MoneyDJ新聞 2020-09-30 10:56:09 記者 陳苓 報導
數十年來，矽一直是半導體科技的基石，但是許多專家認為矽的發展來到極限，氮化鎵(gallium trioxide、簡稱GaN)有望取而代之。日本政府砸錢相挺，相信以GaN為基礎的半導體，將在2020年代後期上市。
韓媒etnews 9月29日報導，自駕車和電動車蓬勃發展，能在極端環境下控制電流的功率半導體備受矚目。GaN和碳化矽 (silicon carbide、簡稱SiC)是少數符合此種條件的半導體材料。其中以GaN為基礎的功率半導體最受注意，被視為「次世代的功率半導體」。
有鑑於此，日本經產省準備資助日企和大學，發展耗電量更低的次世代半導體，預計明年將撥款2,030萬美元，未來五年共計斥資8,560萬美元。日方補助鎖定研發GaN材料的企業，GaN半導體能降低耗電。
日本是全球第一個研發GaN的國家，政府鼎力相挺，讓在該國全球市場享有競爭優勢。半導體材料是日本的強項，日方打算支持相關企業，研發能減少耗電的半導體材料，藉此超越對手。日本經產省相信，2020年代末期，日企將開始供給以GaN為基礎的半導體，用於數據中心、家電、汽車等。如果GaN取代現今廣泛使用的矽，每年可以減少1,440萬噸的二氧化碳排放。
寬能矽GaN、耗電少耐高溫
為何各方看好GaN？The Verge 2019年初報導，英國布里斯托大學(University of Bristol)物理學家Martin Kuball表示，所有材料都有「能隙」(band gap)，也就是傳導電流的能力。GaN的能隙比矽更寬，能承受更高的電壓、電流也能更快通過。
正是如此，以GaN為基礎的半導體，比會矽半導體更有效率、耗電也較少。哈佛大學博士候選人Danqing Wang說：「可以把東西作得很小，或在同一區域塞入更多的GaN，表現卻更好」。一旦電力損失減少，不只能縮小充電裝置的體積、用電量也更少。Kuball指出，現今的電子產品若全數改用GaN，耗電可望減少10%、甚至25%。
此外，矽無法承受過高溫度，汽車內的電子元件必須遠離引擎，避免過熱。GaN比矽更能承受高溫，能去除此一限制，開啟汽車設計的無窮可能。
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