为了核废堆、通讯和新能源汽车，日本将量产金刚石半导体

金刚石半导体被称为“终极半导体”，与现在主流的硅半导体相比，可在5倍的高温和33倍的高电压下工作。日本北海道的初创企业OOKUMA DIAMOND DEVICE（札幌市，以下简称：OOKUMA）为了将被称为“终极半导体”的金刚石（Diamond）半导体推向实用化，最早计划2026年度末在福岛县大熊町让工厂投产。总投资大约50亿日元。计划达到能年产几万个半导体器件的规模。该公司将与东京电力控股（HD）的子公司合作，在福岛第一核电站用于废堆的机器上配备金刚石半导体。

OOKUMA将向东电控股与日本重工企业IHI于2022年成立的企业Decom.Tech（福岛县大熊町）供应半导体基板上使用人工钻石的金刚石半导体器件。为了对福岛第一核电站实施废堆，需要取出堆芯熔毁后留下的熔融燃料。Decom.Tech则承担取出熔融燃料的设备的基本设计和研发工作。

OOKUMA将在力争2026年度投产的工厂开始试验性生产。配备金刚石半导体的机器设想用来测定反应堆内的中子。除了用于废堆外，这也是万一发生事故时所需要的机器。据称，该公司通过研究使用金刚石半导体的零部件发现，即使在最高温度摄氏450度下也能够工作，在放射线浓度高的环境下也正常发挥作用。

日本佐贺大学的研究表明，与现在主流的硅半导体相比，金刚石半导体可在5倍的高温和33倍的高电压下工作。性能也比新一代功率半导体的碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）出色。还有望用于设想处于更高电压环境下的纯电动汽车（EV）、高速通信及卫星通信。

OOKUMA的半导体不需要原来不可缺少的冷却装置，有望实现小型化。另外，为了保护免机器免受高放射线浓度的影响，原本需要用铅包裹机器，但配备金刚石半导体后将不再需要，这样可以减轻机器重量，提高废堆工作的效率。   

预计到工厂投产为止的总投资大约为50亿日元。OOKUMA将利用日本政府的“支持自立和返乡创业企业选址补贴”等。还计划从创业投资处筹集1亿4000万日元。研究开发方面，也被采用为面向实现福岛县复兴的技术开发等、上限7亿日元的补助项目。另外，还将从日本内阁府每年领取1亿~3亿日元资金，最长领取3年。 

OOKUMA代表星川尚久表示：“一直根据废堆的目标倒推，按照深入市场（market in）的设想，推进研究开发”。虽然有很多大学等在开展相关研究，但实现社会应用的案例还很少。围绕金刚石半导体，丰田和电装出资的企业、精密部件厂商Orbray（东京足立）、源自早稻田大学的初创企业、九州工业大学及佐贺大学也在推进研究。

作为新一代功率半导体的材料之一的镓2022年的世界产量为550吨，中国在其中占98％（美国地质调查局）。2023年8月，中国对镓相关产品的出口实施管制。虽然日本也从本国采购，但据日本能源与金属矿物资源机构（JOGMEC）统计，进口的镓7成来自中国，依赖风险较高。

另一方面，金刚石半导体使用的人工钻石则是由甲烷气体生成，OOKUMA现在也采用这种方法。据称，将来还可以利用由二氧化碳和氢气合成的甲烷来制造。

OOKUMA计划以核电站废堆为契机量产金刚石半导体。为力争应用于卫星通信，该公司还与三菱电机等启动了联合研究。年内还将与日本国内厂商推进用于纯电动汽车（EV）器件的开发。

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