近日,被称为“*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*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。
其实,不仅在半导体领域,金刚石在光伏领域的应用也有重大突破。硅片的发展趋势是薄片化,而硅片薄片化就离不开金刚石线。金刚石线是通过一定的方法,将金刚石微粉颗粒以一定的分布密度均匀地固结在高强度钢线基体上制成的。通过金刚石线切割机,金刚石线与物件间进行高速磨削运动,从而实现切割的目的。
民生证券研报表示,中国人造金刚石产量位居全球*。随着先进制造领域中第三代半导体规模化应用孕育新兴需求,工业用金刚石需求旺盛,预计2021年-2025年中国人造金刚石产量复合年均增长率达到13%。
半导体产业链发展至今,经历了三个阶段:
*代半导体材料以硅为代表;第二代半导体材料砷化镓也已经广泛应用;而第三代半导体材料主要分为碳化硅和氮化镓,相比前两代半导体材料,第三代半导体材料具有更高的禁带宽度,高击穿电压,电导率和热导率,在高温高压高功率和高频领域已经替代前两代半导体材料。
随着科技不断发展的需求,我们现在所说的“*半导体”就是金刚石,作为超宽禁带半导体材料的一员(禁带宽度5.5eV),具有一系列优异的物理和化学性质,如高载流子迁移率、高热导率、高击穿电场、高载流子饱和速率和低介电常数等,这使其在高新科技*领域中,特别是电子技术中得到广泛关注,被公认为是*具前景的新型半导体材料。
基于这些优势,使用超宽禁带半导体材料可以使新一代电子器件变得更小、更快、更可靠且更高效。这有助于减少电子元件的质量、体积以及生命周期成本,同时允许设备在更高的温度、电压和频率下工作,也使得电子器件使用更少的能量却可以实现更高的性能。
宽禁带半导体尤其是金刚石在高频高压条件下具有广泛且不可替代的应用优势和前景,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*有希望的材料,被业界誉为“*半导体”,也就是*近新闻中提到的相关研究进展。
国产替代势不可挡
据彭博社等多家外媒1月31日报道,美国政府拟停止向该国企业发放向华为出口产品的供货许可证,并考虑切断美国供应商与华为之间的所有联系。这意味着,华为或遭美国全面封禁。
近几年,美国对华科技政策封闭的消息有目共睹,从中兴困境到华为芯片断供,半导体承担着保护国内产业战略安全的责任,供应链国产化的趋势不可避免,因此,国内半导体企业亟需走上独立自强的道路,抢占全球半导体市场份额,虽然我国在金刚石行业处于产量的*地位,但是在*半导体方面与世界先进国家还存在很大差距,半导体产品迭代快速,技术革新迅速,需要我国在政策和资金扶持下增强竞争力,向*半导体高端市场发起进攻。
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