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【国际时事】半导体市场掀起投资热！日本将大力发展功率半导体
日期：2023-03-14阅读：255
现在日本出现了一波投资热潮，以增加功率半导体的生产。 功率半导体作为有效利用电力，包括电动汽车（EV）在内的是脱碳不可缺少的元素。虽然日本半导体在储存和逻辑（演算）方面失去了竞争力，但日本制造商在功率半导体方面保持着优势，并进一步加紧投资以提高产量。
6月8日，罗姆为其子公司罗姆· Apollo筑后工厂（福冈县筑后市）的新楼中举行了开幕仪式，以生产SiC（碳化硅）為基板的功率半导体。罗姆使用150mm的SiC晶圆生产功率半导体，而计划于今年年底投入使用的新大楼将是罗姆公司将首个对应直径更大的200毫米的设施。到2025年，将投资多达1700亿日元，使生产能力比2009年增加6倍。
罗姆公司称，功率半导体由于脱碳等进展的原因，这一增长比预期提前了两年。目前，罗姆公司的SiC功率半导体占全球份额为14%，瑞士的意法半导体公司位居首位。在新大楼的开幕仪式上，罗姆公司松本功社长表示，目标在25年将其市场份额提高到30%，并在未来成为首位。
虽然硅（Si）现在仍是功率半导体的主流，但SiC作为下一代材料正受到关注。与硅相比，即使施加高电压也不易损坏，且基板更为轻薄。另外，散热更为出色，冷却的小型器件也成为可能。虽然SiC功率半导体相比硅更贵，生产高质量SiC晶体的成本更高，但需求仍在增长，足以证明增加增产的投资是合理的。
在SiC功率半导体方面，富士电机也在今年1月宣布对富士电机津轻半导体（青森县五所川原）的工厂进行设备投资，以提高产量。将建造一条新的150毫米晶圆生产线，并在2024年开始量产。截至23年的五年中期管理计划中，富士电机曾计划在以硅为主的功率半导体领域总共投资1200亿日元，包括此次在内，预计今后的投资将增加到1900亿日元。
◇东芝, RENESAS也在提高
在日本国内，对硅的新投资并没有停止。目前，主流投资是将晶圆直径从传统的200毫米晶圆增长到300毫米晶圆。直径越大，可生产的功率半导体数量就越多。东芝和RENESAS正在投资新的300毫米硅晶圆，并加快新生产线的运行，以便进一步推动大规模生产。
东芝于今年2月宣布，在生产200毫米晶圆功率半导体的子公司加贺东芝电子（石川县能美市）工厂，该公司将300毫米晶圆生产线的启动时间从原来的“23年度上半年”提前至“22年度下半年”。并且为300毫米的晶圆建设了对应的新楼，以24年开始运转为目标。据说功率半导体的生产能力比21年度提高2.5倍。
RENESAS也于今年5月宣布，将向14年已关闭的甲府工厂（山梨县甲斐市）投入900亿日元，作为对应300毫米晶圆的功率半导体生产线，将于24年恢复运行。生产面向车载高速·高耐压的转接开关（电信号的接通·断开）被使用的「绝缘栅极双极晶体管」（IGBT）等。关闭的工厂重新启动本就很少见，当地也涌现对扩大就业的期待。
功率半导体对于愈发增长的需求供不应求。电装公司也将生产电力半导体，为确保更多的产量，今年4月宣布将与大型制造受托企业台湾联华电子（UMC）合作。在UMC的日本子公司联合半导体日本（USJC，三重县桑名市）的工厂，新设300毫米硅晶圆对应的功率半导体生产线。
◇氧化镓的材料开发
在功率半导体方面作为新一代材料的投资也非常活跃。现在氧化镓（Ga2O3）作为继SiC之后的新一代材料的正在持续开发中。在技术方面先行的是田村制作所的子公司Novel Crystal Technolgy（NCT 埼玉县狭山市）和京都大学发祥的FLOSFIA（京都市）的两家公司。今年3月NTC宣布氧化镓在150毫米晶圆上的成膜成功，取得显著成果。
业界给予很高的期待。NCT由AGC、新电元工业和TOREX（用英文）半导体等公司出资，罗姆公司也在今年5月出资。另一方面FLOSFIA由三菱重工业、电装和大金工业等出资的情况下，三洋化成工业决定在今年1月出资，以年内可量产为目标。
在半导体市场“硅循环”以4年为周期出现萧条。很难看清需求动向，在内存和逻辑上，日本厂商由于过度投资导致业绩恶化，事业撤退和破产。但是，在日本，东芝和日立制作所等需要功率半导体的重电制造商也很多，在功率半导体方面依然保持着很高的竞争力。
而现今，半导体需求已从个人电脑和智能手机时代开始，逐渐向IoT（物联网）、5G（第5代移动通信系统）、EV、元宇宙（三维虚拟空间）等转移。在那个背景下起伏的是脱碳化的大动向。在面临俄罗斯入侵乌克兰导致能源供应危机的情况下，为了有效地使用有限的能源，功率半导体的作用也会提高。
“只要人类有欲求，半导体就不会消失。”日本半导体制造装置协会（SEAJ）副会长荏原Fello的辻村学先生每次都会说这句话。对于满足人类需求的电子设备，半导体是必不可少的。而且，随着人类欲求的提高，半导体会不断进化。如果日本能通过功率半导体巩固自己的地位，引领世界的话，未来也会更加广阔。
（村田晋一郎／金山隆一・编辑部）
