半导体新材料主导权的争夺开始了

半导体基材长期使用硅，最近新材料的开发和使用取得了进展。以美国特斯拉采用为起点，在纯电动汽车(EV)领域，基板采用碳化硅(SiC)半导体。除了碳化硅和氮化镓(GaN)的化合物半导体外，钻石等的开发也在推进。在电路微细化面临极限的背景下，努力通过新材料进一步提高性能。
智能手机、个人电脑等电子产品采用CPU(中央处理器)、存储器等各种半导体，但现在大部分都是用硅作为基材。1947年，美国贝尔实验室发明了半导体晶体管，并很快使用锗，但进入20世纪60年代后，易于获得和加工的硅成为主流。
近年来，这一绝对优势在面向纯电动汽车的功率半导体领域正在崩溃。最初是特斯拉。在部分主力纯电动汽车Model3中，特斯拉首次开始使用基于碳化硅基板的半导体作为电机控制等逆变器。
碳化硅是一种碳化合物。与硅相比，原子和原子的结合更强，被认为是世界上仅次于钻石和碳化硼的第三硬物质。批量生产需要先进的技术，另一方面，一旦形成晶体，性保持稳定，半导体的功耗可以降低到不到一半。
散热效果也更高，有助于变频器的小型化。Model3的空气阻力值和跑车一样低，日本名古屋大学教授山本真义表示。流线形设计是通过逆变器的小型化实现的。
从特斯拉开始，纯电动汽车使用碳化硅的趋势正在加强。6月，德国半导体大型企业英飞凌科技(InfineonTechnologiesAG)推出了面向纯电动汽车逆变器的碳化硅模块。日本法人神津岳泉表示，碳化硅的普及时间明显提前于以前的预期。现代韩国汽车已经决定在新一代纯电动汽车上使用英飞凌科技公司生产的碳化硅。与硅相比，在减少耗电的同时，可以将续航距离延长5%以上。

6月，法国雷诺与瑞士意法半导体(STMicroelectronics)就2026年后的碳化硅和氮化镓半导体供应签订了合作协议。2020年底，丰田推出的燃料电池车未来(MIRAI)采用日本电装制造的碳化硅。
调查公司法国YoleDeveloppement预测，2026年碳化硅功率半导体的市场规模将增加到2020年超过6倍的44亿7820万美元。
另外，之前成为普及障碍的硅价差也在缩小。著名古屋大学的山本教授指出，由于市场形成带来的批量生产效果，截至5年前，价格差距已降至目前的10倍左右。也有推动碳化硅基板大口径化的企业，有进一步降低成本的空间。
在日本企业中，罗姆提出了2025年度在采用碳化硅的半导体市场把握世界份额的3成的目标。该公司于2010年在世界上首次批量生产碳化硅晶体管，一直主导实用化。2009年收购的德国SiCrystal公司涉足碳化硅基板，从材料上构建了一站式生产体系。
与2019年相比，罗姆计划将产能提高到5倍以上，最近在福冈县的主力工厂建造了新的工厂。据说预定未来上市的几款纯电动车已经决定采用。与中国汽车制造商吉利汽车在下一代半导体领域开展了技术合作。罗姆董事伊野和英表示，为了促进碳化硅市场的形成，各半导体企业一直在合作，但最终进入了企业间竞争的阶段。
就像追逐碳化硅一样，各种新材料的应用和开发正在推进。强有力的竞争对手之一是氮化镓。这是一种由日本开发的蓝色发光二极管(LED)基板。如果应用于功率半导体基板，与硅相比，电力损失有望减少到10分之1左右。甚至和碳化硅相比，也有支持高速运动等优点。
在充电器等部分用途中，实用化取得了进展，但大部分是与硅等其他材料结合的产品，材料本来的性能没有充分发挥。大坂大学的森勇介教授等研究开发团队与丰田合成等合作，共同开发了只有氮化镓、稳定量产直径6英寸晶片的技术。
半导体微细化面临极限，需要新材料。
新材料研发的背景是现有半导体性能的提高越来越面临极限。在此之前，基于半导体性能在18个月~2年内提高到2倍的摩尔定律的电路微细化构成了支撑，但有观点认为，目前线宽已在5纳米(10亿分之1米)以内实现实用化，物理极限已接近。
另外，节能浪潮也将推动研发。如果半导体性能改善陷入停滞，纯电动汽车和数据中心可能会消耗巨大的电力。芯片堆叠等各种方式都在尝试。另一方面，取代硅的新材料也备受期待，研发阶段的项目相继推进。
由美国德克萨斯大学奥斯汀学校分解(spin-out)的美国LAB91正在开发一种将碳原子薄膜石墨烯堆叠在晶圆上以提高性能的技术。在实验阶段成功，与半导体制造商开始了量产验证。它将有助于汽车和智能手机的摄像头部件、CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器和发光二极管的高性能等。
安达满纳米奇精密宝石有限公司(AdamantNamikiPrecisionJewelCo.,Ltd，位于东京足立区)和佐贺大学开发了一种功率半导体制造技术，该技术比碳化硅更稳定。据说与硅相比，电力损耗理论上可以降低到5万分之一。
就钻石而言，基板的大型化以前是一个课题，但是在工艺上下了很大功夫，世界上1英寸大小的工厂生产成功。在研究室阶段，还生产了被认为零件生产最低限度所需的2英寸。然而，目前钻石基板的制造成本是硅的几千倍。要实用化，如何降低成本变得重要。
6月，法国雷诺与瑞士意法半导体(STMicroelectronics)就2026年后的碳化硅和氮化镓半导体供应签订了合作协议。2020年底，丰田推出的燃料电池车未来(MIRAI)采用日本电装制造的碳化硅。
调查公司法国YoleDeveloppement预测，2026年碳化硅功率半导体的市场规模将增加到2020年超过6倍的44亿7820万美元。
另外，之前成为普及障碍的硅价差也在缩小。著名古屋大学的山本教授指出，由于市场形成带来的批量生产效果，截至5年前，价格差距已降至目前的10倍左右。也有推动碳化硅基板大口径化的企业，有进一步降低成本的空间。
在日本企业中，罗姆提出了2025年度在采用碳化硅的半导体市场把握世界份额的3成的目标。该公司于2010年在世界上首次批量生产碳化硅晶体管，一直主导实用化。2009年收购的德国SiCrystal公司涉足碳化硅基板，从材料上构建了一站式生产体系。
与2019年相比，罗姆计划将产能提高到5倍以上，最近在福冈县的主力工厂建造了新的工厂。据说预定未来上市的几款纯电动车已经决定采用。与中国汽车制造商吉利汽车在下一代半导体领域开展了技术合作。罗姆董事伊野和英表示，为了促进碳化硅市场的形成，各半导体企业一直在合作，但最终进入了企业间竞争的阶段。
就像追逐碳化硅一样，各种新材料的应用和开发正在推进。强有力的竞争对手之一是氮化镓。这是一种由日本开发的蓝色发光二极管(LED)基板。如果应用于功率半导体基板，与硅相比，电力损失有望减少到10分之1左右。甚至和碳化硅相比，也有支持高速运动等优点。
在充电器等部分用途中，实用化取得了进展，但大部分是与硅等其他材料结合的产品，材料本来的性能没有充分发挥。大坂大学的森勇介教授等研究开发团队与丰田合成等合作，共同开发了只有氮化镓、稳定量产直径6英寸晶片的技术。
半导体微细化面临极限，需要新材料。
新材料研发的背景是现有半导体性能的提高越来越面临极限。在此之前，基于半导体性能在18个月~2年内提高到2倍的摩尔定律的电路微细化构成了支撑，但有观点认为，目前线宽已在5纳米(10亿分之1米)以内实现实用化，物理极限已接近。
另外，节能浪潮也将推动研发。如果半导体性能改善陷入停滞，纯电动汽车和数据中心可能会消耗巨大的电力。芯片堆叠等各种方式都在尝试。另一方面，取代硅的新材料也备受期待，研发阶段的项目相继推进。
由美国德克萨斯大学奥斯汀学校分解(spin-out)的美国LAB91正在开发一种将碳原子薄膜石墨烯堆叠在晶圆上以提高性能的技术。在实验阶段成功，与半导体制造商开始了量产验证。它将有助于汽车和智能手机的摄像头部件、CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器和发光二极管的高性能等。
安达满纳米奇精密宝石有限公司(AdamantNamikiPrecisionJewelCo.,Ltd，位于东京足立区)和佐贺大学开发了一种功率半导体制造技术，该技术比碳化硅更稳定。据说与硅相比，电力损耗理论上可以降低到5万分之一。
就钻石而言，基板的大型化以前是一个课题，但是在工艺上下了很大功夫，世界上1英寸大小的工厂生产成功。在研究室阶段，还生产了被认为零件生产最低限度所需的2英寸。然而，目前钻石基板的制造成本是硅的几千倍。要实用化，如何降低成本变得重要。