Semiconductores: el mercado de obleas de arseniuro de galio / nitruro de galio está creciendo mucho menos rápidamente que sus mercados finales móviles de mano. ¿Por qué los vendedores de obleas GaAs / GaN no pueden ver ingresos crecientes junto con el resto de la cadena de valor?

Answer 1

GaAs y GaN son caros en este momento, y el procesamiento industrial de los materiales no está tan invertido como el procesamiento industrial de silicio.

La aplicación principal para dispositivos móviles que se beneficia de GaAs son los receptores frontales de RF. Como GaAs tiene una mayor movilidad de electrones, los transistores de tipo n hechos de GaAs pueden tener mayor ganancia a altas frecuencias. El nitruro de galio es aún mejor, pero mucho más caro.

Además, los mejores receptores de RF de front-end no solo están hechos de GaAs, son transistores bipolares de heterounión o HBT, que pueden tener grandes características de ganancia a velocidades fantásticamente altas.

Pero un mejor rendimiento de RF no es lo que impulsa el mercado móvil. Lo que impulsa el mercado móvil son principalmente procesadores de aplicaciones. El rendimiento de RF es lo suficientemente bueno como para que a nadie le importe pagar mucho más por un mejor rendimiento, y en ese caso el precio es lo que más importa.

Entonces, en lugar de aumentar los GaAs más caros para satisfacer la demanda, simplemente hemos mejorado nuestros procesos de silicio para brindarnos un rendimiento “suficientemente bueno” a un precio más bajo.

Afortunadamente, los GaAs siempre tendrán un lugar en el mercado de LED, ya que la brecha de banda indirecta del silicio significa que no puedes sacarle luz.
Láser de silicio híbrido

Oh espera . . .

Ah, y aún más “oh, espera”:

Láser de cascada cuántica

Los QCL también pueden permitir la operación del láser en materiales que tradicionalmente se considera que tienen malas propiedades ópticas. Los materiales indirectos de banda prohibida como el silicio tienen energías mínimas de electrones y huecos a diferentes valores de momento. Para las transiciones ópticas entre bandas, las portadoras cambian el impulso a través de un proceso de dispersión lento e intermedio, reduciendo drásticamente la intensidad de emisión óptica. Sin embargo, las transiciones ópticas entre subbandas son independientes del impulso relativo de la banda de conducción y los mínimos de la banda de valencia, y se han hecho propuestas teóricas para los emisores de cascada cuántica Si / SiGe.

Answer 2

Estos dispositivos no son mayoría en el teléfono. Además, los fabricantes de teléfonos presionan la cadena de suministro para reducir el precio con cada nuevo pedido y la nueva generación de productos. Entonces, los tamaños de los troqueles tienden a reducirse. Si realiza un seguimiento de los ingresos de los fabricantes de dispositivos GaAs, en general, han aumentado con la mayor producción de teléfonos, sin embargo, no al mismo ritmo (si integra todos sus ingresos) debido a algunos de los mismos factores mencionados anteriormente. Los teléfonos inteligentes requerían ~ 4 veces más GaAs mueren en sus sistemas integrados que los teléfonos con funciones tradicionales (solo llamadas y mensajes de texto), sin embargo, esto era predominantemente cierto hasta aproximadamente 2011 … Para entonces, se descubrió que los dispositivos Silicon SOI eran altamente adaptables y menos costosos que la mayoría de los conmutadores GaAs que de otro modo estaban en uso. Como resultado, desde mediados de 2011 hasta alrededor de 2013, el SOI de silicio y algunos dispositivos complementarios no GaAs) invadieron lo que entonces era el dominio GaAa en la sección de transmisión / recepción Rf de la mayoría de los teléfonos inteligentes. Hoy, siento que la transición se ha estabilizado y la relación GaAa en los teléfonos inteligentes en comparación con los teléfonos con funciones tradicionales (solo llamadas y mensajes de texto) ha disminuido a una relación de 2.5 a 1. Nuevamente, la tecnología del amplificador GaAs está cambiando y mejorando y los fabricantes de dispositivos son “presionados” por los productores de dispositivos para reducir el tamaño de la matriz, mejorar la eficiencia (duración de la batería) y reducir los costos con cada nuevo producto. Se cree que la contracción de los troqueles en combinación con la dinámica de sustitución de Si descrita anteriormente se ha combinado para dar como resultado un mercado de demanda plana de obleas de GaAs en los últimos años.

Answer 3

1. La tecnología de semiconductores depende de la tecnología GaAs y GaN ya que estos materiales son demasiado costosos.
2. El procesamiento de GaAs y GaN no es tan fácil como la tecnología Si.
3. Para fabricar los dispositivos de GaAs y GaN, necesitamos instrumentos de alta estandarización como MBE, MOCVD que requirieron un cuidado especial. El costo resultante de los dispositivos producidos aumenta.
El costo es el factor principal, para liderar el mercado. ahora hay muchos días de material disponible, que tienen el potencial de reemplazar GaAs y GaN. y este material también puede procesarlo en su habitación.

GaAs y GaN solo se usan para aplicaciones específicas como defensa y espacio. En el futuro, GaN y GaAs también reemplazarán el nuevo material que viene.

Las razones anteriores son la respuesta a su pregunta.

Answer 4

Supongo que se encontraría una respuesta convincente bajo el título “Ventajas de silicio” en esta página:
Arseniuro de galio