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住友礦山將量産碳化矽功率半導體晶圓

2022/01/14

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半導體

       住友金屬礦山(簡稱住友礦山)開始量産新一代功率半導體使用的晶圓,新一代功率半導體面向純電動汽車(EV)等的需求有望擴大。與普通的硅基半導體等相比,新一代功率半導體可大幅降低電力損耗。另外,利用自主技術將晶圓做成兩層,可以同時使用便宜的材料,價格可比擁有同樣性能的傳統産品降低1~2成左右。住友礦山要搶佔美國科銳(CREE)等領先企業的市場,預計2025年實現月産1萬片。

 

       住友礦山將生産作為功率半導體(負責供給和控制電力)基板的圓盤狀晶圓。材料採用的是碳化矽。碳化矽功率元件的電力損耗比硅功率元件低,因此可以抑制熱量産生。

 

       特點是如果用於有大電流通過的車載充電器和逆變器,可以減小尺寸,減輕重量。但至今碳化矽晶圓的價格比硅晶圓高出數倍左右,普及面臨著成本的課題。

 

住友礦山開始量産的碳化矽半導體基板

 

       價格低1~2成

 

       住友礦山開發出了相關技術,在因結晶不規則而價格較低的底層“多晶碳化矽”上貼一層可以降低發電損耗的“單晶碳化矽”,從而做成1片晶圓。據悉與只用單晶碳化矽的傳統産品相比,價格低1~2成。

 

       純電動汽車的逆變器採用碳化矽功率半導體時,可以降低電力損耗,因此耗電量可以比硅功率半導體大幅降低。據悉住友礦山的新晶圓與此類現有産品相比,還能將電力損耗進一步降低1成左右。通過提高功率半導體的性能,減小整個裝置的尺寸,還有利於延長純電動汽車的續航距離。

 

       英國調查公司Omdia的南川明指出,延長續航距離有利於抑制電池容量,還可以降低成本。住友礦山計劃首先在2021年度內開始對半導體廠商供應直徑6英寸産品。住友礦山將負責表面研磨前的工序。使單晶薄膜在單晶基板上新生長的結晶生長技術外延生長以後的工序將由客戶企業負責。

 

       還考慮開發8英寸晶圓

 

       住友礦山力爭首先將新晶圓用於家電産品等,預計2025年度以後配備于電動車等。如果半導體廠商等有需要,住友礦山還考慮開發可以高效量産功率半導體的直徑8英寸産品,並在海外建設生産基地等。

 

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