随着功率半导体的性能和耐压不断提升，碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等下一代功率半导体材料越来越受到关注。二氧化锗（ GeO2 ）有望成为继SiC、GaN之后的下一代功率半导体材料。据称， GeO2功率器件能够将功率损耗降低至硅 (Si) 的四千分之一、 SiC 的十分之一。

GeO2有什么样的可能性？我们采访了 Patentix 的总裁兼首席执行官 Ibi Toyosuke，该公司是一家来自立命馆大学的初创公司，旨在将GeO2应用于社会实际，以及立命馆大学科学技术研究机构的教授兼该公司的联合 CTO（联合首席技术官）。

问：用于下一代功率半导体的材料中，有很多受到关注，为什么您特别关注GeO2呢？

金子健太郎（以下简称金子）：GeO2的带隙超过SiC和GaN，因此可以期待高性能，基板成本也相对较低，并且预测p型和n型导电性都是可能的。

前提是，在Si占据了大部分市场的半导体领域，目前的情况是，在过去的20到30年里，SiC和GaN已经在某些领域取得了进展。然而，随着SiC价格的下跌，从中获利变得越来越困难，企业开始寻找下一种比SiC更好的材料作为前期投资。

实现实际应用的重要条件有三个：第一，从衬底到器件制造的总成本要低；第二，带隙要大；第三，能够同时实现pn型导电。双 pn 传导是制造针对广泛市场的设备的基本要求。不满足这三个条件的材料仍将作为学术研究的对象。

作为下一代半导体材料，有很多材料受到关注，但氮化铝镓（AlGaN）、氮化铝（AlN）和氮化硼（BN）需要昂贵的基板，因此难以商业化。人们发现，理论上不可能用氧化镓（Ga2O3）制造P型半导体，尽管它在某些领域可以使用，但其在大众市场上的使用速度已经放缓。钻石在物理性质上可以说是“绝对冠军”，但它有一个致命的缺陷，就是无法制成n型半导体。

另一方面，GeO2在某种程度上满足了这三个条件，虽然它不太为人所知，但我相信它具有巨大的潜力。

问：是什么促使您创立 Patentix 的呢？

金子：在FLOSFIA推出后，金子通过实验确认了如上所述利用Ga2O3无法制作P型半导体，因此他将目光转向GeO2作为可以超越Ga2O3的材料。

当时，美国密歇根大学也在进行GeO2的研究，但该研究中薄膜的生长速度仍较低，为10纳米/小时，且可控性较差。GeO2的金红石结构最稳定，但容易混入非晶相，而且在真空中为气态的氧化锗（GeO）容易脱附，难以生长薄膜晶体。

而我实验室正在研究的“雾CVD法”则是在空气中的基板上形成一层薄膜，这样可以防止GeO的脱落，并提高生长速度。他认为将学术成果商业化有很多困难，必须谨慎行事，所以最初并没有打算将其商业化。但再次遇到伊比时，他说：“听起来很有意思，那就试一试吧”，于是便成立了这家公司。

伊比丰介（以下简称伊比）：

日本的大学在半导体材料方面进行了大量优秀的基础研究，但这往往并不能带来社会上的应用。由于商业风险很高，大公司很难承担这个挑战，所以这就是初创企业的作用。美国初创企业中也不乏敢于冒险，从产品研发到社会实施都取得成功，并迅速扩大全球市场份额的例子，但在日本这种情况并不那么常见。我原本想通过 FLOSFIA 实现这一目标，但发现很难，因此我再次尝试使用 Patentix。

问：GeO2的目标应用领域是什么？

金子：它有可能在高压/大功率市场取代SiC。我们相信，随着 Patentix 业务的发展，其他市场将变得越来越清晰。GaN曾一度被认为“没有市场”，但随着通信技术的发展，对高频器件的需求也随之出现。GeO2未来很可能会拓展到意想不到的领域。