日本新技术将氮化镓半导体材料成本降90%
2023/09/05
日本最大的半导体晶圆企业信越化学工业和从事ATM及通信设备的OKI开发出了以低成本制造使用氮化镓(GaN)的功率半导体材料的技术。制造成本可以降至传统制法的十分之一以下。如果能够量产,用于快速充电器等用途广泛,有利于普及。
功率半导体装入充电器、小型家电以及连接纯电动汽车(EV)马达与电池的控制装置,用于控制电力等。如果使用GaN,可以控制大量的电力。
信越化学工业和OKI开发的新技术可以在特有的基板上喷镓系气体,使晶体生长。信越化学工业的增厚晶体技术与OKI的接合技术相结合,从基板上只揭下晶体。晶体放在其他基板上作为功率半导体的晶圆使用。
信越化学工业和OKI开发出了以低成本制造氮化镓功率半导体的材料的技术 |
特点是与使用GaN的功率半导体的其他制法相比,成本和性能更占优势。
在GaN基板上使GaN晶体生长的制法不仅制造耗费时间,成品率还很差,成本高。新制法可以高效制造晶体,可以降低9成成本。
与在硅基板上使GaN晶体生长的制法相比,不需要基板与晶体之间的绝缘层。加上晶体的厚膜化,可以通20倍大的电流。
信越化学工业等开发出了新技术,可以制造6英寸晶圆。希望2025年度内增大到8英寸。今后还考虑向半导体厂商销售技术等业务模式。
可以通过大电流的使用GaN的功率半导体如果能够低成本量产,在EV及EV快速充电器上也方便使用。与现在汽车不断采用的碳化硅(SiC)功率半导体相比,快速充电器给每辆汽车的充电时间可以缩短到四分之一。
原料镓大半是中国生产,中国从8月起将出口改为审批制。信越化学工业等的新制法使用出口审批对象外的派生气体,因此不受限制的影响。
据富士经济(东京中央区)预测,世界新一代功率半导体市场到2035年将达到5万亿日元,是2022年的31倍。其中,EV用功率半导体将拉动增长。如果GaN功率半导体也能用于EV,将大大改变功率半导体行业主要企业的版图。
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