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住友矿山将量产碳化硅功率半导体晶圆

2022/01/14

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半导体

       住友金属矿山(简称住友矿山)开始量产新一代功率半导体使用的晶圆,新一代功率半导体面向纯电动汽车(EV)等的需求有望扩大。与普通的硅基半导体等相比,新一代功率半导体可大幅降低电力损耗。另外,利用自主技术将晶圆做成两层,可以同时使用便宜的材料,价格可比拥有同样性能的传统产品降低1~2成左右。住友矿山要抢占美国科锐(CREE)等领先企业的市场,预计2025年实现月产1万片。

 

       住友矿山将生产作为功率半导体(负责供给和控制电力)基板的圆盘状晶圆。材料采用的是碳化硅。碳化硅功率元件的电力损耗比硅功率元件低,因此可以抑制热量产生。

 

       特点是如果用于有大电流通过的车载充电器和逆变器,可以减小尺寸,减轻重量。但至今碳化硅晶圆的价格比硅晶圆高出数倍左右,普及面临着成本的课题。

 

住友矿山开始量产的碳化硅半导体基板

 

       价格低1~2成

 

       住友矿山开发出了相关技术,在因结晶不规则而价格较低的底层“多晶碳化硅”上贴一层可以降低发电损耗的“单晶碳化硅”,从而做成1片晶圆。据悉与只用单晶碳化硅的传统产品相比,价格低1~2成。

 

       纯电动汽车的逆变器采用碳化硅功率半导体时,可以降低电力损耗,因此耗电量可以比硅功率半导体大幅降低。据悉住友矿山的新晶圆与此类现有产品相比,还能将电力损耗进一步降低1成左右。通过提高功率半导体的性能,减小整个装置的尺寸,还有利于延长纯电动汽车的续航距离。

 

       英国调查公司Omdia的南川明指出,延长续航距离有利于抑制电池容量,还可以降低成本。住友矿山计划首先在2021年度内开始对半导体厂商供应直径6英寸产品。住友矿山将负责表面研磨前的工序。使单晶薄膜在单晶基板上新生长的结晶生长技术外延生长以后的工序将由客户企业负责。

 

       还考虑开发8英寸晶圆

 

       住友矿山力争首先将新晶圆用于家电产品等,预计2025年度以后配备于电动车等。如果半导体厂商等有需要,住友矿山还考虑开发可以高效量产功率半导体的直径8英寸产品,并在海外建设生产基地等。

 

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