日本新技術將氮化鎵半導體材料成本降90%
2023/09/05
日本最大的半導體晶圓企業信越化學工業和從事ATM及通信設備的OKI開發出了以低成本製造使用氮化鎵(GaN)的功率半導體材料的技術。製造成本可以降至傳統製法的十分之一以下。如果能夠量産,用於快速充電器等用途廣泛,有利於普及。
功率半導體裝入充電器、小型家電以及連接純電動汽車(EV)馬達與電池的控制裝置,用於控制電力等。如果使用GaN,可以控制大量的電力。
信越化學工業和OKI開發的新技術可以在特有的基板上噴鎵係氣體,使晶體生長。信越化學工業的增厚晶體技術與OKI的接合技術相結合,從基板上只揭下晶體。晶體放在其他基板上作為功率半導體的晶圓使用。
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| 信越化學工業和OKI開發出了以低成本製造氮化鎵功率半導體的材料的技術 |
特點是與使用GaN的功率半導體的其他製法相比,成本和性能更佔優勢。
在GaN基板上使GaN晶體生長的製法不僅製造耗費時間,成品率還很差,成本高。新製法可以高效製造晶體,可以降低9成成本。
與在矽基板上使GaN晶體生長的製法相比,不需要基板與晶體之間的絕緣層。加上晶體的厚膜化,可以通20倍大的電流。
信越化學工業等開發出了新技術,可以製造6英吋晶圓。希望2025年度內增大到8英吋。今後還考慮向半導體廠商銷售技術等業務模式。
可以通過大電流的使用GaN的功率半導體如果能夠低成本量産,在EV及EV快速充電器上也方便使用。與現在汽車不斷採用的碳化矽(SiC)功率半導體相比,快速充電器給每輛汽車的充電時間可以縮短到四分之一。
原料鎵大半是中國生産,中國從8月起將出口改為審批制。信越化學工業等的新製法使用出口審批對象外的派生氣體,因此不受限制的影響。
據富士經濟(東京中央區)預測,世界新一代功率半導體市場到2035年將達到5萬億日元,是2022年的31倍。其中,EV用功率半導體將拉動增長。如果GaN功率半導體也能用於EV,將大大改變功率半導體行業主要企業的版圖。
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