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日本新技術能讓氧化鎵成本降至1/100

2022/04/24

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半導體

  源自東北大學的初創企業C&A與東北大學教授吉川彰的研發團隊開發出一種技術,能以此前100分之1的成本製造有助於節能的新一代功率半導體的原材料「氧化鎵」。新技術不需要昂貴的設備,成品率也將提高。計劃在2年內製造出實用化所需的大尺寸結晶。

     

製造出的氧化鎵結晶的大小約為5釐米(圖由東北大學吉川教授提供)

        

  研發團隊開發出了通過直接加熱原料來製造氧化鎵結晶的設備,製造出了最大約5釐米的結晶。將原料裝入用水冷卻的銅質容器,利用頻率達到此前約100倍的電磁波,使原料熔化。

    

  傳統方法是加熱使用貴金屬銥製造的容器,熔化其中的材料,製造結晶。要製造直徑約15釐米的實用性結晶,僅容器就需要3000萬~5000萬日元,還存在結晶的品質不夠穩定等課題。

     

  據稱由於不需要昂貴的容器等原因,利用新方法能以目前約100分之1的成本製造氧化鎵結晶。力爭在2年內製造出直徑15釐米以上的結晶。

     

新方法不採用貴金屬銥,利用銅容器製造結晶(圖由東北大學吉川教授提供)

         

  現在的功率半導體主要把矽用於基板,但課題是會産生電力損耗。氧化鎵與碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)等一起,作為新一代材料受到期待。據稱氧化鎵的電力損耗在理論上僅為矽的約3400分之1、碳化矽的約10分之1。

     

  如果純電動汽車(EV)的馬達驅動用電源採用氧化鎵制的功率半導體,就算電池容量相同,也能行駛更遠距離。C&A和東北大學的團隊將利用新方法降低此前成為瓶頸的生産成本,推動實用化。

          

   

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