使用氧化鎵的二極管（Diode），外觀看起來不過是普通的半導體，卻以劃時代的較低成本實現了性能超越。

現在，在執行功率控制半導體（功率半導體，Power Semiconductor）的領域里，已經開始研發使用碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）作為半導體材料而不是使用硅材料，并且取得了成果。

例如，鐵路車輛方面，把原本采用硅制功率半導體的變流器更改為使用碳化硅的變流器，可以產生最大節能40%的劃時代效果。

如果去半導體相關的展會的話，就可以看到應用碳化硅半導體技術、碳化硅功率半導體的實例。

在業界，正努力致力于開發碳化硅、氮化鎵的半導體，而且應用在身邊的實例越來越多，例如被日本山手線新型列車采用。

未來，這些新型半導體將在電動汽車（EV）、家用電器等市場普及，并且預計將促進節能環保及家用電器的小型化，前景可觀。

然而，卻有企業開發了一種“可怕”的技術，它有可能打破由碳化硅、氮化鎵實現的新型半導體開發成果。

它就是京都大學的首家風險投資企業——FLOSFIA株式會社。一直以來開發碳化硅和氮化鎵材料的人們甚至擔心他們會遇到厲害的對手。FLOSFIA公司開發出了一種廉價制造氧化鎵晶體的方法，這項技術是不是厲害到可以“消滅”碳化硅和氮化鎵的最新成果呢？

氧化鎵絕對高的性能

首先，氧化鎵作為半導體具有極佳的性能。

作為半導體材料，碳化硅和氮化鎵優于硅，因此實現了突破性的技能效果，但是，氧化鎵的物理性質又“打敗”了碳化硅和氮化鎵。

通常用“Baliga性能指數”來表示半導體材料對硅的性能數值，硅是1，達到超過硅的節能效果的碳化硅為340，氮化鎵為870。

相比之下，氧化鎵的“Baliga性能指數”居然達到了3,444！它是硅的3,400倍！即使和已經達到卓越節能效果的碳化硅相比，也是它的大約10倍！氧化鎵的卓越性能絕對是無可爭議的！

如果是相同性能的元件，可以達到損耗小、絕對節能的效果，尺寸也可以做到極小。比方說，FLOSFIA已經成功開發了一種二極管，與碳化硅相比，其電阻降低了86%；從FLOSFIA網站上公布的尺寸比較來看，其面積幾乎是硅的1/100。

克服缺點，以氧化鎵半導體為目標

然而，氧化鎵也有其缺點，用氧化鎵無法制造P型半導體。在半導體領域，存在故意缺乏電子的P型半導體和故意使電子空閑的N型半導體。

使用功率半導體的逆變器（Inverter）之類的功率電子設備（Power Electronics）都是由晶體管和二極管構成的。

用氧化鎵二極管只可以制造N型“肖特基二極管”（SchottkyBarrierDiode,縮寫成SBD），晶體管卻無論如何都需要P型和N型。

因此，業界認為用氧化鎵僅僅可以制作“肖特基二極管”。當然，這樣可以達到節能的效果，只是沒有充分發揮氧化鎵的全部性能。FLOSFIA通過使用氧化銥也成功制成了P型層，并做成了氧化鎵晶體管。因此，為實現功率電子設備采用氧化鎵，而做了技術上的準備。

真正厲害的是低成本

無論碳化硅還是氮化鎵都存在技術上的問題，但是最大的問題還是成本。因此二者通常活躍于鐵路、高級服務器的電源、人工衛星等“不問成本”的領域。

但是，在對成本要求嚴格的混合動力汽車、“廉價化”的家電等數碼機器方面，碳化硅和氮化鎵即使性能卓越，制造商也難以接受其價格。

成本問題一直都是新技術面臨的一堵墻，即使不會新技術，但凡制造業的人員每天都在頭疼、甚至“胃痛”的最大敵人。

FLOSFIA公司的厲害之處，恰恰是克服了這一阻礙新技術發展的、高成本這一問題。碳化硅和氮化鎵成本高的原因在于其從密度較小的氣體通過結晶的方法獲得。密度越小，做的東西越少，花費的時間也越多。硅之所比較便宜是因為它是從溶化的液態硅通過結晶制成。但是，硅的結晶雖然比碳化硅和氮化鎵便宜，與一般的工業材料相比，還是比較貴的。理由在于，硅的熔點高達1,500度、純度管理條件苛刻、需要嚴格管理的潔凈環境。如果可以從液態直接獲得，而且不需要高溫、超潔凈的環境的話，價格應該會降下來。

FLOSFIA公司的“噴霧干燥法”（Mist Dry）就是這樣的制造方式。

“噴霧干燥法”是先將氧化鎵溶解于某種“秘密溶液”里，然后將溶液以霧狀噴在藍寶石基板（和氧化鎵具有類似的結晶結構）上，并做成結晶。

在藍寶石基板上的溶液干燥之前，就形成了氧化鎵結晶。

這種溶液，常溫下是液體，蒸發溫度根本不需要1,500度，幾百度就夠了，而且制作結晶的環境就是常溫空氣中。沒有任何的高成本的環節。如果考慮要做小尺寸的話，有望可以制造出和硅同樣價格、比硅性能更好的半導體。

FLOSFIA公司在藍寶石基板上做成的氧化鎵

已經獲得業界的好評

由氧化鎵制造的半導體不僅在性能上優越于碳化硅、氮化鎵，而且僅需和硅一樣的成本就可以制得。

當今，碳化硅、氮化鎵的半導體正處于開發競爭的鼎盛時期，這一技術的上場，很可能就立即把它們淘汰，技術的競爭非常可怕！

當然，氧化鎵半導體開發還要經過一段時間，今后也有必要進行實際產品量產的開發工作。

碳化硅和氮化鎵不會被從業界中踢走，從事碳化硅和氮化鎵的技術人員暫時也可以放心。

但是，世界范圍內大致分為：大電流功率半導體使用碳化硅、家電程度的功率半導體使用氮化硅，這兩個方向，未來的功率半導體業界應該不會安定吧。將來某一時刻，氧化鎵半導體肯定會普及的。

FLOSFIA雖是一家小公司，卻已被評價為很有潛力，因為性能優秀的氧化鎵半導體可以實現低成本制造，如果通過了業界或者技術的普及，應該很容易感受到其價值吧。

這種可能性是不容忽視的，三菱重工和電裝等大企業已經聯名投資，而且已經和電裝合作開發用于車載的零部件。

從投資者的視角看便知道氧化鎵半導體的潛力，將來會用于混合動力汽車、高鐵等的驅動，家電和數碼產品也會大量使用吧。

“只要有電的地方就離不開氧化鎵半導體”—這樣的時代應該就在不遠的將來。