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。與普通的矽基半導體等相比，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矽功率元件低，因此可以抑製熱量産生。

 

       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矽晶圓高出數倍左右，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，因此耗電量可以比矽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英吋産品。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英吋晶圓

 

       住友礦山力爭首先將新晶圓用於家電産品等，預計2025年度以後配備於電動車等。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英吋産品，並在海外建設生産基地等。

 

 

       住友金屬礦山于2017年收購了電子部件經銷商加賀電子旗下的碳化矽基板開發企業日本SICOXS，一直在推進共同研究。在晶圓製造方面，將主要由東京的青梅工廠負責前製程、由鹿兒島縣的鹿兒島工廠負責後製程，然後供貨。

 

住友礦山2017年收購了從事碳化矽基板開發的日本SICOXS公司，一直推進行共同研究（東京都青梅市的青梅工廠）

 

       在需求有望隨著全球加速向EV轉型而擴大的新一代功率半導體材料領域，新技術的開發競爭越來越激烈。除了美國科銳外，美國II-VI公司及羅姆旗下的德國SiCrystal等也在涉足碳化矽半導體晶圓業務。從事礦山開發的住友礦山是全球最大的車載電池正極材料廠商，擁有物質結晶技術，將充分利用通過其他業務培育的技術實力進入半導體材料領域。

 

       在全球半導體市場上，日本企業的份額在降低，但僅從功率半導體來看，日企仍發揮著存在感，三菱電機、富士電機及東芝的全球份額排在前列。東芝半導體業務子公司東芝電子元件及存儲裝置公司（Toshiba Electronic Devices & Storage）計劃到2023年度在兵庫縣姫路半導體工廠把碳化矽功率半導體産量提高到2020年度的3倍以上，並儘快提高到10倍。

 

       美國特斯拉等車企為了延長續航距離，已開始在電動車上採用碳化矽功率半導體。日本調查公司富士經濟預計碳化矽功率半導體市場到2030年將達到1859億日元，是2020年的3.8倍。住友礦山希望憑藉碳化矽晶圓，使全球份額儘快達到1成。

 

       日本經濟新聞（中文版：日經中文網）沖永翔也

 

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