتفاع درجة حرارة وحدة GaN-HEMT من ٢١١٫١ درجة مئوية إلى ٣٥٫٧ درجة مئوية. وذلك يزيد الخرج لكل بوابة من ٢٫٨ واط/ميلليمتر إلى ٣٫١ واط/ميلليمتر بالإضافة إلى زيادة كفاءة استهلاك الطاقة من ٥٥٫٦ بالمئة إلى ٦٥٫٢ بالمئة، مما يعزز من المحافظة على الطاقة بدرجة كبيرة.