Wassenaar Arrangement: Regulate Ga2O3 and Diamonds!
– Used for military radars, electromagnetic guns, and ultra-high-power weapons –
-Post-SiC: UWBG semiconductors finally appear-
– Novel Crystal Technology, Adamant Namiki Precision Jewel –
2022.11.18
Gallium oxide (Ga2O3):
-Gallium Oxide (Ga2O3), a Stock of Attention in Power Semiconductor Materials-
Silicon (Si),
silicon carbide (SiC),
It is a new material next to gallium nitride (GaN).
Rapid expansion of Ga2O3:
“Ga2O3 will expand rapidly in the future, and it will exceed the market size of GaN in 2030.”
Device structure:
With a Schottky barrier diode (SBD),
“Utilization in the power factor correction (PFC) circuit of the power supply” can be expected.
What is UWBG semiconductor:
-Ultra wide bandgap (UWBG) semiconductors such as Ga2O3-
In general, “the bandgap energy is larger than GaN (3.4 eV)”
Contribution to “low loss (1/3 compared to SiC) and high withstand voltage of electronic devices”
“In addition, some are suitable for high-frequency operation, contributing to the miniaturization of passive components.”
Applications of UWBG semiconductors:
ーWhere are UWBG semiconductors used?ー
Use in consumer sector:
-The possibility of large-scale orders for consumer applications is currently quite low-
New material devices at the time of their release are expensive and difficult for users to reach.
Military/defense/space applications:
– In the future, military/defense and space are the fields with the highest probability of use!ー
In such special applications, performance is sought regardless of cost.
US Department of Defense
UWBG semiconductor
R&D budget
-The number of development cases for military and defense applications by the US Department of Defense has increased rapidly in recent years!ー
“U.S. Department of Defense Research and Development Budget for UWBG Semiconductors”
In 2022, it surged to seven times the previous year.
In 2023, it is expected to increase further to 8.65 million US dollars (1.21 billion yen).
UWBG semiconductors:
Taking advantage of high-frequency response and high power, it will be used for “ultra-high-output weapons such as military radars and electromagnetic guns.”
Especially in radar
With the ability to capture the opponent’s attack, responsiveness that surpasses the enemy is required.
The use of UWBG semiconductors is highly desired.
Adamant Namiki Precision Jewels:
– Adamant Namiki Precision Jewel develops diamond wafers –
“We are hearing from the military industry.”
Said Seisuke Kim of Adamant Namiki’s Diamond Substrate Development General Headquarters.
Novel Crystal Technology:
-Nobel Crystal Technology develops and sells β-Ga2O3 substrates-
Until 2020, research will be conducted as part of the Defense Technology Research Promotion Program of the Acquisition, Technology and Logistics Agency.
Research report:
In the research results report of Novel Crystal Technology,
It is described as “for high withstand voltage and large current pulse power supply”.
Used for railguns:
-Railgun being developed by the Defense Equipment Agency-
There is a possibility that it can be used for switching railgun power supplies Note 1)
“Wassenaar Arrangement”:
In August 2022, regarding the export control of military technology,
International Arrangement “Wassenaar Arrangement”
Newly added to “Ga2O3 and diamond are subject to regulation”.
This is proof that “research for military and defense purposes has become active.”
Japan’s “Export Trade Control Order”:
In Japan, it became subject to regulation in December 2022 as an export trade control order.
It will be a “permission system after confirming the end user” (Ministry of Economy, Trade and Industry)
Novel Crystal Technology:
For “high resistance substrate applicable to military radar”,
“We are not exporting to China (Mr. Kuramata),” he commented.
UWBG semiconductor
Applications in space
UWBG semiconductors are also well suited for space applications.
Diamond is suitable for use in space.
radioactivity,
high temperature,
low temperature, etc.
Excellent resistance to harsh environments.
For example, electronic equipment used in artificial satellites (Mr. Kim)
UWBG is indestructible:
“Large bandgap” means
“That’s how strong the interatomic bonds that make up the crystal are.”
In other words, UWBG tends to be hard to break as a material.
Substances other than diamond:
Besides diamonds
It was confirmed that “β-Ga2O3 and aluminum nitride (AlN)” also “have high high-temperature properties.”
“We can take advantage of the unique strengths that Si and SiC do not have.”
For similar reasons, “there is room for the use of electronics in nuclear power plants.”
Nikkei Cross Tech (xTECH)
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/02262/111700003/
Bandgap control: Development of new power semiconductor materials and rutile-type GeO2-based mixed crystal semiconductors – Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Center
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.