突破:100毫米氧化镓晶圆全球首次成功量产
2021-06-23
来源:与非网
与非网6月23日讯 由日本电子零部件企业田村制作所和AGC等出资成立的Novel Crystal Technology在全球首次成功量产以新一代功率半导体材料“氧化镓”制成的100毫米晶圆。
氧化镓的别名是三氧化二镓,氧化镓(Ga2O3)是一种宽禁带半导体,也是一种透明的氧化物半导体材料,在光电子器件方面有广阔的应用前景 ,被用作于Ga基半导体材料的绝缘层,以及紫外线滤光片。
同第三代半导体材料氮化硅相比,氧化镓的击穿场强是其3.2倍,巴利加优值是其近10倍,在禁带宽度上氧化镓也更具优势,在4.9-5.3eV。
并且,氧化镓能够更高效的控制电力。作为功率半导体材料,工业设备、纯电动车等大电流控制用途的零部件,是氧化镓的主要阵地,其氧化镓的这一特质让它能发挥出更出色的表现。
不仅如此,氧化镓晶圆的价格还比碳化硅更实惠,毕竟氧化镓的成本只有碳化硅的1/8。因此,若是氧化镓晶圆能大面积应用,有望降低电子设备的成本,拉低产品价格。
由此不难看出,氧化镓的各项优势都十分明显。未来,氧化镓有望在新能源汽车、工业电机、国防军工等领域大展身手。
如今,日本企业率先实现100mm氧化镓晶圆量产,这表示其已经在新一轮竞争之中获得了领先优势。
据富士经济2019年6月5日公布的市场预测,2030年氧化镓功率元件的市场规模将会达到1542亿日元(约人民币92.76亿元),这个市场规模要比氮化镓功率元件的规模(1085亿日元,约人民币65.1亿元)还要大。
据悉该晶圆将于年内开始供应,客户可以沿用已经投资的老设备生产新一代的产品,提高设备利用率。
功率半导体材料目前处于过渡期,现在的主流材料是硅,但围绕损耗更小的电力控制,碳化硅(SiC)和氧化镓等材料的开发不断推进。
此次成功实现晶圆量产化的氧化镓有望在新材料竞争中占据优势。据悉氧化镓晶圆的价格比碳化硅晶圆低,而且可以更加高效地控制电力。
功率半导体是用于铁路和工业设备等大电流控制用途的零部件,还有望在纯电动汽车(EV)领域扩大用途。
目前的功率半导体材料主要包括碳化硅 SiC、氮化镓 GaN 等,该公司表示,氧化镓晶圆的价格比碳化硅 SiC 晶圆价格低,而且可以更加有效地控制电力。
新型碳化硅、氮化镓等功率元件不仅可以用于充电器,还可用于通信基站、高铁、工业设备以及电动汽车等场景,日本氧化镓晶圆的量产,有利于进一步降低电子设备成本,提高效率。
氧化镓晶圆的成功量产对半导体厂商来说也是一大福音。半导体厂商通常拥有过多的老式生产设备,氧化镓晶圆可以用原本生产100毫米晶圆的现有设备来生产,有望大大缩减新设备的投资。
此外,Novel Crystal Technology还计划2023年供应150毫米的氧化镓晶圆。