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【盘中宝】“终极功率半导体”研发实现突破性进展,这家公司相关产品已可用于半导...

时间:2023-01-24 17:39:03  来源:研报网  点击数:
摘要: “终极功率半导体”研发实现突破性进展,这家公司相关产品已可用于半导体、芯片热沉等领域性能大幅优于碳化硅、氮化镓等,被称为“终极功率半导体”,这类半导体研发实现突破性进展,是国家重大战略实施及智能制造等产业群...
“终极功率半导体”研发实现突破性进展,这家公司相关产品已可用于半导体、芯片热沉等领域

性能大幅优于碳化硅、氮化镓等,被称为“终极功率半导体”,这类半导体研发实现突破性进展,是国家重大战略实施及智能制造等产业群升级的重要材料。这家公司相关产品已可用于半导体、芯片热沉等领域。

财联社资讯获悉,被称为“终极功率半导体”、使用金刚石的电力控制用半导体的开发取得进展。日本佐贺大学教授嘉数教授与精密零部件制造商日本Orbray合作开发出了用金刚石制成的功率半导体,并以1平方厘米875兆瓦的电力运行。在金刚石半导体中,输出功率值为全球最高,在所有半导体中也仅次于氮化镓产品的约2090兆瓦。与作为新一代功率半导体的碳化硅(SiC)产品和氮化镓(GaN)产品相比,金刚石半导体耐高电压等性能出色,电力损耗被认为可减少到硅制产品的五万分之一。金刚石功率半导体的耐热性和抗辐射性也很强,到2050年前后,有望成为人造卫星等所必需的构件。

一、可用于制造第四代“终极半导体”

半导体材料是制作半导体器件和集成电路的电子材料,目前第三代宽禁带材料主要为碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氮化铝(ALN)、氧化镓(Ga2O3)等,近10年世界各国陆续布局、产业化进程快速崛起;浙商证券指出,展望未来,CVD法人造金刚石可通过晶圆拼接方式制作大面积单晶晶圆,作为半导体芯片衬底可完全解决散热问题及利用金刚石的多项超级优秀的物理化学性能,制造第四代“终极半导体”。



金刚石的魅力在于其突出的潜能。即便电压高达硅制功率半导体的约30倍,也不会遭到破坏,而且散热性能是硅制产品的10倍以上。理论上可实现电力效率优于硅制产品5万倍的功率半导体。

金刚石禁带宽度5.5eV超现有氮化镓、碳化硅等,载流子迁移率也是硅材料的3倍,同时金刚石在室温下有极低的本征载流子浓度,且具备优异的耐高温属性。基于这些优异的性能参数,金刚石被认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最有希望的材料。



二、金刚石单晶及制品是重要材料基础

浙商证券分析指出,随着5G通讯时代全面展开,金刚石单晶材料在半导体、高频功率器件中的应用日益凸显,目前全球各国都在加紧金刚石在半导体领域的研制工作,其中日本已成功研发超高纯2英寸金刚石晶圆量产方法,其存储能力相当于10亿张蓝光光盘。金刚石单晶及制品是超精密加工、智能电网等国家重大战略实施及智能制造、5G通讯等产业群升级的重要材料基础,相关技术的突破与产业化对于智能制造、大数据产业自主安全具有重大意义。预计至2025年单晶金刚石晶圆市场需求65.4 亿美元,2022-2025年累计需求138亿美元,折合人民币963亿元。



三、相关上市公司:四方达、国机精工、中兵红箭

四方达控股子公司天璇半导体主要业务包括MPCVD设备、CVD金刚石等产品研制,高品质大尺寸超纯CVD金刚石可用于珠宝首饰、精密刀具、光学窗口、芯片热沉、半导体及功率器件等高端先进制造业及消费领域。

国机精工已审议通过投资新型高功率MPCVD法大单晶金刚石项目(二期),将进一步扩大培育钻石的产能,在第三代半导体功率器件用超高导热金刚石材料通过了客户应用测试。

中兵红箭子公司中南钻石拥有大颗粒钻石单晶科研、生产的技术优势,高温高压法制备30克拉以上培育金刚石单晶技术继续保持行业领先水平,CVD金刚石技术达到世界一流水平。

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