一家專門從事合成、實驗室培育的電子級金剛石材料的制造和應用的科技公司AKHAN Semiconductor 上個月宣布，公司面向半導體、電信、消費行業和全球市場展示了能夠制造 300 毫米互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 金剛石晶圓。
       近日，AKHAN半導體公司董事長亞當·汗（Adam Khan）在接受采訪時表示，將推動金剛石半導體器件在汽車領域的應用。

       Khan說：“在軍事和航空航天的半導體應用中，金剛石很可能取代一些特殊材料，如碳化硅和氮化鎵。同時，金剛石半導體將在汽車行業有新的應用，因為其需要在高溫、大功率應用中運行。”
       在碳化硅和氮化鎵市場看到的一切都很容易成為金剛石半導體的一部分，Khan在采訪中說，金剛石是碳化硅的直接競爭對手。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200毫米金剛石晶圓。AKHAN向300毫米金剛石晶圓的轉變是為了滿足更廣泛的設備需求。 在軍事航空應用中面臨的許多類似挑戰（如高溫）也適用于汽車行業，在汽車行業，必須降低發動機的總體熱損耗。據Khan稱，AKHAN押注其向300毫米的轉變將使金剛石與現有工藝和生產線兼容，同時2024年將生產成本降低到與硅具有競爭力的水平。

       “因為我們制作的是一層非常薄的金剛石，所以比我們以前使用的每單位面積或每磅氮化鎵便宜。它現在也比碳化硅便宜。”
       “與之相比較沒有成本優勢的材料是硅，”Khan補充道：“硅的規模經濟非常巨大，目前金剛石仍然比硅貴。通過擴展應用，我們希望未來金剛石比硅性價比更高，不僅在單位面積性能方面，而且在能耗節約方面。”

       “我們將減少遮罩層，使電路密度將降低，以更低的成本實現更強的功能，這樣系統成本實際上應該與硅相當，”他爭辯道。

       非行業顛覆

       不過，Khan承認，金剛石半導體并非行業顛覆。阻礙金剛石應用的一個主要因素是半導體摻雜工藝。金剛石的P型或硼摻雜會產生一些額外的導電性。使用砷或磷對金剛石進行N型摻雜是自20世紀60年代以來的研究重點，一直是AKHAN商業化的目標。
       “我們現在正在尋找功率和射頻的應用，”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，金剛石更是遠遠優于碳化硅。”
       雖然Akhan的目標是成本平價，但硅和金剛石之間的比較對于各種應用來說并非微不足道。關鍵因素包括摻雜水平和屏蔽層數量。金剛石的優點包括消除熱層和材料層以及采用更簡單的封裝。
       “這就是我們在未來幾個月內將要做的，因為我們將展示其中的一些器件，”Khan說：“目前，金剛石仍然是一種利基材料，因為它與航空航天和軍事領域有著顯著的關聯。”。

       “你將看到金剛石半導體的巨大發展，伴隨著它在汽車行業的應用，工業和其它領域的應用也會越來越多。”研發仍然主要在麻省理工學院和斯坦福大學等大學開展。據Khan說，這將有助于新的金剛石半導體市場競爭對手的崛起。

       Khan說：“客戶已經通過了小規模量產，因此我們現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，進行概念驗證、小批量試生產，然后將技術轉移到實際批量生產的工廠。”

       他預測，“金剛石半導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，由中國超硬材料網&DT新材料聯合主辦的第六屆國際碳材料大會暨產業展覽會——金剛石論壇將在上海跨國采購會展中心拉開帷幕。

       本屆金剛石論壇設有內部研討會、主題報告、特色展區，圍繞高功率器件與碳基散熱解決方案、半導體前沿應用等展開話題討論，探索金剛石應用的無限可能！

       (備注：1、現場建立微信交流群，提供交流合作平臺；2、名額有限，報名時需備注是否參與內部研討會，當天不接受報名)

參會報名：

劉小雨  

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李君瑤   

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