日本廠商研發(fā)鉆石半導(dǎo)體取得新進(jìn)展

作者 | 發(fā)布日期 2024 年 09 月 18 日 18:00 | 分類 產(chǎn)業(yè)

9月16日,據(jù)臺(tái)媒報(bào)道,鉆石功率半導(dǎo)體由合成鉆石制成,由于熱導(dǎo)性和其他特性,被稱為“終極半導(dǎo)體材料”。其性能比現(xiàn)有材料超出一個(gè)量級(jí),隨著日本廠商研究取得進(jìn)展,鉆石功率半導(dǎo)體正逐漸接近商業(yè)化。

圖片來源:拍信網(wǎng)正版圖庫

據(jù)報(bào)道,鉆石特別適合用于功率半導(dǎo)體,因?yàn)槠潆姎鈴?qiáng)度約是硅的33倍。鉆石功率半導(dǎo)體可在約五倍熱的環(huán)境中運(yùn)行,電力損耗可減少到硅制產(chǎn)品的五萬分之一。

碳化硅和氮化鎵同樣也是備受關(guān)注的下一代半導(dǎo)體材料,但鉆石性能遠(yuǎn)高于兩者。以巴利加優(yōu)值(Baliga figure of merit,BFOM)來看,鉆石性能是碳化硅的80倍以上,是氮化鎵的10倍以上。

鉆石半導(dǎo)體有望用于需要大量穩(wěn)定電源的應(yīng)用,包括電動(dòng)車、飛行汽車和發(fā)電站;其耐高溫和抗輻射特性也有望用于核能和太空等領(lǐng)域。然而,鉆石作為半導(dǎo)體材料也面臨諸多困難,如硬度關(guān)系,很難按電子設(shè)備所需的精度進(jìn)行研磨和加工,同時(shí)長時(shí)間用于半導(dǎo)體也可能變質(zhì),此外成本也影響商業(yè)化進(jìn)程。

但據(jù)日經(jīng)報(bào)導(dǎo),隨著長時(shí)間發(fā)展,鉆石半導(dǎo)體有望明年至?2030?年間進(jìn)入商業(yè)化階段,日本廠商在該研發(fā)領(lǐng)域進(jìn)展較快。

2023?年,日本佐賀大學(xué)團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)世界上第一個(gè)采用鉆石半導(dǎo)體的功率電路;東京精密元件制造商Orbray已開發(fā)2英寸鉆石晶片的量產(chǎn)技術(shù),很快將開發(fā)4英寸晶圓;日本初創(chuàng)公司Power Diamond Systems開發(fā)出一種鉆石元件,可處理世界領(lǐng)先的6.8安培電流,計(jì)劃幾年內(nèi)開始出樣品;另外一家初創(chuàng)公司Ookuma Diamond Device在福島縣建廠,將量產(chǎn)鉆石半導(dǎo)體,目標(biāo)2026財(cái)年開始營運(yùn)。

值得一提的是,研究制造精密設(shè)備的JTEC Corporation擁有電漿拋光高硬度材料表面的獨(dú)特技術(shù),其已成功拋光世界領(lǐng)先尺寸的單晶鉆石基礎(chǔ)材料,并獲得加工鉆石材料的開發(fā)設(shè)備訂單。(集邦化合物半導(dǎo)體整理)

更多SiC和GaN的市場資訊,請(qǐng)關(guān)注微信公眾賬號(hào):集邦化合物半導(dǎo)體。