9月16日,據(jù)臺媒報道,鉆石功率半導體由合成鉆石制成,由于熱導性和其他特性,被稱為“終極半導體材料”。其性能比現(xiàn)有材料超出一個量級,隨著日本廠商研究取得進展,鉆石功率半導體正逐漸接近商業(yè)化。
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據(jù)報道,鉆石特別適合用于功率半導體,因為其電氣強度約是硅的33倍。鉆石功率半導體可在約五倍熱的環(huán)境中運行,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注的下一代半導體材料,但鉆石性能遠高于兩者。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。
鉆石半導體有望用于需要大量穩(wěn)定電源的應用,包括電動車、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域。然而,鉆石作為半導體材料也面臨諸多困難,如硬度關系,很難按電子設備所需的精度進行研磨和加工,同時長時間用于半導體也可能變質,此外成本也影響商業(yè)化進程。
但據(jù)日經(jīng)報導,隨著長時間發(fā)展,鉆石半導體有望明年至?2030?年間進入商業(yè)化階段,日本廠商在該研發(fā)領域進展較快。
2023?年,日本佐賀大學團隊成功開發(fā)世界上第一個采用鉆石半導體的功率電路;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,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,可處理世界領先的6.8安培電流,計劃幾年內開始出樣品;另外一家初創(chuàng)公司Ookuma Diamond Device在福島縣建廠,將量產(chǎn)鉆石半導體,目標2026財年開始營運。
值得一提的是,研究制造精密設備的JTEC Corporation擁有電漿拋光高硬度材料表面的獨特技術,其已成功拋光世界領先尺寸的單晶鉆石基礎材料,并獲得加工鉆石材料的開發(fā)設備訂單。(集邦化合物半導體整理)
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