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碳化硅和氮化号称第三代化合物半导体的双雄,由于其广阔的发展前景,受到广泛的关注,国内众多厂商亦在纷纷布局。


继碳化硅和氮化镓后,日本在重金加码氧化镓


然而,SiC和GaN并不是唯二选项。最近,氧化(Ga2O3)再一次走入了业界的视野,凭借其比SiC和GaN更宽的禁带,该种化合物半导体在更高功率的应用方面具有独特优势。而在该领域走在全球前列的日本,率先向氧化展露了野心。

据日本媒体最新报道,日本经济产业省(METI)正准备为致力于开发新一代低能耗半导体材料“氧化镓”的私营企业和大学提供财政支持,METI将为明年留出大约2030万美元的资金,预计未来5年的投资额将超过8560万美元。

研究表明,氧化镓的禁带宽度为4.9eV,超过碳化硅、氮化镓等材料,采用禁带更宽的材料可以制成系统更薄、更轻、功率更高的功率器件;击穿场强高于碳化硅和氮化硅,击穿场强是碳化硅的两倍。

虽然氧化镓并不是很新的技术,但在近十年才被应用于功率半导体方向,继而引发全球研发的热潮。它面临的主要问题在于导热率低、散热性能差,有分析认为,如若未来氧化的散热问题被攻克,氧化镓将是未来高功率、高压运用的功率半导体材料的有力竞争者。

美国在这方面也在发力。据外媒报道,今年4月,美国纽约州立大学布法罗分校(the University at Buffalo)正在研发一款基于氧化的晶体管,能够承受8000V以上的电压,而且只有一张纸那么薄,将用于制造更小、更高效的电子系统,用在电动汽车、机车和飞机上。

日本作为有力的竞争者,METI认为,日本公司将能够在本世纪20年代末开始为数据中心、家用电器和汽车供应基于氧化的半导体。一旦氧化镓取代目前广泛使用的硅材料,每年将减少1440万吨二氧化碳的排放。

一位专家也向媒体表示,“一旦氧化镓成功商业化,将适用于许多领域,因为它可以比其他材料更大幅度地降低半导体制造成本。”

而在中国,尽管起步较晚,但对于氧化的研究也同样在推进。

来源:爱集微


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