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            日本Flosfia公司計劃于明年大規模量產氧化鎵器件

            時間2022-08-31 09:44:44來源:作者:admin 點擊:
                   據日經新聞報道,京都大學的一家初創公司計劃生產節能性能更高的半導體器件,與使用現有產品的汽車相比,這將使電動汽車的行駛里程增加約 10%。

            報道指出,三菱重工、豐田汽車子公司電裝和日本開發銀行投資的Flosfia將大規模生產使用氧化鎵(硅的替代品)作為半導體材料的功率半導體。

                   據該公司稱,與當前的半導體器件相比,這些器件可以將功率損耗降低 70%。此外,它們還可以將 EV 功耗降低 10%,從而延長一次充電的續航里程。

                  Flosfia 的目標是到 2023 年夏季實現每月數十萬的生產能力。這些器件將出售給汽車零部件制造商。該公司計劃將生產外包給日本國內電子公司,目標是到 2030 年實現 1000 億日元(7.32 億美元)的銷售額。

                 隨著電動汽車需求的增加,該公司希望在歐洲和美國的競爭對手之前將其設備商業化。

                  一次充電的續駛里程是電動汽車性能的關鍵因素。電動汽車制造商通過提高電池性能和減輕車輛重量,突破了車輛行駛距離的極限。

                  Flosfia 是從半導體材料層面應對 EV 續航里程挑戰的公司之一。除氧化鎵外,碳化硅已成為一種有前途的發展途徑。特斯拉成為第一個在量產汽車中使用碳化硅功率半導體的同行。

                  功率半導體器件控制電機和其他 EV 部件中的電流和電壓。日本公司在半導體領域的整體份額較小,但在該領域仍具有優勢。

                  三菱電機、東芝和富士電機合計占據全球功率半導體市場約 20% 的份額。在日本政府支持的新能源和工業技術開發組織的支持下,像 Flosfia 這樣的新公司正在該行業找到一席之地。

                  今年年初,日本從事半導體研發的Novel Crystal Technology(NCT,埼玉縣狹山市)發布消息稱,該公司與日本酸素控股旗下的大陽日酸、東京農工大學一起,成功實現了氧化鎵功率半導體的6英吋成膜。由于可在較大晶圓上成膜,估計可大幅削減晶圓生產成本。氧化鎵功率半導體被期待幫助純電動汽車(EV)等減少電力消耗。

             

                  這是作為日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)的戰略項目實現的研發。大陽日酸和東京農工大學開發了可按6英吋晶圓進行成膜的裝置。

             

                  以往的技術只能在最大4英吋晶圓上成膜,NCT在世界上首次實現6英吋的成膜。有助于削減生產成本,有望把成本降到「碳化矽(SiC)功率半導體的三分之一」(NCT相關人員)。

             

                 據NCT預測,氧化鎵晶圓的市場到2030年度將擴大到約590億日元規模。該公司的目標是在確立晶圓量產技術后,2024年度銷售晶圓的量產裝置。將銷售給大型功率半導體廠商,用于實現純電動汽車等的節能。

             

                  同樣是在今年上半年,源自日本東北大學的初創企業C&A與東北大學教授吉川彰的研發團隊開發出一種技術,能以此前100分之1的成本制造有助于節能的新一代功率半導體的原材料“氧化鎵”。新技術不需要昂貴的設備,成品率也將提高。計劃在2年內制造出實用化所需的大尺寸結晶。

             

                 研發團隊開發出了通過直接加熱原料來制造氧化鎵結晶的設備,制造出了最大約5厘米的結晶。將原料裝入用水冷卻的銅質容器,利用頻率達到此前約100倍的電磁波,使原料熔化。

             

                  傳統方法是加熱使用貴金屬銥制造的容器,熔化其中的材料,制造結晶。要制造直徑約15厘米的實用性結晶,僅容器就需要3000萬~5000萬日元,還存在結晶的質量不夠穩定等課題。

             

                  據稱由于不需要昂貴的容器等原因,利用新方法能以目前約100分之1的成本制造氧化鎵結晶。力爭在2年內制造出直徑15厘米以上的結晶。

             

                  現在的功率半導體主要把硅用于基板,但課題是會產生電力損耗。氧化鎵與碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等一起,作為新一代材料受到期待。據稱氧化鎵的電力損耗在理論上僅為硅的約3400分之1、碳化硅的約10分之1。

             

                  如果純電動汽車(EV)的馬達驅動用電源采用氧化鎵制的功率半導體,就算電池容量相同,也能行駛更遠距離。C&A和東北大學的團隊將利用新方法降低此前成為瓶頸的生產成本,推動實用化。

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