【国际时事】FLOSFIA 在氧化镓功率半导体量产化技术方面取得新进展

        日本株式会社 FLOSFIA（总部：京都市，代表取缔役社长：四户孝）在全球率先推进实用化的氧化镓（α-Ga₂O₃）功率半导体领域，成功完成了作为量产化关键的 4 英寸晶圆制造技术验证，并成功克服了产品可靠性方面的课题。

        在全球成本竞争日趋激烈的背景下，面对 SiC（碳化硅）产业所面临的结构性问题，FLOSFIA 的创新材料技术作为“游戏规则改变者”，为恢复日本半导体产业竞争力奠定了坚实基础。

        ■ SiC 的激烈竞争与日本半导体产业所面临的问题

        目前，作为下一代功率半导体主力的 SiC 市场中，由于电动汽车需求放缓以及中国厂商的大规模投资的双重影响，陷入堪称价格崩盘的激烈成本竞争。尽管日本厂商在技术实力方面仍保持优势，但由于结构性高成本体质，竞争力正在迅速下降，曾经席卷全球的日本半导体产业面临着“第二次失败”的严峻局面。

        ■ “新材料功率半导体”市场的急速扩张所带来的历史性机遇

        随着生成式 AI 的爆发式普及，数据中心的电力需求急剧增加，同时在实现碳中和社会的要求下，电力转换效率的飞跃性提升已成为当务之急。以硅（Si）以外的新材料功率半导体市场预计在未来 10 年内将以年均复合增长率（CAGR）约 20% 的惊人速度增长，并在 2035 年扩大至约 3.5 万亿日元的市场规模。

        ■ 实现量产化的重要里程碑：以日本原创技术解决结构性成本课题

        FLOSFIA 在量产化关键技术的研发中取得了重要突破。现就以下两项技术成果进行说明。

        FLOSFIA 按计划完成了此前公布的“于 2025 年内完成 4 英寸晶圆制造技术验证”的目标。由此，为构建大规模量产体系奠定了基础，并为实现压倒性的低成本优势指明了方向。公司的独有技术从根本上解决了 SiC 所面临高成本的结构性问题。

        ① 衬底成本的革新性削减

        在 SiC 器件制造成本中，占比约一半（48%）的是 SiC 衬底；而在 α-Ga₂O₃ 器件中，通过利用可广泛且低成本采购的蓝宝石衬底，基板成本最高可削减至原来的 1/50。

        ②生长成本的大幅降低

        FLOSFIA 独有的 Mist-DRY^® 法结晶装置，与传统 SiC 结晶装置（MOCVD 或 HVPE 法）相比，设备投资额可降低至 1/10 以下，预计可大幅降低晶体生长成本。

        ③ 前道工序的高效展开

        FLOSFIA 此前曾面临由于 α-Ga₂O₃ 表面加工工艺引起的可靠性偏差问题，而此次成功锁定了主要原因并建立了相应的对应技术。

        通过利用直径 100 μm 的微芯片进行测试，发现可靠性良率显著改善，从而确认不良的主要原因在于“微小表面凹凸”和“特殊晶体缺陷”两点。针对问题，公司建立了能够高灵敏度检测晶圆整体微小表面凹凸的方法，并确立了独有的晶体缺陷检测技术，实现了可靠性偏差的大幅改善。

        通过引入该对应技术，在耐压/电流（600 V/10 A）等级的产品（民用及工业设备用途的主流规格）中，验证了以下显著改善效果。

        ・大幅降低漏电电流：

        与对应技术之前相比，在施加反向电压时的漏电电流降低至 1/1000 以下。

        ・严苛环境下确保长期可靠性：

        在 150℃ 高温环境下进行反向偏压连续施加（加速试验），确认经过 1,500 小时后仍未发生击穿。

        ・通过良率改善提升量产性：

        通过大幅改善可靠性波动，同时实现量产良率提升与成本竞争力强化。

        此次确立的可靠性对应技术，为满足市场所要求的可靠性标准指明了方向。

        此外，该技术不仅适用于 SBD，还可横向应用于今后展开的 JBS 二极管及 MOSFET 等产品系列。借助这一共通基础技术，将进一步加快早期产品线整体的启动。

        ■ 未来展望：以日本原创技术开拓“后 SiC”时代

        FLOSFIA 将以此次成果为基础，加速确立占据市场 70% 以上份额的 MOSFET 以及作为下一代二极管的 JBS 的量产技术。此前在率先推进量产开发的 SBD 中所积累的良率改善与工艺优化经验，将成为这些主力产品实现早期市场投放的重要优势。

        ■ 助力日本半导体产业重振竞争力

        针对在全球成本竞争中处于劣势的日本 SiC 产业，FLOSFIA 的 α-Ga₂O₃ 技术提供了以下优势：

        ・性能方面：超越 SiC 的超低损耗特性

        ・成本方面：实现与 Si 相当的制造成本

        ・技术独特性：以日本具有优势的材料技术为核心

        ・知识产权保护：凭借独家技术构筑高准入壁垒

        同时，该公司正积极推进通过知识产权授权及外延晶圆供应建立全球合作伙伴关系，力争2026年度实现量产。

        FLOSFIA 将在“半导体生态^®”理念下，致力于降低能源损耗、工艺损耗及材料损耗三大环节的浪费，为实现可持续社会与减轻地球环境负担贡献力量。