一家專門從事合成、實(shí)驗(yàn)室培育的電子級(jí)金剛石材料的制造和應(yīng)用的科技公司AKHAN Semiconductor 上個(gè)月宣布，公司面向半導(dǎo)體、電信、消費(fèi)行業(yè)和全球市場(chǎng)展示了能夠制造 300 毫米互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 金剛石晶圓。
       近日，AKHAN半導(dǎo)體公司董事長(zhǎng)亞當(dāng)·汗（Adam Khan）在接受采訪時(shí)表示，將推動(dòng)金剛石半導(dǎo)體器件在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。

       Khan說：“在軍事和航空航天的半導(dǎo)體應(yīng)用中，金剛石很可能取代一些特殊材料，如碳化硅和氮化鎵。同時(shí)，金剛石半導(dǎo)體將在汽車行業(yè)有新的應(yīng)用，因?yàn)槠湫枰诟邷亍⒋蠊β蕬?yīng)用中運(yùn)行。”
       在碳化硅和氮化鎵市場(chǎng)看到的一切都很容易成為金剛石半導(dǎo)體的一部分，Khan在采訪中說，金剛石是碳化硅的直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。他指出，與碳化硅的200°C（392°F）上限不同，金剛石可以在500°C以上工作。 自2014年以來，該公司一直在為洛克希德·馬丁公司和霍尼韋爾公司等客戶生產(chǎn)200毫米金剛石晶圓。AKHAN向300毫米金剛石晶圓的轉(zhuǎn)變是為了滿足更廣泛的設(shè)備需求。 在軍事航空應(yīng)用中面臨的許多類似挑戰(zhàn)（如高溫）也適用于汽車行業(yè)，在汽車行業(yè)，必須降低發(fā)動(dòng)機(jī)的總體熱損耗。據(jù)Khan稱，AKHAN押注其向300毫米的轉(zhuǎn)變將使金剛石與現(xiàn)有工藝和生產(chǎn)線兼容，同時(shí)2024年將生產(chǎn)成本降低到與硅具有競(jìng)爭(zhēng)力的水平。

       “因?yàn)槲覀冎谱鞯氖且粚臃浅１〉慕饎偸员任覀円郧笆褂玫拿繂挝幻娣e或每磅氮化鎵便宜。它現(xiàn)在也比碳化硅便宜?！?br/>       “與之相比較沒有成本優(yōu)勢(shì)的材料是硅，”Khan補(bǔ)充道：“硅的規(guī)模經(jīng)濟(jì)非常巨大，目前金剛石仍然比硅貴。通過擴(kuò)展應(yīng)用，我們希望未來金剛石比硅性價(jià)比更高，不僅在單位面積性能方面，而且在能耗節(jié)約方面?！?/p>

       “我們將減少遮罩層，使電路密度將降低，以更低的成本實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的功能，這樣系統(tǒng)成本實(shí)際上應(yīng)該與硅相當(dāng)，”他爭(zhēng)辯道。

       非行業(yè)顛覆

       不過，Khan承認(rèn)，金剛石半導(dǎo)體并非行業(yè)顛覆。阻礙金剛石應(yīng)用的一個(gè)主要因素是半導(dǎo)體摻雜工藝。金剛石的P型或硼摻雜會(huì)產(chǎn)生一些額外的導(dǎo)電性。使用砷或磷對(duì)金剛石進(jìn)行N型摻雜是自20世紀(jì)60年代以來的研究重點(diǎn)，一直是AKHAN商業(yè)化的目標(biāo)。
       “我們現(xiàn)在正在尋找功率和射頻的應(yīng)用，”Khan說：“碳化硅可以在比硅更高的溫度和更高的功率密度下工作，金剛石更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于碳化硅?！?br/>       雖然Akhan的目標(biāo)是成本平價(jià)，但硅和金剛石之間的比較對(duì)于各種應(yīng)用來說并非微不足道。關(guān)鍵因素包括摻雜水平和屏蔽層數(shù)量。金剛石的優(yōu)點(diǎn)包括消除熱層和材料層以及采用更簡(jiǎn)單的封裝。
       “這就是我們?cè)谖磥韼讉€(gè)月內(nèi)將要做的，因?yàn)槲覀儗⒄故酒渲械囊恍┢骷?，”Khan說：“目前，金剛石仍然是一種利基材料，因?yàn)樗c航空航天和軍事領(lǐng)域有著顯著的關(guān)聯(lián)?！?。

       “你將看到金剛石半導(dǎo)體的巨大發(fā)展，伴隨著它在汽車行業(yè)的應(yīng)用，工業(yè)和其它領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)越來越多?！毖邪l(fā)仍然主要在麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)等大學(xué)開展。據(jù)Khan說，這將有助于新的金剛石半導(dǎo)體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的崛起。

       Khan說：“客戶已經(jīng)通過了小規(guī)模量產(chǎn)，因此我們現(xiàn)在能夠解決具體問題，無論是硬度、熱密度還是功率密度。我們與客戶合作，進(jìn)行概念驗(yàn)證、小批量試生產(chǎn)，然后將技術(shù)轉(zhuǎn)移到實(shí)際批量生產(chǎn)的工廠?！?/p>

       他預(yù)測(cè)，“金剛石半導(dǎo)體器件將很快用于汽車功率逆變器。”
       基于此，2021年11月18日至20日，由中國(guó)超硬材料網(wǎng)&DT新材料聯(lián)合主辦的第六屆國(guó)際碳材料大會(huì)暨產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)——金剛石論壇將在上?？鐕?guó)采購(gòu)會(huì)展中心拉開帷幕。

       本屆金剛石論壇設(shè)有內(nèi)部研討會(huì)、主題報(bào)告、特色展區(qū)，圍繞高功率器件與碳基散熱解決方案、半導(dǎo)體前沿應(yīng)用等展開話題討論，探索金剛石應(yīng)用的無限可能！

       (備注：1、現(xiàn)場(chǎng)建立微信交流群，提供交流合作平臺(tái)；2、名額有限，報(bào)名時(shí)需備注是否參與內(nèi)部研討會(huì)，當(dāng)天不接受報(bào)名)

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李君瑤   

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