日本中央硝子（Central Glass）開發出了用于功率半導體尖端材料“碳化硅（SiC）”基板的新制造技術。artience（原日本東洋油墨SC控股）也在新型接合材料的實用化方面看到了眉目。碳化硅半導體可提高純電動汽車（EV）的充電速度。而兩家企業的技術均有助于降低碳化硅半導體的價格。日本擁有優勢的材料技術將推動EV的普及。

中央硝子正在開發的碳化硅（SiC）基板

      中央硝子開發出了利用含有硅和碳的溶液來制造碳化硅基板的技術。與使用高溫下昇華的碳化硅使單晶生長的傳統技術相比，更容易增大基板尺寸以及提高品質。這可使基板的制造成本降低1成以上，不合格率也會大幅降低。

      利用兩種元素混合而成的溶液，很難制作出均勻的晶體，此前一直未實現實用化。中央硝子運用基于電腦的計算化學，通過推算溶液的動態等，成功量産出了6英吋口徑基板。

      據稱，為了讓客戶採用以新技術制作的碳化硅基板，該公司已開始與歐美的大型半導體企業等展開討論。最早將于2024年夏天開始向客戶提供樣品，2027～2028年實現商業化。將在日本國內的工廠實施數十億日元規模的投資，目標是達到10％以上的份額。該公司打算最早于2030年把尺寸擴大到8英吋。基板越大，用1塊基板制造出來的半導體就越多，生産效率也越高。

      功率半導體被安裝于充電器、小型家電、用來連接EV馬達和電池的控制設備上，用于功率控制等。碳化硅産品可以施加比目前主流的硅産品（目前的主流）強約10倍的電壓。據稱，以用在EV的快速充電器上為例，與使用硅基板時相比，可使充電時間由90分鐘縮短到20分鐘。

     另一方面，使用碳化硅的功率半導體比硅産品的價格高出數倍。制造成本正在成為碳化硅功率半導體普及的攔路虎。為此，各材料企業正在加緊開發有助于降低成本的技術。

      artience新開發出了用于接合晶片和銅等基板的“奈米燒結銀接合材料”。在用于碳化硅基板的接合材料方面，雖然業界正在考慮使用以耐高溫的銀為主要成分的材料，但需要一個施加壓力的工序來提高接合性。半導體廠商需要引進每臺價格高達1億日元左右的設備，為此，有很多企業不愿意採用銀接合材料。

 artience面向功率半導體開發的新接合材料

      artience開發的接合材料具有無需加壓也能提高接合性的特點。運用了該公司在顏料領域培育的可控制粒子大小的技術以及可使銀均勻散開的技術。

      由于不需要加壓，因此可使接合工序的生産設備初始投資降低到原來的六分之一。通過節省加壓所需要的時間，還能使接合時的生産效率提高到4倍。

      目前已有半導體廠商進行洽購，計劃最早于2026年實現1噸的年産量，到2030年增産至3噸。如果只用于功率半導體的接合，1噸相當于約300萬輛EV的用量。將轉用現有油墨工廠的生産設備。

      可提高功率轉換效率的碳化硅功率半導體，除了EV用途之外，也越來越多地應用于需求因人工智慧（AI）的發展而迅速擴大的數據中心。據日本富士經濟（東京都中央區）預測，到2035年，碳化硅功率半導體市場規模將擴大至2023年的8倍，達到3萬1510億日元。隨著制造成本降低，碳化硅功率半導體的普及速度可能會加快。

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