金刚石半导体被称为“终极半导体”,,,与现在主流的硅半导体相比,,,,可在5倍的高温和33倍的高电压下工作。。日本北海道的初创企业OOKUMA DIAMOND DEVICE(札幌市,,以下简称:OOKUMA)为了将被称为“终极半导体”的金刚石(Diamond)半导体推向实用化,,,,最早计划2026年度末在福岛县大熊町让工厂投产。。总投资大约50亿日元。。计划达到能年产几万个半导体器件的规模。。。。该公司将与东京电力控股(HD)的子公司合作,,在福岛第一核电站用于废堆的机器上配备金刚石半导体。。。。
OOKUMA将向东电控股与日本重工企业IHI于2022年成立的企业Decom.Tech(福岛县大熊町)供应半导体基板上使用人工钻石的金刚石半导体器件。。。。为了对福岛第一核电站实施废堆,,,需要取出堆芯熔毁后留下的熔融燃料。。。Decom.Tech则承担取出熔融燃料的设备的基本设计和研发工作。。
OOKUMA将在力争2026年度投产的工厂开始试验性生产。。。。配备金刚石半导体的机器设想用来测定反应堆内的中子。。。除了用于废堆外,,,,这也是万一发生事故时所需要的机器。。。据称,,该公司通过研究使用金刚石半导体的零部件发现,,,即使在最高温度摄氏450度下也能够工作,,,在放射线浓度高的环境下也正常发挥作用。。。。
日本佐贺大学的研究表明,,与现在主流的硅半导体相比,,金刚石半导体可在5倍的高温和33倍的高电压下工作。。。。性能也比新一代功率半导体的碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)出色。。。。还有望用于设想处于更高电压环境下的纯电动汽车(EV)、、、、高速通信及卫星通信。。。。
OOKUMA的半导体不需要原来不可缺少的冷却装置,,有望实现小型化。。。。另外,,为了保护免机器免受高放射线浓度的影响,,,原本需要用铅包裹机器,,,,但配备金刚石半导体后将不再需要,,,这样可以减轻机器重量,,,,提高废堆工作的效率。。。。
预计到工厂投产为止的总投资大约为50亿日元。。。OOKUMA将利用日本政府的“支持自立和返乡创业企业选址补贴”等。。。。还计划从创业投资处筹集1亿4000万日元。。。研究开发方面,,,也被采用为面向实现福岛县复兴的技术开发等、、、、上限7亿日元的补助项目。。。另外,,,,还将从日本内阁府每年领取1亿~3亿日元资金,,,最长领取3年。。。。
OOKUMA代表星川尚久表示:“一直根据废堆的目标倒推,,,,按照深入市场(market in)的设想,,,,推进研究开发”。。。。虽然有很多大学等在开展相关研究,,但实现社会应用的案例还很少。。围绕金刚石半导体,,,丰田和电装出资的企业、、、精密部件厂商Orbray(东京足立)、、源自早稻田大学的初创企业、、、九州工业大学及佐贺大学也在推进研究。。。。
作为新一代功率半导体的材料之一的镓2022年的世界产量为550吨,,,,中国在其中占98%(美国地质调查局)。。2023年8月,,,中国对镓相关产品的出口实施管制。。。。虽然日本也从本国采购,,,但据日本能源与金属矿物资源机构(JOGMEC)统计,,进口的镓7成来自中国,,依赖风险较高。。。。
另一方面,,金刚石半导体使用的人工钻石则是由甲烷气体生成,,,OOKUMA现在也采用这种方法。。。。据称,,,,将来还可以利用由二氧化碳和氢气合成的甲烷来制造。。
OOKUMA计划以核电站废堆为契机量产金刚石半导体。。。为力争应用于卫星通信,,该公司还与三菱电机等启动了联合研究。。。年内还将与日本国内厂商推进用于纯电动汽车(EV)器件的开发。。
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