半導体の第四世代Ga2O3は着いたり、SiCを取り替えることができるか。

エクスポート制御の下のキーの半導体の原料
2023年8月1日、商務部および中国の習慣の一般的な管理に公式に半導体の原料ガリウムおよびゲルマニウムのエクスポート制御を実行した。この移動に関する企業にさまざまな意見があり、石版印刷機械の輸出のオランダASMLの改善された制御に応じてあることを多くの人々は信じる。しかし2022年8月で。米国は中国に禁止されたエクスポート制御のリストに高純度の半導体材料ガリウム酸化物を含めた。米国の商務省の企業そして保証（BIS）の局はまた高温および電圧に抗できる、またとりわけ3nmで破片のために新しいエクスポート制御に以下に、組み込まれているECADソフトウェア発表したガリウム酸化物およびダイヤモンドのような第四世代の半導体材料の包含を。
その当時、このエクスポート制御に注意を払っている多くの人々がなかったし中国が企業が第四世代の半導体の重要な材料-ガリウム酸化物への注意し始めたエクスポート制御のリストにガリウムを含めたことそれは後で年までではなかった。ガリウムおよびゲルマニウムは半導体工業の主原料であり、適用は第四世代の半導体に最初にの製造業をカバーする。今日、ネックに、より大きいbandgapの幅の半導体材料に直面していて、ムーアの法律がダイヤモンドのような、ガリウム酸化物、AlNおよびBN.、優秀な物理的性質による情報技術の次世代のための原動力になる潜在性がある。
中国のために、それは半導体の開発のための重要な期間であり、米国からのさまざまな認可はガリウム酸化物のような主革命的な材料の研究に主進歩の抑制をした。多数の挑戦にもかかわらず、私達がこの半導体技術の回転に成功してもいければ中国に製造の発電所から世紀以内に偽りなく前例のない変形を達成する製造の発電所に跳躍する潜在性がある。これはだけでなく、全体的な科学技術の挑戦に直面する中国の能力を展示する中国の科学技術の強さの主要なテスト、また重要な機会でありではない。

炭化ケイ素およびガリウム酸化物を越える利点
ガリウム酸化物、第四世代の半導体材料に、大きいbandgapの幅（4.8 eV）、高く重大な故障分野強さ（8MV/cm）、およびよい伝導の特徴のような利点がある。ガリウム酸化物に5が確認した安定したのβ- Ga2O3である結晶形をある。そのbandgapの幅は4.8-4.9 eVであり、故障分野強さは8 MV/cm高い。その伝導の抵抗はSiCおよびGaNのそれより大いに低く、装置の伝導の損失を非常に減らす。その独特変数、Baligaの報酬（BFOM）は、3400、SiCおよび4回のGaNのおよそ10回高い。

炭化ケイ素およびガリウム窒化物と比較されて、ガリウム酸化物の成長プロセスを良質、高い収穫および安価の結果大気圧の液体の溶解方法を使用して達成することができる。自身の特徴、炭化ケイ素およびガリウム窒化物が原因でしか高温生産環境を維持し、多量のエネルギーを消費することを要求する気相塩基性方法によって作り出すことができない。これは国内製造業者がすぐに生産能力を高めることができるようにガリウム酸化物に生産および製造業の要された利点がある意味し、適していることを。

炭化ケイ素と比べて、ガリウム酸化物はほとんどすべてのパフォーマンス パラメータで炭化ケイ素を越える。特に大きいbandgapの幅および高い故障分野強さと、それに強力な、高周波適用で重要な利点がある

ガリウム酸化物の特定の適用そして市場の潜在能力
ガリウム酸化物の開発の見通しはますます顕著であり、市場は日本、Novellの水晶技術（NCT）およびFlosfiaの2つの巨人によって現在主に独占される。NCTは首尾よく多数の主要な技術を、2インチ ガリウム酸化物の水晶およびエピタキシアル技術を含んで突破する2012年以来のガリウム酸化物の研究開発、またガリウム酸化物ずっと材料の大量生産に投資している。その効率および高性能は企業で広く確認された。それは首尾よく2021年に4インチ ガリウム酸化物のウエファーを大量生産し、もう一度第三世代の化合物半導体の競争で日本を前方に保つ顧客のウエファーを、供給し始めた。
NCTの予言に従って、ガリウム酸化物のウエファーのための市場は次の十年以内に急速に育ち、およそRMBに2030年までに30.2億拡大する。FLOSFIAは2025年までにそれを、ガリウム酸化物力装置の市場規模ガリウム窒化物のそれを越え始め予測し15.42億ドル（およそ100億RMB）に2030年までに達し、炭化ケイ素およびガリウム窒化物の1.56回の40%を占める。富士の経済の予言に従って、ガリウム酸化物力の部品の市場規模は2030年までに1542億円（およそ92.76億元）に達し、ガリウム窒化物力の部品の市場規模を越える。この傾向は力の電子デバイスのガリウム酸化物の重要性そして未来の潜在性を反映する。

ガリウム酸化物にある特定の特定の適用分野で重要な利点がある。パワー エレクトロニクスの分野では、ガリウム酸化物力装置はガリウム窒化物および炭化ケイ素と部分的に重複する。軍分野では、それらは強力な電磁石銃のような電力制御システムで主に、タンク、戦闘機および船、また放射の抵抗力があり、高温抵抗力があるエアロスペース能力の供給使用される。一般市民のセクターは電力網、電気牽引、photovoltaics、電気自動車、家庭用電化製品、医療機器および家電のような分野で主に加えられる。

     新しいエネルギー車の市場はまたガリウム酸化物に巨大な適用シナリオを提供する。但し、中国に、車のレベルの力装置は弱く常に、SiC MOS IDMは車のレベルに現在ない。XFabの契約はすぐに広範囲があることができる生産能力を習得し、独特なプロセスを開発するために何人かのFabless会社市場へのSBDおよびMOSの指定、および販売および融資の進歩がまだ比較的滑らか、将来、彼ら彼らの自身のすてき造る必要があるであるが区別された比較優位を発生させるため。
充電ステーションはガリウム酸化物に機会を提供する非常に要された敏感である。
費用の利点の市場の認識を得ている間ガリウム酸化物が性能要件を満たしまた更に超過できれば、この分野の適用の大きい可能性がある。
RF装置市場では、ガリウム酸化物の市場容量は炭化ケイ素エピタキシアル ガリウム窒化物装置の市場を示すことができる。新しいエネルギー車の中心は装置指定のための非常に高い条件があるインバーターである。現在、イタリアの半導体のような会社、日立、AnsemyおよびRohmは自動車等級SiCのMOSFETsを大量生産し、供給できる。2026年までに、この数が$2.222十億に（およそ150億RMB）、ガリウム酸化物にRF装置市場で広い適用見通しおよび市場の潜在能力があることを示す増加することが期待され。
パワー エレクトロニクスの分野のもう一つの重要な適用は48V電池である。リチウム電池の広まった使用によって高性能の目的取り替えるのに、より高い電圧システムが重量の軽減およびエネルギー保存を達成する鉛電池の12V電圧システムを使用することができる。これらのリチウム電池 システムは広く48V電圧を使用し、電子パワー系統に、高性能48V → 12V/5Vの転換は要求される。2動かされた電気自動車の市場を、2020年からのデータに従って一例として取って、中国の電気装輪車2つの全面的な生産は48.34百万単位、27.2%の年度ごとの増加であり、リチウム電池の浸透率は16%を超過した。、ガリウム酸化物のような100V高圧高い現在の装置そのような市場に直面されて、GaNおよびケイ素はSG-MOS装置を目標として、この適用をしている努力を基づかせていた。
産業分野では、それに大量生産の両極、高エネルギーの効率、容易さ、および信頼性の条件の単極取り替えを含む複数の主要な機会そして利点が、ある。これらの特徴はガリウム酸化物に未来の力の適用の重要な役割を担わせる可能性としては。長い目で見れば、ガリウム酸化物力装置は650V/1200V/1700V/3300V市場の役割を担うと期待され十分に2025年から2030年まで自動車および電気機器分野を突き通すと期待される。短期的に、ガリウム酸化物力装置は家電、家庭電化製品および信頼性が高く、高性能産業電源のような分野で最初に現われた。これらの特徴はケイ素（Si）のような材料、炭化ケイ素（SiC）、およびガリウム窒化物（GaN）間の競争をもたらすかもしれない。

     著者はガリウム酸化物のための競争の焦点が400Vプラットホームの650V装置の慣習的な使用に数年以内にあることを信じる。この分野の競争は転換の頻度、エネルギー損失、破片の費用、システム費用および信頼性のような多数の要因を含む。但し、技術の進歩と、プラットホームは既にSiCおよびGa2O3のための利点区域である、か1200V 1700V装置の使用を要求する800Vに改善されるかもしれない。この競争では、開始に自動車企業の顧客にインバーターの適用の確かな基盤を築いている顧客との詳細なコミュニケーションによってシナリオ意識、車の正規システムおよび顧客の心的状態を確立する機会がある。
全体的にみて、ガリウム酸化物に力装置の分野で大きい潜在性があり、高性能、低負荷の消費、高周波および高温のような高性能適用の必要性を満たす多数分野のSiCそしてGaNのような材料と競うことができる。但し、インバーターおよび充電器のような適用の新しい材料の浸透は時間をかけ、次第に市場にそれらを促進する特定の適用のための適した指定の連続的な開発を、要求する。