日本企業(yè)加速氮化鎵半導(dǎo)體生產(chǎn),力推電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航升級(jí)

日本公司正積極投入大規(guī)模生產(chǎn)氮化鎵（GaN）功率半導(dǎo)體器件，旨在提升電動(dòng)汽車的行駛里程。盡管氮化鎵與碳化硅（SiC）在電動(dòng)汽車功率半導(dǎo)體器件的應(yīng)用上競爭激烈，但氮化鎵因其極低的功率損耗而備受矚目。

據(jù)稱，使用標(biāo)準(zhǔn)硅功率半導(dǎo)體器件的電動(dòng)汽車充電需90分鐘，而采用碳化硅可縮短至20分鐘，氮化鎵則有望將充電時(shí)間進(jìn)一步縮短至5分鐘。然而，目前碳化硅因成本相對較低而在電動(dòng)汽車下一代功率半導(dǎo)體器件中占據(jù)領(lǐng)先地位。

為了推動(dòng)氮化鎵的廣泛應(yīng)用，日本企業(yè)正致力于開發(fā)大直徑基板以降低生產(chǎn)成本。住友化學(xué)已建立50mm和100mm氮化鎵基板的量產(chǎn)系統(tǒng)，并計(jì)劃于今年開始測試150mm基板，目標(biāo)在2028財(cái)年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。三菱化學(xué)也已開始測試100mm基板，并計(jì)劃在2025年測試150mm基板，期望通過大規(guī)模生產(chǎn)提高生產(chǎn)率。

此外，日本企業(yè)還在努力開發(fā)垂直結(jié)構(gòu)的氮化鎵功率半導(dǎo)體器件，以處理更大的電流。豐田汽車的供應(yīng)商豐田合成正在與三菱化學(xué)等公司合作，從晶種到基板和設(shè)備進(jìn)行集成開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。信越化學(xué)公司則嘗試在氮化鋁基板上生長氮化鎵晶體，以制造更大的基板。

盡管氮化鎵的成本較高，但其其他特性被認(rèn)為可以抵消這一劣勢。一些客戶認(rèn)為，在制造具有相同特性的半導(dǎo)體器件時(shí)，氮化鎵的生產(chǎn)面積約為碳化硅的三分之一，因此可以接受基板層面三倍的價(jià)格差異。

目前，氮化鎵已被應(yīng)用于藍(lán)光LED以及智能手機(jī)充電器和其他設(shè)備的水平結(jié)構(gòu)功率半導(dǎo)體。據(jù)研究公司Omdia預(yù)測，2030年全球氮化鎵器件市場規(guī)模將超過23億美元，是2023年的11倍多。這表明，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的逐步降低，氮化鎵在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。