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日企新技术将功率半导体制造成本降低75%

2024/03/14

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半导体

      源自日本东京大学的企业Gaianixx开发出了用于制造调节电压和电流的功率半导体、名为“中间膜”的材料。可以在廉价的硅基板上叠加碳化硅(SiC)等,预计功率半导体的制造成本将减少75%左右。这有可能推动纯电动汽车(EV)等的高性能化。

 

       功率半导体被认为有助于提高纯电动汽车的续航里程,促进电子产品的小型化。与属于主流材料的硅相比,性能更优越的碳化硅、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga₂O₃)等的洽购增加。例如,在半导体功能所需的电气特性方面,碳化硅的性能被认为是硅的约3倍。即使在高温下,电流也很少泄漏,因此不容易发生误启动。

 

       另一方面,这些新材料的供应量很小,每平方厘米基板的价格达到硅(不到100日元)的数倍到400倍。在需求不断扩大的背景下,控制成本成为紧要课题。

 

       如果使用中间膜,则可在廉价的硅基板上堆叠碳化硅等薄膜。这是因为中间膜会随着不同材料的原子的排列方式而改变形状,从而防止引发缺陷和性能下降的“变形”的发生。与将薄膜叠加在相同材料的基板上的传统方法相比,制造成本可降至约四分之一。

 

Gaianixx的中间膜有助于降低制造成本

 

       Gaianixx将在2025年之前形成年产约2万枚中间膜的产能。通过以风投公司JIC Venture Growth InvestmentsAlconix Ventures等为受让方的第三方定向增发,筹集了3.5亿日元,用于量产投资。

 

       Gaianixx的首席科学官(CSO)木岛健还担任东京大学特任研究员,一直在开发调整不同材料的原子结构错位的中间膜。此次运用了30多年的研究成果。

 

       首先瞄准日本国内大型半导体厂商的需求,还考虑向海外厂商销售。该公司社长兼首席执行官(CEO)中尾健人认为,“如果能够使用更多的新材料,就能加速新一代功率半导体的普及”。

 

 

       富士经济的估算显示,由碳化硅等制造的新一代半导体的世界市场规模到2035年将达到3.4579万亿日元,增至2023年的8.8倍。为了抓住增长市场,初创企业正在展开行动。

 

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