與非網6月23日訊 由日本電子零部件企業田村制作所和AGC等出資成立的Novel Crystal Technology在全球首次成功量產以新一代功率半導體材料“氧化鎵”制成的100毫米晶圓。
氧化鎵的別名是三氧化二鎵,氧化鎵(Ga2O3)是一種寬禁帶半導體,也是一種透明的氧化物半導體材料,在光電子器件方面有廣闊的應用前景 ,被用作于Ga基半導體材料的絕緣層,以及紫外線濾光片。
同第三代半導體材料氮化硅相比,氧化鎵的擊穿場強是其3.2倍,巴利加優值是其近10倍,在禁帶寬度上氧化鎵也更具優勢,在4.9-5.3eV。
并且,氧化鎵能夠更高效的控制電力。作為功率半導體材料,工業設備、純電動車等大電流控制用途的零部件,是氧化鎵的主要陣地,其氧化鎵的這一特質讓它能發揮出更出色的表現。
不僅如此,氧化鎵晶圓的價格還比碳化硅更實惠,畢竟氧化鎵的成本只有碳化硅的1/8。因此,若是氧化鎵晶圓能大面積應用,有望降低電子設備的成本,拉低產品價格。
由此不難看出,氧化鎵的各項優勢都十分明顯。未來,氧化鎵有望在新能源汽車、工業電機、國防軍工等領域大展身手。
如今,日本企業率先實現100mm氧化鎵晶圓量產,這表示其已經在新一輪競爭之中獲得了領先優勢。
據富士經濟2019年6月5日公布的市場預測,2030年氧化鎵功率元件的市場規模將會達到1542億日元(約人民幣92.76億元),這個市場規模要比氮化鎵功率元件的規模(1085億日元,約人民幣65.1億元)還要大。
據悉該晶圓將于年內開始供應,客戶可以沿用已經投資的老設備生產新一代的產品,提高設備利用率。
功率半導體材料目前處于過渡期,現在的主流材料是硅,但圍繞損耗更小的電力控制,碳化硅(SiC)和氧化鎵等材料的開發不斷推進。
此次成功實現晶圓量產化的氧化鎵有望在新材料競爭中占據優勢。據悉氧化鎵晶圓的價格比碳化硅晶圓低,而且可以更加高效地控制電力。
功率半導體是用于鐵路和工業設備等大電流控制用途的零部件,還有望在純電動汽車(EV)領域擴大用途。
目前的功率半導體材料主要包括碳化硅 SiC、氮化鎵 GaN 等,該公司表示,氧化鎵晶圓的價格比碳化硅 SiC 晶圓價格低,而且可以更加有效地控制電力。
新型碳化硅、氮化鎵等功率元件不僅可以用于充電器,還可用于通信基站、高鐵、工業設備以及電動汽車等場景,日本氧化鎵晶圓的量產,有利于進一步降低電子設備成本,提高效率。
氧化鎵晶圓的成功量產對半導體廠商來說也是一大福音。半導體廠商通常擁有過多的老式生產設備,氧化鎵晶圓可以用原本生產100毫米晶圓的現有設備來生產,有望大大縮減新設備的投資。
此外,Novel Crystal Technology還計劃2023年供應150毫米的氧化鎵晶圓。