用光刻技术制造IEDC 体积仅为铝电解电容器的1/1000(2)

耐压100V也很容易实现

在硅晶圆上批量制造的优点除了可量产之外,还包括:容易实现多个芯片的串联和并联,能够以高自由度设计工作电压和静电容量。串联和并联引起的电压和静电容量的变化“几乎跟课本上说的一样”(产综研纳米管实用化研究中心负责人畠贤治)。

例如,如果单个芯片的耐压为1V、静电容量为约30μF,将这样的4个芯片串联成一组,并联4组,可以实现耐压为4V、静电容量约30μF的器件(图1(a))。如果将100个芯片串联,还可以实现耐压100V。将100个芯片并联,可以实现约3000μF的静电容量。

可用于AC-DC转换

IEDC也存在一些课题。一是等效串联电阻(ESR)比铝电解电容器大。一般来说,较大的ESR不适合处理高频和大电流的用途。即便如此,产综研表示,已确认这种IEDC在60Hz的AC-DC转换等较低频率领域用途可正常工作。

ESR大当然也有有利的一方面。因为在尺寸小这一点上与IEDC形成竞争的MLCC就存在ESR过小而容易振荡的课题。

IEDC的另一个课题是制造成本高(图3)。原因是光刻装置等的成本高,但畠贤治表示“单价有可能降到100日元左右,与MEMS(微电子机械系统)元件刚开始量产时差不多”。

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图3:将来成本将与MEMS元件相当

IEDC的特点、课题及今后的开发方向。由于采用光刻技术,即使成本降低,单个的成本也在100日元左右,与MEMS相当,仍比铝电解电容器高。但另一方面,IEDC具有附加值,例如可以在SoC的封装内安装、在树脂基板上制造等。今后有望进一步小型化,成品率也会提高。

高成本靠高附加值抵销

产综研对IEDC的希望是,找到可充分利用其附加价值的新用途使之投入实用,而不是与现有产品一味进行价格竞争。

今后,产综研将通过增加CNT的膜厚,进一步减小芯片尺寸,同时将目前约为90%的成品率提高到99%以上,并实现实用化。畠贤治表示“还打算取代Si基板,在树脂基板上制造IEDC,以降低其成本,扩大其用途”。 

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【责任编辑:赵卓然】
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