近日,被稱為“*功率半導體”、使用金剛石的電力控制用半導體的開發(fā)取得進展。日本佐賀大學教授嘉數教授與精密零部件制造商日本Orbray合作開發(fā)出了用金剛石制成的功率半導體,并以1平方厘米875兆瓦的電力運行。在金剛石半導體中,輸出功率值為全球*高,在所有半導體中也僅次于氮化鎵產品的約2090兆瓦。
與作為新一代功率半導體的碳化硅(SiC)產品和氮化鎵(GaN)產品相比,金剛石半導體耐高電壓等性能出色,電力損耗被認為可減少到硅制產品的五萬分之一。金剛石功率半導體的耐熱性和抗輻射性也很強。
其實,不僅在半導體領域,金剛石在光伏領域的應用也有重大突破。硅片的發(fā)展趨勢是薄片化,而硅片薄片化就離不開金剛石線。金剛石線是通過一定的方法,將金剛石微粉顆粒以一定的分布密度均勻地固結在高強度鋼線基體上制成的。通過金剛石線切割機,金剛石線與物件間進行高速磨削運動,從而實現切割的目的。
民生證券研報表示,中國人造金剛石產量位居全球*。隨著先進制造領域中第三代半導體規(guī);瘧迷杏屡d需求,工業(yè)用金剛石需求旺盛,預計2021年-2025年中國人造金剛石產量復合年均增長率達到13%。
半導體產業(yè)鏈發(fā)展至今,經歷了三個階段:
*代半導體材料以硅為代表;第二代半導體材料砷化鎵也已經廣泛應用;而第三代半導體材料主要分為碳化硅和氮化鎵,相比前兩代半導體材料,第三代半導體材料具有更高的禁帶寬度,高擊穿電壓,電導率和熱導率,在高溫高壓高功率和高頻領域已經替代前兩代半導體材料。
隨著科技不斷發(fā)展的需求,我們現在所說的“*半導體”就是金剛石,作為超寬禁帶半導體材料的一員(禁帶寬度5.5eV),具有一系列優(yōu)異的物理和化學性質,如高載流子遷移率、高熱導率、高擊穿電場、高載流子飽和速率和低介電常數等,這使其在高新科技*領域中,特別是電子技術中得到廣泛關注,被公認為是*具前景的新型半導體材料。
基于這些優(yōu)勢,使用超寬禁帶半導體材料可以使新一代電子器件變得更小、更快、更可靠且更高效。這有助于減少電子元件的質量、體積以及生命周期成本,同時允許設備在更高的溫度、電壓和頻率下工作,也使得電子器件使用更少的能量卻可以實現更高的性能。
寬禁帶半導體尤其是金剛石在高頻高壓條件下具有廣泛且不可替代的應用優(yōu)勢和前景,被認為是制備下一代高功率、高頻、高溫及低功率損耗電子器件*有希望的材料,被業(yè)界譽為“*半導體”,也就是*近新聞中提到的相關研究進展。
國產替代勢不可擋
據彭博社等多家外媒1月31日報道,美國政府擬停止向該國企業(yè)發(fā)放向華為出口產品的供貨許可證,并考慮切斷美國供應商與華為之間的所有聯(lián)系。這意味著,華為或遭美國全面封禁。
近幾年,美國對華科技政策封閉的消息有目共睹,從中興困境到華為芯片斷供,半導體承擔著保護國內產業(yè)戰(zhàn)略安全的責任,供應鏈國產化的趨勢不可避免,因此,國內半導體企業(yè)亟需走上獨立自強的道路,搶占全球半導體市場份額,雖然我國在金剛石行業(yè)處于產量的*地位,但是在*半導體方面與世界先進國家還存在很大差距,半導體產品迭代快速,技術革新迅速,需要我國在政策和資金扶持下增強競爭力,向*半導體高端市場發(fā)起進攻。
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