Кремний уходит: что такое полупроводники третьего поколения

Десятилетиями кремний оставался бесспорным лидером в производстве микросхем. Однако на сцену выходят «широкозонные полупроводники» (Wide Bandgap Semiconductors) — карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN). Эти материалы, представляющие третье поколение чипов, способны выдерживать гораздо более высокие температуры и напряжения, чем традиционный кремний.

Как отмечает TechCrunch, мировой спрос на чипы из карбида кремния переживает взрывной рост. Особенно активно их внедряют производители электромобилей, в том числе Tesla. Согласно данным издания, SiC позволяет уменьшить размер преобразователей и повысить их КПД до 90%. Это означает более быструю зарядку аккумуляторов и увеличенное время работы устройств. Данный технологический сдвиг считается фундаментом для создания устойчивой энергетической инфраструктуры и более компактной, мощной электроники.

Энергоэффективность и термостойкость

Главное преимущество нитрида галлия и карбида кремния — способность передавать электричество с минимальными тепловыми потерями. В традиционном кремнии значительная часть энергии рассеивается в виде тепла. В чипах третьего поколения платы остаются холодными даже под высокой нагрузкой. Это позволяет производителям отказаться от громоздких систем охлаждения и создавать очень маленькие настенные зарядные устройства мощностью 100 Вт и выше, способные одновременно и быстро заряжать ноутбук и смартфон.

Как это меняет повседневную жизнь

Обычный пользователь может заметить эффект от новых полупроводников в нескольких аспектах:

• Зарядные устройства на GaN: они вдвое меньше старых аналогов, но обеспечивают удвоенную мощность зарядки.
• Увеличенный запас хода электромобилей: более эффективные преобразователи энергии потребляют меньше заряда батареи.
• Стабильная работа Wi-Fi и 5G: роутеры на новых чипах лучше справляются с высокими нагрузками передачи данных.
• Долговечность аккумуляторов в портативных устройствах: снижение тепловых потерь при выполнении сложных операций.