金刚石半导体技术突破,有望成为第四代“终极半导体”(附股)

近日,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。

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。

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。

金刚石禁带宽度5.5 eV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。

基于其耐高压、大射频、低成本、耐高温等诸多优势,CVD法制备人造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。

金刚石可以作为有源器件材料,如场效应晶体管、电源开关,也可以作为无源器件应用于半导体技术领域;集力学、电学、热学、声学、光学、耐腐蚀等优异性能于一身,在微电子、光电子、生物医学、机械、航空航天、核能等高新技术领域具有广阔的应用前景。

CVD法人造金刚石根据原子排列方式不同分为多晶金刚石及单晶金刚石,其中多晶金刚石多用于半导体领域热沉材料的制造(散热片);单晶金刚石因其原子规则排列、一致性强等优势,有望在半导体衬底等多种领域大幅应用。

多晶金刚石作为大功率芯片、电子器件散热片方面具备高性能优势,未来随产量提升+成本下降有望在半导体散热片领域得到大规模应用。

目前元素六公司已实现4英寸电子级多晶金刚石的商业化量产,国际最大制备尺寸可达8英寸,随着MPCVD技术的改善升级有望与现存的8英寸半导体晶圆制造产线兼容,最终实现多晶金刚石热沉材料在半导体材料产业的规模化应用推广。

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”。

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。

我国头部CVD金刚石厂商迎发展机遇,相关上市公司有$中兵红箭(SZ000519)$ 、黄河旋风(600172.SH)$力量钻石(SZ301071)$ 、国机精工(002046.SZ)沃尔德(688028.SH)$四方达(SZ300179)$ 等。

具体介绍详见前文《一个爆火的新概念》、《培育钻石CVD技术突破,设备厂商有望受益(附股)

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全部评论

寂静的知识03-30 07:10

单晶金刚石晶圆

fjj00301-27 00:25

国机精工才是主要搞金刚石半导体的呢,还有业绩支撑

K哥有米01-25 22:13

露笑科技正宗

CCCC999901-25 15:46

故事有了 就等柚子炒作了

别吹了喝酒吧01-25 12:42

故事有了,就等实现了