Laser Focus World JAPAN　レーザーフォーカスワールドジャパン

November 8, 2012, Boston--GaNのようなバンドギャップが広い半導体材料は、従来のシリコンよりもハイパフォーマンスだが、コストも高かった。しかしラクスリサーチ(Lux Research)の調査によると、2020年までにGaNのコストは、パフォーマンスの優位性をベースに、シリコンに対抗できるレベルまで下がる。
バルクGaNは現在、非常に高価であり、2インチ基板で約1900ドル以上となっている。これよりも遙かに大きい6インチのシリコン基板は、25～50ドル。しかしGaN材料はシリコンよりも効率がよく、パワーエレクトロニクス、レーザダイオード、LEDなどのデバイスでは大きなエネルギー節約となる。この利点は、コスト面の不利と相殺することができ、パフォーマンスに対する価格比が採用の決め手となる。
ラクスリサーチのアナリスト、Pallavi Madakasira氏は、将来的にはバルクGaNはシリコン基板に対抗できるまでに価格が落ちると見ている。「バルクGaNはレーザダイオードに使われており、歩留まりとパフォーマンス向上によりLEDやパワーエレクトロニクスでも検討されている」とコメントしている。
ラクスリサーチは製造コストブレイクダウンして、バルクGaNを造る工程をアンモニア熱成長とHVPE工程、GaNエピタキシをシリコン基板とGaN基板上として、価格/パフォーマンスのトレードオフがどこにあるかを見定めた。
・HVPEは安価な代替技術。2インチのアンモニア熱成長基板コストは2020年には、60％以上下落して$730/基板となる。4インチHVPE基板コストは2020年には、40％落ちて$1,340/基板となるが、大きな基板の方がより経済的な選択となる。
・パフォーマンス向上が決め手。バルクGaNは、LEDではルーメン(lm)出力、パワーエレクトロニクスでは電圧-電流(V-A)性能のパフォーマンス向上、これによって使用するダイのサイズの小型化、また歩留まりの向上により高コストを克服できる。LEDでは、GaNは比較パフォーマンス380%でシリコンに対抗可能、これは大望ではあるが現実的な目標だ。パワーエレクトロニクスは、シリコンベースのデバイスに対して360％のパフォーマンスでバルクGaNが勝つ。
・新材料の兆し。アルミナイトライド(AlN)などの新材料が、短波長、UV-LED、グリーンレーザダイオード、高いスイッチング周波数パワーエレクトロニクス用途に適しており、バルクGaNの効果的な代替となりうる。
(詳細は、www.luxresearchinc.com)