JST(理事长 桥本 和仁)已决定在2025年度「研究成果最适展开支持计划(A-STEP)实施支持(偿还型)」的招募中,向FLOSFIA株式会社(总部:京都市,代表取缔役社长:四户 孝)提供开发支持。在A-STEP的支持下,FLOSFIA将利用α型氧化镓的材料特性,开发出世界最高水准的低损耗、高耐压下一代功率半导体,并致力于推广这项兼具电力转换高效率化和低成本化的实施技术。 α型氧化镓(α-Ga₂O₃)功率半导体业务发展的形象(来源:FLOSFIA株式会社) ▶ 不断增长的电力需求与「电力损耗」的挑战 近年来,由于AI数据中心的增加、电动汽车(EV)和工业设备的高度化,社会整体的电力消耗正在迅速扩大。电力在发电后并非直接使用,而是需要根据使用场景进行电压和电流的转换。在这个电力转换过程中,大量能量的损失已成为一个重大的社会问题。实际上,在日本国内,电力转换时的损耗据称相当于总发电量的10%以上,如何减少电力损耗成为提高能源效率的关键。 ▶ 功率半导体支撑着社会 在电力转换中扮演内核角色的是「功率半导体」。功率半导体被广泛应用于支撑我们社会基础设施的各个领域,包括AI数据中心的电源、电动汽车、快速充电器、工业设备和输配电设施等。目前主流的硅(Si)制功率半导体虽然可靠性高,但存在电力损耗大的问题。另一方面,备受瞩目的高性能新材料碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)虽然性能优越,但制造成本高昂,成为阻碍其普及的障碍。 ▶ FLOSFIA开发的「新材料」 FLOSFIA正在开发一种名为「α型氧化镓(α-Ga₂O₃)」的新型半导体材料。这种材料具有耐高压、大幅减少电力损耗的特点,理论上预期性能超越传统材料。此外,FLOSFIA的强大优势在于,通过与京都大学共同研究诞生的独家技术「MistDry®法」,能够以相对较低的成本量产这种高性能材料。这项技术是将含有α型氧化镓晶体材料的液体雾化(Mist)后供应到基板上,从而在低温、大气压的简单条件下生长出高品质的晶体。 MistDry®法原理(来源:FLOSFIA株式会社) ▶ 本次开发的目标 在本次JST支持计划中,FLOSFIA设置了以下目标: 在已实现的600V级器件基础上进一步发展,开发1200V级高耐压功率MOSFET(通过施加到闸极电极的电压控制电流的晶体管),同时进行AI数据中心和电动汽车所需的性能验证,并向客户企业提供原型产品。此外,还将根据国际半导体可靠性标准进行长期测试,以确保达到实用水平的可靠性。 ▶ 实用化后社会将如何改变? 这项技术的实用化预计将减少电力转换时的电力损耗,降低电力使用量,从而减少能源成本和二氧化碳排放。 FLOSFIA展望将其应用于AI数据中心、电动汽车逆变器和充电器、工业电源、电力基础设施设备等广泛领域。 通过同时实现「低损耗、高耐压、低成本」,FLOSFIA将为功率半导体市场提供新的选择,并为实现高能源效率的社会做出贡献。 ▶ 开发概要 1. 开发课题名称 1200V10A级α型氧化镓功率MOSFET的开发 2. 创造技术种子的大学等研究人员 藤田 静雄(京都大学 名誉教授) 3. 开发实施企业 企业名称 FLOSFIA株式会社 设立月份 2011年3月 总部所在地 京都府京都市 代表取缔役社长 四户 孝 业务内容 α型氧化镓(α-Ga₂O₃)功率半导体的开发与实施 ▶ A-STEP实施支持(偿还型)概要 1. 制度概要 本计划旨在支持以大学等研究成果(技术种子)的社会实施为目标的初创企业等,通过贷款开发费用来推动创新产品和服务的实用化开发。 2. 对象企业:初创企业等 3. 支持规模 开发期间:最长3年 开发费用:上限5亿日元(每季度预付概算金额) 4. 偿还条件: 偿还金额:JST已支出