期待第三代半导体未来突破技术瓶颈,乘上新能源汽车的东风

2023-05-06 作者: 晴天

4月19日上午,2023年第25届中国集成电路制造年会暨供应链创新发展大会在广州举办,功率及化合物半导体论坛反响热烈,功率电子市场广大,未来将在车规级、工控、消费电子等领域广泛应用。

 

元素半导体种类较为单一,化合物半导体的种类繁多,用途多种多样,砷化镓和磷化铟是微电子和光电子的基础材料,砷化镓可用于太阳能电池等光电用途中。近来引起注意的第三代半导体碳化硅和氮化镓等,在新能源汽车、工控开关等功率器件上表现良好,但产业化过程中仍然面临长晶缓慢、切割、减薄不易等诸多问题,有待成本的进一步下降助推产业化进程。这其中要求与之相配套的制造、检测量测等设备商迭代更新,提供全流程的化合物半导体解决方案。国内外布局第三代半导体的厂商众多,论坛邀请到北方华创、KLA、英飞凌、华润微、卡尔蔡司、思锐智能、三安集成、泰克天润等知名厂商,一同聚焦解决化合物半导体生产制造过程中的疑难点,期待第三代半导体未来突破技术瓶颈,乘上新能源汽车的东风。

 

 

广东芯聚能半导体有限公司总裁周晓阳带来演讲《碳化硅器件及模块的汽车类应用前景》,他介绍了IGBT、MOS和主驱逆变器等车规级功率器件的应用。碳化硅的封装形式有分立器件、集成性模块,还有特斯拉用的小模块,各有各的优势。

 

 

卡尔蔡司(上海)管理有限公司业务拓展经理黄承梁先生演讲,他演讲的主题是:《化合物半导体的先进分析技术》。通过先进光学技术来实现对化合物半导体生产制造的分析。

 

 

北京北方华创微电子装备有限公司华南办事处总经理牛群分享,他分享的主题是《新能源东风已至,碳化硅御风而起,碳化硅功率器件全面解决方案》。碳化硅整个解决方案从衬底、外延包括芯片端已经实现全面布局,无论是刻蚀、PECVD、LPCVD等等都有6、8寸全面解决方案。他认为,整个全球尤其是中国新能源汽车发展非常快,后续会有爆发性增长阶段,突破技术瓶颈后,碳化硅器件将从量变引起质变,很快会有一个快速增长。

 

 

赛默飞世尔科技高级业务拓展经理曹潇潇演讲主题是:抓住本土机遇,突破行业内卷—赛默飞功率半导体研发及良率提升解决方案。赛默飞提供了从wafer  level、die  level、device  level各个层面不同的系统失效分析和过程控制的解决方案。

 

 

青岛四方思锐智能技术有限公司销售总监叶惟演讲主题是:ALD在功率化合物半导体领域的技术新突破。首先是ALD功率器件和化合物半导体应用市场的普遍应用。其次是ALD在PD、CS和Power  IC应用领域的解决方案。最后分享了公司TransformALD半导体平台设备以及公司介绍。

 

 

宁波舜宇仪器有限公司研发总监李涛演讲的主题是:舜宇仪器智能光学检测及技术展望。目前舜宇仪器规划的方向主要分两个大块,一个是检测,一个是计量,检测主要是针对表面的缺陷检测,还有3D图形检测,计量主要是对CD、膜厚、几何图形尺寸量测和精度量测。缺陷量测和计量都是统一在一起,我们发现缺陷要量测缺陷,才为未来的工艺提供一些数据参考和改善。未来发展要从人工检查到自动检查再到智能检查。

 

 

KLA化合物半导体技术专家团队给我们带来关于化合物半导体制造的全流程检测与量测方案。KLA提供广泛的产品,从检测、测量到分析,这些产品范围从全自动、全晶圆片检测到计量解决方案,我们目标是满足年开发产量和制造SIC产量芯片的需求。最终目的还是服务客户做两件事情,一件事情是Defect Engineeging,另外一方面SPC  Monitoring,不光是缺陷问题,还需要控制制程,最终希望能够提升客户良率。

 

 

华润微电子有限公司功率器件应用专家淳于江民演讲的主题是:以科技创新助力“双碳”—华润微先进功率器件布局及进展。主要介绍了作为国内领先的功率半导体IDM企业,华润微从设计和工艺两方面入手,布局先进的功率器件,在氮化镓和碳化硅功率器件方面做的创新发展。

 

 

泰科天润半导体科技(北京)有限公司应用测试中心总监高远演讲的主题:2023年国产碳化硅市场、器件与挑战。国产要想提升竞争力,还需要降本,有两个主要的推动力,第一个是6—8寸,另外一个是器件的迭代。车规级功率器件除了可靠性、面积、成本之外,要通过降低缺陷密度,结电容等优化,来增加半导体的一致性。2023年国产SIC芯片展望,出货量会继续增大,上半年较淡,下半年转好。

 

 

三安集成电路股份有限公司副总经理陈东坡演讲的主题是:碳化硅助力新能源汽车快速发展。宽禁带材料耐高压,耐高温,同时开关频率快,损耗也会低一些。所以碳化硅能很好的满足新能源汽车800v的要求,解决800v系统很关键的问题。碳化硅供给仍然有缺口,保守情况缺口123万片,乐观情况下是486万片。碳化硅虽好,可是问题也很多,有产能的问题,成本的问题,还有可靠性的问题,MOSFET批量供应能力问题。以及介绍了三安在碳化硅方面的布局。

 

 

广东芯粤能半导体有限公司研发副总裁相奇演讲的主题是:SIC器件制造开放平台的市场机遇和挑战。能源革命会涉及到很多能量的转换,尤其是电能的转换,核心的技术就是半导体的功率器件,刚好碳化硅比硅更适合做功率器件,因此在能源革命里面就成为一个核心的技术,一个重要的技术。碳化硅这个技术还是处在非常初步的发展阶段,虽然器件性能已经碾压硅了,还有很大的发展进步空间,器件结构的平面型、沟槽型、超级结、超高压、碳化硅的这条路径是非常清晰的,需要大家一起努力去研发一些先进技术。

 

 

爱集微咨询(厦门)有限公司资深分析师朱航欧演讲的主题是:第三代半导体功率器件重点市场及产业发展情况。集微咨询预计到2026年碳化硅在新能源汽车渗透率会超过30%。在工业电源、光伏等领域的应用也将逐渐普及。氮化镓的器件会用在射频和光电子两个领域,更适合用于消费类电源领域。新能源汽车是硅、碳化硅、氮化镓三种技术路线争夺的角逐场,氮化镓的功率电子目前看来在48v混合动力汽车领域有较强的优势,主要应用模块在OBC和DC—DC中。

 

 

英飞凌中国工业功率控制事业部大中华区高级技术总监陈立烽演讲的主题是:英飞凌碳化硅技术发展及应用。 具体到碳化硅MOSFET的好处,追寻就是两个方向,一个是把拓扑提高,另外是追求最高的功率密度,通过减少开关频率,缩小磁性元件尺寸来获得这些性能。具体这些性能如何通过碳化硅实现,跟本身能带宽度,导热力这方面特性有关,总的来讲往这个方向低损耗、高功率密度方向发展,碳化硅是非常好的方案。驱动技术和封装技术是发挥碳化硅良好性能的两个关键技术。英飞凌有超过30年的碳化硅应用技术,不光有单管产品,模块产品,也会有智能工艺的产品,不同的应用在工业集或者在汽车级也会有相应的产品,英飞凌在整个能源的利用、用电的过程是主要的功率半导体的赋能者。

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