日韩联手，开发金刚石半导体

近日，韩国电气研究院（KERI）与日本设咨询机构推进金刚石功率半导体研发。分工上，Orbray负责晶片合成加工，KERI专注器件设计与应用研究。Orbray在晶圆制备和合成技术上有全球领先经验，KERI则有先进实验平台和产业化能力，技术沉淀深厚。韩庆尚南道政府亦将提供行政、财政支持，保障国际团队研发环境。通过“政产研”合作，支撑技术迭代与验证。

传统材料性能渐近理论极限，以金刚石为代表的新一代宽禁带半导体材料成全球科技竞争焦点。金刚石禁带宽度极高（约5.5eV），击穿电场强度、导热率、载流子迁移率远超硅（Si）、氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC），理论性能支持更高工作电压、电流密度及温度环境，被誉为“终极功率半导体材料”。其功率器件理论击穿电压超碳化硅3倍，导热率为其5至10倍。规模化应用后，将变革电力电子、航空航天等高端装备制造领域。

据Virtuemarket，2023年全球金刚石半导体基材市场价值1.51亿美元，预计2030年底达3.42亿美元，2024-2030年复合年增长率12.3%。亚太地区受中国、日本、韩国等国电子和半导体行业需求增长推动，预计将主导市场，2023年占全球收入份额40%以上。

韩国与Orbray合作，旨在打破硅路线依赖，构建金刚石半导体全链条体系。Orbray已与Element Six合作生产高品质单晶金刚石晶圆。但金刚石功率半导体产业化面临技术门槛高、材料合成瓶颈、器件工艺与可靠性挑战及成本问题。材料层面需突破大尺寸、低缺陷密度、掺杂均匀性；器件方面技术空白多，需长期试验验证；成本高昂，难以在常规工业应用中实现性价比优势。

金刚石功率半导体现阶段以特种应用为主，民用滞后。其突破口在于高功率密度、极端环境的特种设备，如国防、航空航天系统的高频高压器件。未来，电动汽车高压平台升级等民用高端场景也为其提供机遇。但产业化需材料制备、器件可靠性、封装工艺等多方面成熟。韩国此次合作虽补齐短板，但产业化仍需长期跨学科验证与资本投入，面临诸多挑战。

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