Wassenaar Arrangement:Ga2O3とダイヤモンドを規制！
réguler le Ga2O3 et les diamants !
Ga2O3 und Diamanten regulieren!
Regulate Ga2O3 and Diamonds!
瓦森納安排：規範 Ga2O3 和鑽石！
ー軍事用レーダーや電磁砲、超高出力兵器に活用ー
ーポストSiC：UWBG半導体がいよいよ登場ー
ーNovel Crystal Technology、アダマンド並木精密宝石ー
2022.11.18
酸化ガリウム（Ga2O3）：
ーパワー半導体材料で注目株の酸化ガリウム（Ga2O3）ー
シリコン（Si）、
炭化ケイ素（SiC）、
窒化ガリウム（GaN）に次ぐ、新材料なのだ。Ga2O3が急拡大：
「今後Ga2O3が急拡大して、2030年にGaNの市場規模を抜く」との予測。
デバイス構造：
ショットキーバリアダイオード（SBD）で、
「電源の力率改善（PFC）回路での活用」が見込める。
UWBG半導体とは：
ーGa2O3など、ウルトラワイドバンドギャップ（UWBG）半導体ー
一般的に、「バンドギャップエネルギ–が、GaN（3.4eV）よりも大きい」
- 「電子機器の低損失化（SiC比3分の1）と高耐圧化」に貢献
- 「また、一部は高周波動作向きで、受動部品の小型化」に貢献
UWBG半導体の用途：
ーUWBG半導体は一体どこで使われるのか？ー
民生分野での利用：
ー民生用途で、大規模受注の可能性は、現状かなり低いー
発売当初の新材料デバイスは、価格が高くユーザーの手が伸びにくい。
軍事・防衛・宇宙での利用：
ー今後、利用確度が高いのが、軍事・防衛と宇宙だ！ー
こうした特殊用途では、コストを度外視して性能を求める。
米国防総省
UWBG半導体
研究開発予算ー米国防総省の軍事・防衛用途での開発事例が近年急増！ー
「米国防総省のUWBG半導体に関する研究開発予算」は、
- 2022年は、前年比7倍に急増した。
- 2023年は、さらに増えて865万米ドル（12.1億円）となる見通し。
UWBG半導体：
高周波対応や高パワーを生かして、「軍事用レーダーや電磁砲などの超高出力兵器」に活用する。
特にレーダーでは、
相手の攻撃を捕捉能力で、敵を上回る応答性が求められる。
UWBG半導体の利用が、切望されている。
アダマンド並木精密宝石：
ーダイヤモンドウエハーを開発するアダマンド並木精密宝石ー
「軍事産業から、声がかかっている」
アダマンド並木の ダイヤモンド基板開発統括本部 の金聖祐氏は話す。
ノベルクリスタルテクノロジー：
ーβ-Ga2O3基板を開発・販売するノベルクリスタルテクノロジーー
2020年度まで、防衛装備庁の安全保障技術研究推進制度の一環で研究を実施。
研究成果報告書：
ノベルクリスタルテクノロジーの研究成果報告書に、
「高耐圧大電流パルス電源用」と記載されている。
レールガンに使用：
ー防衛装備庁が肝いりで開発しているレールガンー
レールガン電源のスイッチングに使える可能性がある注1）
「ワッセナー・アレンジメント」：
2022年8月、軍事技術の輸出管理について、
国際的な申し合わせ「ワッセナー・アレンジメント」
新たに「Ga2O3とダイヤモンドが規制対象」に追加された。
「軍事・防衛目的での研究が盛んになってきたこと」の裏付けだ。
日本の「輸出貿易管理令」：
日本でも「輸出貿易管理令として、2022年12月規制対象」になった。
「最終需要者を確認した上での許可制」になる（経済産業省）
ノベルクリスタルテクノロジー：
「軍事用レーダーに適用可能な高抵抗基板」については、
「中国に輸出していない（倉又氏）」とコメントした。
UWBG半導体
宇宙での用途UWBG半導体は、宇宙用途でも適合性が高い。
ダイヤモンドは、宇宙での利用に適している。
放射能、
高温、
低温など、過酷な環境に優れた耐性がある。
例えば、人工衛星で使う電子機器だ（金氏）
UWBGは壊れにくい：
- 「バンドギャップが大きいということ」は、
- 「それだけ結晶を構成する原子間結合が強い」ということだ。
つまり、UWBGは材料として壊れにくい傾向にある。
ダイヤモンド以外の物質：
ダイヤモンドの他に、
「β-Ga2O3や窒化アルミニウム（AlN）」も、「高い高温特性を持つこと」を、確認した。
「SiやSiCにはない唯一の強みを生かせる」のだ。
同様の理由から、「原子力発電所の電子機器にも活用の余地」がある。
日経クロステック（xTECH）
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/02262/111700003/
バンドギャップ制御：新パワー半導体材料・ルチル型GeO2系混晶半導体の開発ー東京都立産業技術研究センター
https://kyodonewsprwire.jp/release/202209096241
Arrangement de Wassenaar : réguler le Ga2O3 et les diamants !
– Utilisé pour les radars militaires, les canons électromagnétiques et les armes à très haute puissance –
-Post-SiC : les semi-conducteurs UWBG apparaissent enfin-
– Nouvelle technologie de cristal, Adamant Namiki Precision Jewel –
2022.11.18
Oxyde de gallium (Ga2O3) :
-L’oxyde de gallium (Ga2O3), un stock d’attention dans les matériaux semi-conducteurs de puissance-
Silicium (Si),
carbure de silicium (SiC),
C’est un nouveau matériau à côté du nitrure de gallium (GaN).
Expansion rapide de Ga2O3 :
“Ga2O3 se développera rapidement à l’avenir et dépassera la taille du marché du GaN en 2030.”
Structure de l’appareil :
Avec une diode à barrière Schottky (SBD),
“Une utilisation dans le circuit de correction du facteur de puissance (PFC) de l’alimentation” peut être attendue.
Qu’est-ce qu’un semi-conducteur UWBG :
– Semi-conducteurs à bande interdite ultra large (UWBG) tels que Ga2O3-
En général, “l’énergie de la bande interdite est supérieure à GaN (3,4 eV)”
Contribution aux “faibles pertes (1/3 par rapport au SiC) et à la tension de tenue élevée des appareils électroniques”
“De plus, certains sont adaptés à un fonctionnement à haute fréquence, contribuant à la miniaturisation des composants passifs.”
Applications des semi-conducteurs UWBG :
ーOù sont utilisés les semi-conducteurs UWBG ?ー
Utilisation dans le secteur de la consommation :
-La possibilité de commandes à grande échelle pour les applications grand public est actuellement assez faible-
Les nouveaux dispositifs matériels au moment de leur sortie sont coûteux et difficiles d’accès pour les utilisateurs.
Applications militaires/défense/spatiales :
– A l’avenir, le militaire/défense et le spatial sont les domaines les plus susceptibles d’être utilisés !ー
Dans ces applications particulières, la performance est recherchée quel que soit le coût.
Département américain de la Défense
semi-conducteur UWBG
Budget R&D
-Le nombre de cas de développement d’applications militaires et de défense par le Département américain de la Défense a augmenté rapidement ces dernières années !ー
“Budget de recherche et de développement du département américain de la défense pour les semi-conducteurs UWBG”
En 2022, il a bondi à sept fois l’année précédente.
En 2023, il devrait encore augmenter pour atteindre 8,65 millions de dollars américains (1,21 milliard de yens).
Semi-conducteurs UWBG :
Profitant d’une réponse à haute fréquence et d’une puissance élevée, il sera utilisé pour “des armes à très haut rendement telles que des radars militaires et des canons électromagnétiques”.
Surtout en radar
Avec la capacité de capturer l’attaque de l’adversaire, une réactivité qui surpasse l’ennemi est requise.
L’utilisation de semi-conducteurs UWBG est fortement souhaitée.
Bijoux de précision Adamant Namiki :
– Adamant Namiki Precision Jewel développe des plaquettes de diamant –
“Nous entendons parler de l’industrie militaire.”
M. Seisuke Kim du quartier général du développement du substrat diamanté d’Adamant Namiki a déclaré.
Nouvelle technologie cristalline :
-Nobel Crystal Technology développe et commercialise des substrats β-Ga2O3-
Jusqu’en 2020, les recherches seront menées dans le cadre du programme de promotion de la recherche en technologies de défense de l’Agence de l’acquisition, de la technologie et de la logistique.
Rapport de recherche:
Dans le rapport sur les résultats de recherche de Novel Crystal Technology,
Il est décrit comme “pour une tension de tenue élevée et une alimentation électrique à impulsions de courant importantes”.
Utilisé pour les railguns :
-Railgun en cours de développement par la Defense Equipment Agency-
Il est possible qu’il puisse être utilisé pour commuter les alimentations des canons à rail Note 1)
“Arrangement de Wassenaar”:
En août 2022, concernant le contrôle des exportations de technologie militaire,
Arrangement international “Arrangement de Wassenaar”
Nouvellement ajouté à “Ga2O3 et le diamant sont soumis à réglementation”.
C’est la preuve que “la recherche à des fins militaires et de défense est devenue active”.
“Ordonnance sur le contrôle du commerce d’exportation” du Japon :
Au Japon, il a été soumis à une réglementation en décembre 2022 en tant qu’ordonnance de contrôle du commerce d’exportation.
Il s’agira d’un “système d’autorisation après confirmation de l’utilisateur final” (Ministère de l’Economie, du Commerce et de l’Industrie)
Nouvelle technologie cristalline :
Pour “substrat haute résistance applicable aux radars militaires”,
“Nous n’exportons pas vers la Chine (M. Kuramata)”, a-t-il commenté.
semi-conducteur UWBG
Applications dans l’espace
Les semi-conducteurs UWBG sont également bien adaptés aux applications spatiales.
Le diamant est adapté à une utilisation dans l’espace.
radioactivité,
haute température,
basse température, etc…
Excellente résistance aux environnements difficiles.
Par exemple, les équipements électroniques utilisés dans les satellites artificiels (M. Kim)
UWBG est indestructible :
“Grande bande interdite” signifie
“C’est la force des liaisons interatomiques qui composent le cristal.”
En d’autres termes, l’UWBG a tendance à être difficile à casser en tant que matériau.
Substances autres que le diamant :
Outre les diamants
Il a été confirmé que “le β-Ga2O3 et le nitrure d’aluminium (AIN)” ont également “des propriétés à haute température”.
“Nous pouvons tirer parti des atouts uniques que Si et SiC n’ont pas.”
Pour des raisons similaires, “il y a de la place pour l’utilisation de l’électronique dans les centrales nucléaires”.
Nikkei CrossTech (xTECH)
Contrôle de la bande interdite : développement de nouveaux matériaux semi-conducteurs de puissance et de semi-conducteurs à cristaux mixtes à base de GeO2 de type rutile – Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Center
Wassenaar Arrangement: Ga2O3 und Diamanten regulieren!
– Wird für Militärradare, elektromagnetische Kanonen und Ultrahochleistungswaffen verwendet –
-Post-SiC: UWBG-Halbleiter erscheinen endlich-
– Neuartige Kristalltechnologie, Adamant Namiki Precision Jewel –
18.11.2022
Galliumoxid (Ga2O3):
-Galliumoxid (Ga2O3), ein wichtiger Bestandteil von Leistungshalbleitermaterialien-
Silizium (Si),
Siliziumkarbid (SiC),
Es ist neben Galliumnitrid (GaN) ein neues Material.
Schnelle Expansion von Ga2O3:
„Ga2O3 wird in Zukunft schnell expandieren und 2030 die Marktgröße von GaN überschreiten.“
Geräteaufbau:
Mit einer Schottky-Sperrdiode (SBD),
„Einsatz in der Leistungsfaktorkorrekturschaltung (PFC) des Netzteils“ ist zu erwarten.
Was ist ein UWBG-Halbleiter:
-Halbleiter mit ultrabreiter Bandlücke (UWBG) wie Ga2O3-
Im Allgemeinen “ist die Bandlückenenergie größer als GaN (3,4 eV)”
Beitrag zu „geringem Verlust (1/3 im Vergleich zu SiC) und hoher Spannungsfestigkeit elektronischer Geräte“
„Außerdem sind einige für den Hochfrequenzbetrieb geeignet und tragen so zur Miniaturisierung passiver Bauelemente bei.“
Anwendungen von UWBG-Halbleitern:
ーWo werden UWBG-Halbleiter verwendet?ー
Einsatz im Consumer-Bereich:
-Die Möglichkeit von Großaufträgen für Verbraucheranwendungen ist derzeit recht gering-
Neue Materialgeräte zum Zeitpunkt ihrer Veröffentlichung sind teuer und für Benutzer schwer zu erreichen.
Militär-/Verteidigungs-/Weltraumanwendungen:
– Zukünftig sind Militär/Verteidigung und Raumfahrt die Bereiche mit der höchsten Einsatzwahrscheinlichkeit!ー
Bei solchen Spezialanwendungen wird Leistung ungeachtet der Kosten angestrebt.
US-Verteidigungsministerium
UWBG-Halbleiter
F&E-Budget
-Die Zahl der Entwicklungsfälle für Militär- und Verteidigungsanwendungen durch das US-Verteidigungsministerium ist in den letzten Jahren rasant gestiegen!ー
“Forschungs- und Entwicklungsbudget des US-Verteidigungsministeriums für UWBG-Halbleiter”
Im Jahr 2022 stieg sie auf das Siebenfache des Vorjahres.
2023 soll er weiter auf 8,65 Millionen US-Dollar (1,21 Milliarden Yen) steigen.
UWBG-Halbleiter:
Es nutzt den Hochfrequenzgang und die hohe Leistung und wird für “Ultra-Hochleistungswaffen wie Militärradare und elektromagnetische Kanonen” verwendet.
Vor allem beim Radar
Mit der Fähigkeit, den Angriff des Gegners einzufangen, ist eine Reaktionsfähigkeit erforderlich, die den Feind übertrifft.
Die Verwendung von UWBG-Halbleitern ist sehr erwünscht.
Präzisionsjuwelen von Adamant Namiki:
– Adamant Namiki Precision Jewel entwickelt Diamantwafer –
„Wir hören von der Militärindustrie.“
Herr Seisuke Kim von Adamant Namikis Hauptquartier für die Entwicklung von Diamantsubstraten.
Neuartige Kristalltechnologie:
-Nobel Crystal Technology entwickelt und vertreibt β-Ga2O3-Substrate-
Bis 2020 wird im Rahmen des Wehrtechnischen Forschungsförderungsprogramms der Agentur für Beschaffung, Technologie und Logistik geforscht.
Forschungsbericht:
Im Forschungsergebnisbericht von Novel Crystal Technology,
Es wird als “für hohe Spannungsfestigkeit und große Stromimpulsstromversorgung” beschrieben.
Verwendet für Railguns:
-Railgun wird von der Defense Equipment Agency entwickelt-
Es besteht die Möglichkeit, dass es zum Schalten von Railgun-Netzteilen verwendet werden kann. Anm. 1)
“Wassenaar-Arrangement”:
Im August 2022, bezüglich der Exportkontrolle von Militärtechnologie,
Internationales Arrangement „Wassenaar-Arrangement“
Neu hinzugefügt bei „Ga2O3 und Diamant unterliegen der Regulierung“.
Dies sei ein Beweis dafür, dass “Forschung für Militär- und Verteidigungszwecke aktiv geworden ist”.
Japans „Export Trade Control Order“:
In Japan wurde es im Dezember 2022 als Exporthandelskontrollanordnung der Regulierung unterworfen.
Es wird ein „Genehmigungssystem nach Bestätigung des Endnutzers“ sein (Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie)
Neuartige Kristalltechnologie:
Für „Hochwiderstandssubstrat für Militärradar“
„Wir exportieren nicht nach China (Herr Kuramata)“, kommentierte er.
UWBG-Halbleiter
Anwendungen im Weltraum
UWBG-Halbleiter eignen sich auch gut für Weltraumanwendungen.
Diamond ist für den Einsatz im Weltraum geeignet.
Radioaktivität,
hohe Temperatur,
niedrige Temperatur usw.
Hervorragende Beständigkeit gegen raue Umgebungen.
Zum Beispiel elektronische Geräte, die in künstlichen Satelliten verwendet werden (Herr Kim)
UWBG ist unverwüstlich:
“Große Bandlücke” bedeutet
“So stark sind die interatomaren Bindungen, aus denen der Kristall besteht.”
Mit anderen Worten, UWBG neigt als Material dazu, schwer zu brechen.
Andere Substanzen als Diamant:
Außer Diamanten
Es wurde bestätigt, dass „β-Ga2O3 und Aluminiumnitrid (AlN)“ auch „hohe Hochtemperatureigenschaften haben“.
“Wir können die einzigartigen Stärken nutzen, die Si und SiC nicht haben.”
Aus ähnlichen Gründen “gibt es Raum für den Einsatz von Elektronik in Kernkraftwerken”.
Nikkei Cross Tech (xTECH)
Bandlückenkontrolle: Entwicklung neuer Leistungshalbleitermaterialien und Mischkristallhalbleiter auf GeO2-Basis vom Rutiltyp – Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Center
Phys. Rev. Materials 6, 084604 (2022) – Band-gap engineering of rutile-structured alloy system
ABSTRACT
Rutile-structured germanium oxide ( r − GeO 2 ) , an ultrawide band-gap (UWBG) semiconductor,
is a promising candidate for future high-power electronics because of its excellent properties,
including ambipolar dopability, high carrier mobilities, and a higher thermal conductivity than β − Ga 2 O 3 .
In this paper,
focusing on a wide variety of its applications,
we propose an UWBG alloy system based on r − GeO 2 and other rutile-structured oxides ( SnO 2 − GeO 2 − SiO 2 ) and clarify the electronic structure and electrical properties based on experiments and the first-principles calculations.
Experimentally,
(001)-oriented r − Ge x Sn 1 − x O 2 alloy thin films with an entire range of Ge compositions ( x )
were grown by a mist chemical vapor deposition technique.