電力損耗是矽製品五萬分之一！日本研發鑽石半導體有成，逐步近商業化

鑽石功率半導體由合成鑽石製成，由於熱導性和其他特性，被稱為「終極半導體材料」。其性能比現有材料超出一個量級，隨著日本研究有所進展，正逐漸接近商業化的可行性。

鑽石特別適合用於功率半導體，因為其電氣強度約是矽的 33 倍。鑽石功率半導體可在約五倍熱的環境中運行，電力損耗可減少到矽製產品的五萬分之一。

碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）同樣也是備受關注的下一代半導體基板，但鑽石性能遠高於兩者。以巴利加優值（Baliga figure of merit，BFOM）來看，鑽石性能是 SiC 的 80 倍以上，是 GaN 的 10 倍以上。

鑽石半導體有望用於需要大量穩定電源的應用，包括電動車、飛天車和發電站；其耐高溫和抗輻射特性也有望用於核能和太空等領域。然而，鑽石做為半導體材料也面臨諸多困難，如硬度關係，很難按電子設備所需的精度進行研磨和加工，再來長時間用於半導體也可能變質，成本也影響商業化進程。

但據日經報導，隨著長時間發展，鑽石半導體有望明年至 2030 年間進入商業化階段，日本是該研發領域的佼佼者。

2023 年，日本佐賀大學團隊成功開發世界上第一個採用鑽石半導體的功率電路；東京精密元件製造商 Orbray 已開發 2 吋鑽石晶片的量產技術，很快將開發 4 吋晶圓；日本新創公司 Power Diamond Systems 開發一種鑽石元件，可處理世界領先的 6.8 安培電流，計劃幾年內開始出貨樣品；另間新創 Ookuma Diamond Device 在福島縣建廠，將量產鑽石半導體，目標 2026 財年開始營運。

研究製造精密設備的 JTEC Corporation，擁有電漿拋光高硬度材料表面的獨特技術。該公司已成功拋光世界領先尺寸的單晶鑽石基礎材料，獲得加工鑽石材料的開發設備訂單。

如果鑽石半導體在未來廣泛應用，高品質合成鑽石的穩定供應將相當重要，目前主要由印度和中國製造。合成鑽石批發商 Pure Diamond 代表董事 Takuya Ito 表示，合成鑽石的生產取決於公司技術，而非設備。每間公司都會客製化生產設備，並使用自家配方來生產合成鑽石，因此品質、大小都有差異。