日本北海道的初創企業OOKUMA DIAMOND DEVICE（札幌市，以下簡稱：OOKUMA）為了將被稱為「終極半導體」的金剛石（Diamond）半導體推向實用化，最早計劃2026年度末在福島縣大熊町讓工廠投産。總投資大約50億日元。計劃達到能年産幾萬個半導體器件的規模。該公司將與東京電力控股（HD）的子公司合作，在福島第一核電站用於廢堆的機器上配備金剛石半導體。

      

     

      OOKUMA將向東電控股與日本重工企業IHI於2022年成立的企業Decom.Tech（福島縣大熊町）供應半導體基板上使用人工鑽石的金剛石半導體器件。為了對福島第一核電站實施廢堆，需要取出爐心熔毀後留下的熔融燃料。Decom.Tech則承擔取出熔融燃料的設備的基本設計和研發工作。
 

      OOKUMA將在力爭2026年度投産的工廠開始試驗性生産。配備金剛石半導體的機器設想用來測定反應爐內的中子。除了用於廢堆外，這也是萬一發生事故時所需要的機器。據稱，該公司通過研究使用金剛石半導體的零部件發現，即使在最高溫度攝氏450度下也能夠工作，在放射線濃度高的環境下也正常發揮作用。

    

      日本佐賀大學的研究表明，與現在主流的矽半導體相比，金剛石半導體可在5倍的高溫和33倍的高電壓下工作。性能也比新一代功率半導體的碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）出色。還有望用於設想處於更高電壓環境下的純電動汽車（EV）、高速通信及衛星通信。

 

配備了OOKUMA DIAMOND DEVICE開發的金剛石半導體的器件（該公司提供）

   

      OOKUMA的半導體不需要原來不可缺少的冷卻裝置，有望實現小型化。另外，為了保護免機器免受高放射線濃度的影響，原本需要用鉛包裹機器，但配備金剛石半導體後將不再需要，這樣可以減輕機器重量，提高廢堆工作的效率。

   

      預計到工廠投産為止的總投資大約為50億日元。OOKUMA將利用日本政府的「支援自立和返鄉創業企業選址補貼」等。還計劃從創業投資處籌集1億4000萬日元。研究開發方面，也被採用為面向實現福島縣復興的技術開發等、上限7億日元的補助項目。另外，還將從日本內閣府每年領取1億~3億日元資金，最長領取3年。

       

      OOKUMA代表星川尚久表示：「一直根據廢堆的目標倒推，按照深入市場（market in）的設想，推進研究開發」。雖然有很多大學等在開展相關研究，但實現社會應用的案例還很少。圍繞金剛石半導體，豐田和電裝出資的企業、精密部件廠商Orbray（東京足立）、源自早稻田大學的初創企業、九州工業大學及佐賀大學也在推進研究。

  

      OOKUMA於2022年成立，是源自北海道大學和日本産業技術綜合研究所的初創企業。該公司代表星川還在北海道大學擔任學術研究員。北海道大學準教授金子純一擔任公司董事，負責技術方面的工作。金子純一還擔任日本原子能研究開發機構的廢堆國際共同研究中心客座研究員。

   

OOKUMA DIAMOND DEVICE計劃建設的福島縣大熊町的工廠（該公司提供，照片為效果圖）

     

      關於該公司金剛石半導體的研究開發，從穩定材料供應鏈的角度來看也值得關注。

    

      作為新一代功率半導體的材料之一的鎵2022年的世界産量為550噸，中國在其中佔98％（美國地質調查局）。2023年8月，中國對鎵相關産品的出口實施管制。雖然日本也從本國採購，但據日本能源與金屬礦物資源機構（JOGMEC）統計，進口的鎵7成來自中國，依賴風險較高。

        

      另一方面，金剛石半導體使用的人工鑽石則是由甲烷氣體生成，OOKUMA現在也採用這種方法。據稱，將來還可以利用由二氧化碳和氫氣合成的甲烷來製造。

     

      OOKUMA計劃以核電站廢堆為契機量産金剛石半導體。為力爭應用於衛星通信，該公司還與三菱電機等啟動了聯合研究。年內還將與日本國內廠商推進用於純電動汽車（EV）器件的開發。

   

      日本經濟新聞（中文版：日經中文網）神野恭輔

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