瓦森納安排：規範 Ga2O3 和鑽石！
– 用於軍用雷達、電磁炮、超大功率武器 –
-後SiC：UWBG半導體終於出現-
– 新型水晶技術，Adamant Namiki Precision Jewel –
2022.11.18
氧化鎵（Ga2O3）：
-氧化鎵(Ga2O3)，功率半導體材料的關注股-
矽 (Si),
碳化矽 (SiC)，
它是僅次於氮化鎵 (GaN) 的新材料。
Ga2O3 快速膨脹：
“Ga2O3未來將快速擴張，2030年將超過GaN的市場規模。”
設備結構：
使用肖特基勢壘二極管 (SBD)，
可以期待“在電源的功率因數校正（PFC）電路中的應用”。
什麼是UWBG半導體：
-Ga2O3等超寬帶隙（UWBG）半導體-
一般來說，“帶隙能量大於GaN（3.4 eV）”
對“電子設備的低損耗（SiC的1/3）和高耐壓”的貢獻
“此外，一些適合高頻操作，有助於無源元件的小型化。”
UWBG半導體的應用：
ーUWBG半導體用在哪裡？ー
在消費領域的應用：
-消費類應用大批量訂單的可能性目前相當低-
新材料設備在發佈時價格昂貴且用戶難以獲得。
軍事/國防/太空應用：
– 未來軍事/國防和太空是使用概率最高的領域！ー
在此類特殊應用中，不計成本地追求性能。
美國國防部
超寬帶半導體
研發預算
– 近年來美國國防部針對軍事和國防應用的開發案例數量增長迅速！ー
《美國國防部 UWBG 半導體研發預算》
2022年更是飆升至前一年的七倍。
2023年，預計將進一步增加至865萬美元（12.1億日元）。
UWBG 半導體：
利用高頻響應和大功率的優勢，它將用於“軍用雷達和電磁炮等超高輸出武器”。
尤其是雷達
捕捉對方攻擊的能力，需要超越敵人的反應能力。
非常需要使用 UWBG 半導體。
Adamant Namiki 精密珠寶：
– Adamant Namiki Precision Jewel 開發鑽石晶圓 –
“我們收到了軍工部門的來信。”
Adamant Namiki金剛石基板開發總部的Seisuke Kim先生說。
新型晶體技術：
-諾晶科技開發和銷售β-Ga2O3襯底-
到 2020 年，研究將作為採辦、技術和後勤局國防技術研究促進計劃的一部分進行。
研究報告：
在新晶科技的研究成果報告中，
描述為“用於高耐壓大電流脈衝電源”。
用於軌道炮：
-防衛裝備廳正在開發的超電磁炮-
有可能用於電磁炮電源的切換注1)
《瓦森納安排》：
2022年8月，關於軍事技術出口管制，
國際安排“瓦森納安排”
新增“Ga2O3、金剛石受管制”。
這證明“以軍事和國防為目的的研究已經變得活躍起來”。
日本《出口貿易管制令》：
在日本，它於 2022 年 12 月作為出口貿易管制令受到監管。
這將是一個“確認最終用戶後的許可系統”（經濟產業省）
新型晶體技術：
對於“適用於軍用雷達的高電阻基板”，
“我們不出口到中國（倉股先生），”他評論道。
超寬帶半導體
空間應用
UWBG 半導體也非常適合空間應用。
鑽石適合在太空中使用。
放射性，
高溫，
低溫等
出色的耐惡劣環境能力。
例如，人造衛星中使用的電子設備（金先生）
UWBG是堅不可摧的：
“大帶隙”是指
“這就是構成晶體的原子間鍵有多強。”
換句話說，UWBG作為一種材料往往很難被破壞。
鑽石以外的物質：
除了鑽石
經證實，“β-Ga2O3和氮化鋁（AlN）”也“具有很高的高溫特性”。
“我們可以利用 Si 和 SiC 所不具備的獨特優勢。”
出於類似的原因，“在核電站中有使用電子設備的空間”。
日經交叉技術 (xTECH)
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/02262/111700003/
帶隙控制：新型功率半導體材料和金紅石型GeO2基混晶半導體的開發 – 東京都產業技術研究中心
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.