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來源：內容編譯自日經亞洲，謝謝。
得益於日本的進步，效能比現有材料高出一個數量級的金剛石功率半導體正越來越接近商業可行性。
這種半導體由合成金剛石製成，由於其熱導率和其他特性，金剛石被稱為終極半導體材料。
金剛石特別適合用於功率半導體，因為作為絕緣體，金剛石的電氣強度是矽的 33 倍。金剛石功率半導體還可在大約 5 倍高溫的環境中工作，理論上可處理大約 50,000 倍的電力。
碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）作為下一代半導體襯底也備受關注，但金剛石的效能要高得多。
使用巴利加效能係數，金剛石的效能是碳化矽的 80 多倍，是氮化鎵的 10 多倍。巴利加效能係數得分越高，意味著材料越能顯著降低功率損耗。
金剛石半導體正被考慮用於需要大功率、穩定電源的應用，包括電動汽車、飛行汽車和發電站。金剛石半導體還具有耐高溫和耐輻射的特性，預計可適用於核電和太空等領域。
金剛石作為半導體材料的研究已經進行了三十多年，但面臨著許多障礙。
金剛石的硬度使其難以以電子裝置所需的精度進行研磨和加工。金剛石在半導體中長期使用時也會變質。嘗試用金剛石形成更大的基板是一項特別的挑戰，而成本阻礙了其商業化。
但經過過去幾年的長足進步，金剛石半導體預計將在明年至2030年間進入商業化階段。日本在該領域的研發方面處於領先地位。
2023年，日本佐賀大學團隊成功開發出全球首個採用金剛石半導體的電源電路。東京精密部件製造商Orbray開發出可量產2英寸金剛石晶圓的技術，突破了之前1英寸的極限。該公司預計很快將開發出4英寸晶圓。
東京的一家初創公司 Power Diamond Systems 於 12 月開發出一種金剛石元件，能夠處理世界領先的 6.8 安培電流。該公司計劃在幾年內開始運送樣品。
北海道另一家初創公司大隈鑽石裝置公司 (Ookuma Diamond Device) 正在福島縣建造一家工廠，將大規模生產鑽石半導體。該工廠將於 2026 財年開始運營，目標是將半導體安裝在用於清除受災福島第一核電站殘骸的裝置中。
隨著商業用途的期待越來越高，涉及相關領域的上市公司可能會受到更多關注。生產用於研究設施的精密裝置的JTEC公司擁有利用等離子拋光高硬度材料表面的獨特技術。
該公司已經成功高效且無損地拋光了世界領先尺寸的單晶金剛石基板，並已接到用於金剛石材料加工的開發裝置的訂單。該公司的目標是到 2027 年 6 月結束的財年，將相關業務的銷售額提高到 7 億日元（490 萬美元），是本財年目標的兩倍多。
EDP 是東京證券交易所創業板上市的公司，也是日本唯一一家生產和銷售用於珠寶的人造鑽石種子的公司。該公司利用日本產業技術綜合研究所開發的技術，建立了生產世界最大單晶的系統。
如果未來鑽石半導體得到廣泛應用，那麼穩定供應高品質的人造鑽石將至關重要。目前，大部分人造鑽石產自印度和中國。
合成鑽石批發商 Pure Diamond 的代表董事伊藤卓也 (Takuya Ito) 表示：“合成鑽石的生產取決於公司的技術能力，而不是所使用的機器。”
伊藤補充說，每家公司都會定製生產裝置，並使用自己的配方來生產合成鑽石，因此質量和尺寸差異很大。最近，一家韓國公司開發了更快速生產合成鑽石的技術。
https://asia.nikkei.com/Business/Tech/Semiconductors/Japan-R-D-brings-powerful-diamond-semiconductors-closer-to-reality
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