- Mitsubishi Electric اكتشفت أن عيوب البلورات تؤثر على استقرار ترانزستورات GaN عالية التردد.
- يمكن لركائز GaN أن تقلل بشكل فعال من ظاهرة انتشار التردد، مما يحسن أداء الترانزستورات.
- قد تقلل التقنية الجديدة من الحاجة إلى التصحيح الرقمي، مما يقلل من استهلاك الطاقة في الأجهزة.
- لم تقدم الشركة بيانات محددة أو مقارنة مع تقنيات أخرى.
أفادت Mitsubishi Electric بأنها قد حددت كيفية تأثير عيوب البلورات على استقرار ترانزستورات GaN عالية التردد، وأظهرت أن الركائز المصنوعة من GaN يمكن أن تقلل بشكل كبير من هذا التأثير. وقد أعلنت الشركة عن هذه النتائج في 9 نوفمبر. تُعرف هذه الظاهرة باسم انتشار التردد، مما يعني أن تيار الجهاز وخصائصه الأخرى تتغير مع تردد التشغيل، وبالتالي فإن استجابة الجهاز عند ترددات مختلفة ليست متسقة، مما يجعل تشغيله غير مستقر. للتعويض، تحتاج الأجهزة إلى دوائر تصحيح رقمي معقدة، وأشارت الشركة إلى أن ذلك سيزيد من حجم النظام ويزيد من فقد الطاقة. وأوضحت الشركة أن معظم ترانزستورات GaN تُصنع عن طريق نمو طبقة رقيقة من GaN أحادي البلورة على ركيزة من SiC، والتي تتمتع بقدرة فعالة على توصيل الحرارة، مما يجعل الشركات المصنعة تختارها.
ومع ذلك، فإن خصائص هذين المادتين مختلفة، مما يجعل من المستحيل تجنب عيوب البلورات عند تشكيل الطبقات. وأشارت الشركة إلى أن هذه العيوب تبطئ من سرعة الإلكترونات عند الترددات العالية.
مزايا ركيزة GaN
في مشروع تم تكليفه من قبل وزارة البيئة اليابانية، أجرت الشركة اختبارات على ترانزستورات مصنوعة بالكامل من ركائز GaN، والتي يمكن معالجتها بشكل منفصل. وفقًا لما نشرته Mitsubishi Electric، ستجمع الشركة نتائج القياس مع طريقة جديدة لتحليل الدوائر تأخذ في الاعتبار استجابة العيوب للإشارات الخارجية. منذ عام 2024، شاركت الشركة في مشروع مكونات ومواد تقليل انبعاثات CO2 في هذا القطاع، وأشارت إلى أن الشركات اليابانية تتمتع بميزة خاصة في مجال ركائز GaN. وأوضحت الشركة أن الاختبارات أظهرت أنه يمكن تقليل انتشار التردد على ركائز GaN، وأن الترانزستورات الناتجة تتمتع بخصائص تردد مسطحة.
تأثير التقنية وآفاق التطبيق
بعبارة بسيطة، يعني ذلك أن سلوك الأجهزة عند ترددات مختلفة سيكون متشابهًا، مما قد يقلل من الحاجة إلى التصحيح. سيمكن ذلك الشركات المصنعة من تبسيط دوائر التصحيح الرقمي التي كانت ضرورية في الماضي، مما يساعد على تقليل حجم الأجهزة عالية التردد وتقليل استهلاك الطاقة.
لم تقدم النشرة أي بيانات محددة حول مدى تقليل انتشار التردد أو نتائج اختبار الترانزستورات. وأشارت الشركة إلى أن أنظمة التسخين الميكروويف الصناعية يمكن استخدامها في إعادة التدوير الكيميائي، لتحويل البلاستيك المهدور إلى مواد كيميائية، كما تم الإشارة إلى محطات 5G و6G وأنظمة الرادار. وقد ارتفعت الحاجة إلى ترانزستورات GaN عالية القدرة وعالية الكفاءة بسرعة في السنوات الأخيرة. ومع ذلك، لا تزال هناك عدة نقاط لم يتم تأكيدها. جميع الادعاءات تأتي من الشركة، ولم تقدم النشرة مواصفات الأجهزة أو بيانات مقارنة مع ترانزستورات GaN-on-SiC. كما لم يُذكر ما إذا كانت هذه الدراسة قد خضعت لمراجعة الأقران، ولم يتم تقديم جدول زمني للمنتجات التجارية، ولم تُذكر أسماء الباحثين أو نطاق ترددات الاختبار.
تدعي الشركة أن بحثها هو الأول من نوعه عالميًا، استنادًا إلى تقييم ذاتي تم من خلال البحث عن 156 ورقة بحثية عبر Google Scholar في 26 أكتوبر. كما لم تُذكر في النشرة مقارنة أداء ركائز GaN مع SiC في مجال التبريد، وهو السبب الذي جعل SiC يصبح معيارًا.
تخطط Mitsubishi Electric للإعلان عن تفاصيل في الندوة الدولية حول أشباه الموصلات النيتريدية التي ستعقد في مركز مؤتمرات قلعة كوماموتو في اليابان من 8 إلى 13 نوفمبر 2026. وقد أعلنت الشركة عن هذا الخبر تحت الرقم 3953.
اختراق Mitsubishi Electric التكنولوجي وطلب السوق
مع تزايد الطلب على ترانزستورات GaN عالية القدرة وعالية الكفاءة، تُعد أبحاث Mitsubishi Electric مهمة لتطوير الأجهزة عالية التردد في المستقبل. من خلال تحسين تقنية الركيزة، تمكنت الشركة من معالجة مشكلة عدم الاستقرار التي كانت تواجهها الترانزستورات عند التشغيل بترددات عالية، مما سيساعد على تقليل حجم الأجهزة وتقليل استهلاك الطاقة، بما يتماشى مع الطلب الحالي في السوق على تقنيات توفير الطاقة. ومع ذلك، فإن نقص البيانات المحددة وشفافية مراجعة الأقران قد يؤثر على ثقة الصناعة في تقنيتها.