日本要量产金刚石半导体,助力福岛废堆
2023/09/13
日本北海道的初创企业OOKUMA DIAMOND DEVICE(札幌市,以下简称:OOKUMA)为了将被称为“终极半导体”的金刚石(Diamond)半导体推向实用化,最早计划2026年度末在福岛县大熊町让工厂投产。总投资大约50亿日元。计划达到能年产几万个半导体器件的规模。该公司将与东京电力控股(HD)的子公司合作,在福岛第一核电站用于废堆的机器上配备金刚石半导体。
OOKUMA将向东电控股与日本重工企业IHI于2022年成立的企业Decom.Tech(福岛县大熊町)供应半导体基板上使用人工钻石的金刚石半导体器件。为了对福岛第一核电站实施废堆,需要取出堆芯熔毁后留下的熔融燃料。Decom.Tech则承担取出熔融燃料的设备的基本设计和研发工作。
OOKUMA将在力争2026年度投产的工厂开始试验性生产。配备金刚石半导体的机器设想用来测定反应堆内的中子。除了用于废堆外,这也是万一发生事故时所需要的机器。据称,该公司通过研究使用金刚石半导体的零部件发现,即使在最高温度摄氏450度下也能够工作,在放射线浓度高的环境下也正常发挥作用。
日本佐贺大学的研究表明,与现在主流的硅半导体相比,金刚石半导体可在5倍的高温和33倍的高电压下工作。性能也比新一代功率半导体的碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)出色。还有望用于设想处于更高电压环境下的纯电动汽车(EV)、高速通信及卫星通信。
配备了OOKUMA DIAMOND DEVICE开发的金刚石半导体的器件(该公司提供) |
OOKUMA的半导体不需要原来不可缺少的冷却装置,有望实现小型化。另外,为了保护免机器免受高放射线浓度的影响,原本需要用铅包裹机器,但配备金刚石半导体后将不再需要,这样可以减轻机器重量,提高废堆工作的效率。
预计到工厂投产为止的总投资大约为50亿日元。OOKUMA将利用日本政府的“支持自立和返乡创业企业选址补贴”等。还计划从创业投资处筹集1亿4000万日元。研究开发方面,也被采用为面向实现福岛县复兴的技术开发等、上限7亿日元的补助项目。另外,还将从日本内阁府每年领取1亿~3亿日元资金,最长领取3年。
OOKUMA代表星川尚久表示:“一直根据废堆的目标倒推,按照深入市场(market in)的设想,推进研究开发”。虽然有很多大学等在开展相关研究,但实现社会应用的案例还很少。围绕金刚石半导体,丰田和电装出资的企业、精密部件厂商Orbray(东京足立)、源自早稻田大学的初创企业、九州工业大学及佐贺大学也在推进研究。
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