Wolfspeed、透明炭化ケイ素を市場投入　量子コンピューティングも標的に

パワー半導体と炭化ケイ素（SiC）ウエハーで知られ、NYSEに上場するSiCメーカーのWolfspeedは10月29日、同社が透明炭化ケイ素（TSiC）と呼ぶ材料の商用化を発表した。同社はこの光学グレード基板をまず拡張現実（AR）グラス向けに位置付けているが、プレスリリースでは量子コンピューティングを第2の主要市場に挙げている。大手材料サプライヤーが量子ハードウェアを開拓に値する顧客層と見ていることを示す動きだ。

発表の内容

Wolfspeedによると、TSiC基板は極めて低い光吸収と高いウエハー平坦度を実現するよう設計されている。同社は今回の発表を、初期のLED開発や高純度半絶縁性（HPSI）ウエハーの製造など、この材料での長い実績と結び付けている。Wolfspeedは200 mmの光学グレード基板の開発を進めつつ、将来の需要に向けて300 mmのTSiC技術を開発しており、サンプル依頼も受け付けているという。

WolfspeedのVice President, Beyond PowerであるKatrin Feurle氏は、この製品を、同社の炭化ケイ素に関する知的財産を従来のパワー半導体事業の枠を超えて、AR、量子コンピューティング、その他の新興市場へ広げる取り組みの一環と位置付けた。

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技術的な詳細

WolfspeedのTSiC製品ページによると、基板は直径150 mmと200 mmで商用提供されており、300 mmはサンプル提供中または要相談となっている。ウエハーは4H結晶構造、on-axis、両面研磨で、厚さは500 µm（±20 µm）。目標仕様には、450〜650 nmでの吸収係数0.05 cm⁻¹以下、総厚さばらつき1.5 µm以下、両面の光学粗さ1 nm以下が含まれる。同ページはまた、吸収を低減する手法が2024年7月に米国特許を取得したとしている。

量子用途について、同社は4H-SiCの役割として、極低温パッケージング用基板、低損失フォトニクスプラットフォーム、人工的に作り込んだスピン欠陥量子ビットのホストの3つを挙げている。プレスリリースはさらに踏み込み、単一の炭化ケイ素結晶で量子ビットを保持し、その量子状態を保ち、光によって量子情報を伝送できるとし、多くの代替材料ではこれらすべての機能を兼ね備えることはできないと主張している。

なぜ重要か

固体結晶中のスピン欠陥は、量子ビットや量子センサーを実現する複数のアプローチの一つだ。原理的には同じチップに量子ビットと、それをネットワークにつなぐ光インターフェースを同居させられる点が魅力とされる。この考え方の核心は材料の純度と光損失にあり、確立したウエハー生産能力を持つサプライヤーの参入は注目に値する。現時点でWolfspeedは量子コンピューティングを潜在的な用途として示しているにすぎず、TSiCウエハー上での独立したデバイス成果のほうが、今回の発表そのものより重要な意味を持つだろう。

プレスリリースではAR用途の説明のほうが詳しい。Wolfspeedは炭化ケイ素の高い屈折率、低い複屈折、硬度、熱伝導性をAR導波路に適する理由として挙げ、ロチェスター大学のBarry Silverstein氏（元Meta Reality Labs光学部門幹部）による、高屈折率材料なら1層の導波路で積層光学系を置き換えられるとのコメントを引用している。

今後の注目点

焦点は、量子ハードウェアの開発チームがこの基板をフォトニック回路、パッケージング、スピン量子ビット研究に採用するかどうか、そして300 mm版がサンプル段階から量産へどれだけ早く移行するかだ。TSiCウエハー上での量子ビットやフォトニック損失に関する成果が公表されれば、量子分野での採用の動きを示す最も明確なシグナルとなる。