耐壓100V也很容易實現
在硅晶圓上批量制造的優點除了可量產之外,還包括:容易實現多個芯片的串聯和并聯,能夠以高自由度設計工作電壓和靜電容量。串聯和并聯引起的電壓和靜電容量的變化“幾乎跟課本上說的一樣”(產綜研納米管實用化研究中心負責人畠賢治)。
例如,如果單個芯片的耐壓為1V、靜電容量為約30μF,將這樣的4個芯片串聯成一組,并聯4組,可以實現耐壓為4V、靜電容量約30μF的器件(圖1(a))。如果將100個芯片串聯,還可以實現耐壓100V。將100個芯片并聯,可以實現約3000μF的靜電容量。
可用于AC-DC轉換
IEDC也存在一些課題。一是等效串聯電阻(ESR)比鋁電解電容器大。一般來說,較大的ESR不適合處理高頻和大電流的用途。即便如此,產綜研表示,已確認這種IEDC在60Hz的AC-DC轉換等較低頻率領域用途可正常工作。
ESR大當然也有有利的一方面。因為在尺寸小這一點上與IEDC形成競爭的MLCC就存在ESR過小而容易振蕩的課題。
IEDC的另一個課題是制造成本高(圖3)。原因是光刻裝置等的成本高,但畠賢治表示“單價有可能降到100日元左右,與MEMS(微電子機械系統)元件剛開始量產時差不多”。

圖3:將來成本將與MEMS元件相當
IEDC的特點、課題及今后的開發方向。由于采用光刻技術,即使成本降低,單個的成本也在100日元左右,與MEMS相當,仍比鋁電解電容器高。但另一方面,IEDC具有附加值,例如可以在SoC的封裝內安裝、在樹脂基板上制造等。今后有望進一步小型化,成品率也會提高。
高成本靠高附加值抵銷
產綜研對IEDC的希望是,找到可充分利用其附加價值的新用途使之投入實用,而不是與現有產品一味進行價格競爭。
今后,產綜研將通過增加CNT的膜厚,進一步減小芯片尺寸,同時將目前約為90%的成品率提高到99%以上,并實現實用化。畠賢治表示“還打算取代Si基板,在樹脂基板上制造IEDC,以降低其成本,擴大其用途”。

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