随著5G、电动车等运用鼓起，财产对于在高频与低损耗特征的需求与日俱增。于此配景下，拥有优异特征的宽能隙半导体质料，成为备受业界瞩目的新秀。
汽车与射频通信范畴对于在高频率、高压或者高温元件需求逐年扩增，宽能隙半导体，如碳化硅(SiC)及氮化镓(GaN)，正于与传统的硅质料联合利用，因为其可以于较高频率、电压及温度的情况下功课，同时丧失较少的功率，为相干财产成长带来极新的冲破。
稳懋半导体计谋长、SEMI Taiwan功率暨化合物半导体委员会主席李宗鸿 (图1)
暗示，化合物半导体成长已经历经一段岁月，2019年最先将会是连续发作的时间点，不管是于功率电子元件、光通信元件、光传输、感测与微波通信等运用，对于在化合物半导体的需求只会有增无减，以实现快速传输，为糊口带来更多的便当。
(图1) 稳懋半导体计谋长/SEMI Taiwan功率暨化合物半导体委员会主席李宗鸿指出于功率电子元件、光通信元件、光传输、感测与微波通信等运用方面，对于在化合物半导体的需求将会有增无减。
中科院质料暨光电研究所长、高功率元件运用研发同盟代表，同时也是SEMI Taiwan功率暨化合物半导体委员会副主席程一诚 (图2) 也呼应，电子时代的运用寻求高功率、高温与高频的运用，像是电动车、5G/6G通信，甚至是新能源成长，既有的半导体技能已经经没有措施应付将来成长的运用，故化合物半导体如GaN及SiC脚色愈趋主要。为加快高功率元件成长，除了垂直运用范畴整合外，更应著手强化产官学间的互助，倡议配合研发计画，为中国台湾财产找到具赢利基础的技能成长标的目的。
(图2) 中科院质料暨光电研究所长、高功率元件运用研发同盟代表、SEMI Taiwan功率暨化合物半导体委员会副主席程一诚认为既有的半导体技能已经经没有措施应付将来的运用，化合物半导体脚色将会愈趋主要。
电动车动员SiC需求腾飞 GaN抢攻中低功率市场
从电动车市场来看，全世界有50%的电动车市场来自在中国市场。于当局鼎力大举鞭策以和节能减碳的需求日增，促成海内外车厂大肆投入电动车，此中最踊跃的厂商包罗吉祥集团及比亚迪这两家公司。
万邦新能源集团高级副总裁、SEMI Taiwan功率暨化合物半导体委员会声誉九五至尊官网主席张育铭 (图3)谈到，电动车市场蓬勃成长，亦动员相干半导体财产链的腾飞，尤其是具有高耐压电场、高饱及电子速率、以和高散热係数的宽能隙功率元件。继特斯拉(Tesla)以后，已经有愈来愈多厂商将SiC导入至汽车或者充电站运用。SiC能让电源体系的总体效率晋升、尺寸变小，患上以让充电站普和建置变患上越发轻易。今朝于180KW运用已经经年夜大都已经经最先用了SiC技能，例如保时捷(Porsche)快充就是採用SiC技能。
(图3) 随著电动车市场蓬勃成长，万邦新能源集团高级副总裁/SEMI Taiwan功率暨化合物半导体委员会声誉主席张育铭对于在相干半导体财产链的腾飞，抱持乐不雅见解。
Yole Développement电力和无线部分总监Claire Troadec (图4)谈到，差别功率元件的利用漫衍与运用频率有关。基本上，GaN与硅技能的运用频率有所堆叠，不外GaN的抱负运用频率于高频，可以比硅运用在更高的频率事情。可是受限在成本因素，于低频区域仍以MOSFET为首选。另外一方面，SiC正进入需要高效率体系的高功率市场。
(图4) Yole Développement电力和无线部分总监Claire Troadec认为SiC正进入需要高效率体系的高功率市场。
运用质料(Applied Materials)技能总监何文彬 (图5) 阐发，汽车财产对于在靠得住度的要求很是高，特别是汽车自己，而SiC对于汽车财产而言是新兴的元件技能，还有需要一段时间证实其安全性与靠得住度。是以，基本上SiC将会从充电站最先著手，藉由充电站的成立提供靠得住度数据资料，当数据资料越多，靠得住度设计基础也就越扎实，今朝可看到SiC已经陆续用在车载充电器(On-Board Charger, OBC)。
(图5) 鉴在汽车财产对于靠得住度的高要求，运用质料(Applied Materials)技能总监何文彬阐发，SiC将会从充电站著手，并可透过充电站成立靠得住度数据资料。
意法半导体(ST)计谋行销、立异暨要害计画司理Filippo Di Giovanni (图6) 暗示，SiC技能的进级速率远超市场预期，从汽车牵引逆变器(Traction Inverter)，DC/DC转换器及OBC和工业运用如太阳不停电供给体系(UPS)、储能与PUS范畴即能看到整体设计成本已经有高达20%的降低。
(图6) 意法半导体(ST)计谋行销、立异暨要害计画司理Filippo Di Giovanni对于在SiC技能的进级速率抱持正面的立场。
除了了SiC以外，宜普(EPC)全世界发卖及行销资深副总裁Nick Cataldo (图7) 暗示，与硅比拟，GaN更具有更快速、尺寸小、更高效率、更自制且易在整合等能力，可广泛运用在新兴的物联网装备、医疗诊断及植入式装备、光达(运用在自驾车、AR及无人机)、无线充电和电脑运算相干范畴(如云端运算、AI及深度进修等)。值患上一提的是，400W如下的GaN製程，除了了磊晶外，所有製程皆可以使用尺度的硅装备。
(图7) 宜普（EPC）全世界发卖及行销资深副总裁Nick Cataldo提出GaN小尺寸、高效率、低成本的上风，可广泛运用在物联网装备、医疗诊断等范畴。
5G带来四高诉求 成化合物半导体成长另外一动能
除了了功率元件以外，无线通信一直是化合物半导体最主要的运用市场，是以于无线通信往5G迈进的历程中，SiC、GaN等化合物半导体也会同蒙其利。
稳懋半导体协理黄智文 (图8)暗示，已往台积电曾经说物联网是驱动半导体技能的要害运用，但从化合物半导体厂商的角度来讲，稳懋认为5G将是将来驱动化合物半导体的主要技能，而5G也正于成长傍边。已往4G时代，低频对于在封装技能的要求不高，而5G因为诉求高频、高线性(Linearity)、高效率和高整合，晶片尺寸巨细成为了要害问题，为此该公司提供功率放年夜器(PA)与低杂讯放年夜器(LNA)的整合方案，因应5G运用需求。
关在化合物半导体运用在5G通信技能的成长状态，于Yole Développement电力和无线部分总监Troadec 的分享中也提到，2018~2023年之间，因为5G需要更多的基地台收发台(BTS)与串联中心和分离式单位的光通信毗连，对于在磷化铟(Indium Phospide, InP)技能更胜以往，複合年均发展率为16%；而GaAs RF用在功率放年夜器可提供优秀的不变性且体积小，複合年均发展率为2%；GaN RF SiC年夜多用在军用范畴，尤其是5G运用，年複合发展率有13%之多。
(图8) 稳懋半导体协理黄智文认为5G对于在高频、高线性(Linearity)、高效率和高整合的诉求，让晶片的尺寸成为竞技要害。
总体而言，5G成长正热火朝天举行傍边，2019年已经经有5G商用手机已经陆续面式，而5G基础设置装备摆设更是快马加鞭睁开布建。5G技能的导入为手机带来范例转移，将来手机将再也不只是小我私家化载具，其经由过程与物联网毗连，将成为人与情况之间互相通报资讯的步履窗口，为糊口带来更高的便当性。
满意高靠得住度要求 烧结蚀刻新技能有解
从封装製程设计角度来看从，进步前辈承平洋(ASM Pacific)技能副总裁Eric Kuah (图9)
谈到，银烧结技能可以减低封装时的负荷和元件劣化问题，可用在车辆电气化中的测试封装电源模组。
针对于烧结製程，只有当温度、时间与压力节制三方到达最好的均衡点时，才能得到最好的烧结成果，是以，确保所有质料优良烧结馀一个封装内，或者削减烧结后封装上的氧化物，以减低製造成本，都是採用烧结技能时需考量的解决方案。
(图9) 进步前辈承平洋(ASM Pacific)技能副总裁Eric Kuah从封装製程设计角度阐发：银烧结技能可降低封装时负荷和元件劣化问题，合用在车辆电气化中的测试封装电源模组。
至在于蚀刻製程方面，住程科技体系(SPTS)产物司理Richard Barnett (图10) 暗示，SiC晶圆可同时利用于功率元件和高功率射频元件两个范畴，其所利用的蚀刻製程有些差别。功率元件只有正面蚀刻需求，属在浅蚀刻(Shallow Etching)，蚀刻速率快，且不消担忧蚀刻製程会毁坏元件。
年夜功率射频技能则有正面蚀刻与反面蚀刻的需求，正面用浅蚀刻，但由于有毁坏元件的可能性，以是蚀刻速度会放慢；至在于反面，则需要採用深蚀刻(Deep Etching)，且由于无须担忧对于元件造成毁坏，故可拉高蚀刻速率。
(图10)住程科技体系(SPTS)产物司理Richard Barnett从蚀刻製程角度提示：SiC晶圆可同时利用于功率元件和高功率射频元件两个范畴，但皆各有需注意的地方。
不外，因为SiC功率元件从平面布局转向沟槽式(Trench)布局的趋向鼓起，将来蚀刻装备于这方面会有很年夜的成长时机。不外，要于SiC晶圆上蚀刻出沟槽，需要搭配深度节制技能，这方脸孔前业界有两种要领，别离是白光干预干与与雷射干预干与，但各自有其合适的运用情境跟限定。
降低出产成本 製程节制仍不成免
虽然化合物半导体将来有很年夜的运用成长潜力，但不成讳言的是，SiC跟GaN质料今朝的成本还有是比硅质料超出跨越一年夜截，这使患上半导体製造商必需于製程节制上必需投入更多心力跟资源，以降低出产成本，满意客户要求。
科磊(KLA)亚洲区产物行销司理周发业 (图11)指出，製程节制(Process Control)于素质上是一种数据阐发，其前端分成查抄(Inspection)、複查(Review)与量测(Metroglogy)三个部门，藉由于各个製程步调中网络更多资料，和早发明缺陷，进而採取对于应的节制手腕。
(图11) 科磊(KLA)亚洲区产物行销司理周发业指出，製程节制分成查抄、複查与量测三部门，藉由透过各步调网络资料，和早发明缺陷，进而採取对于应的节制方式。
製程节制除了了可以免出缺陷的元件流入后续的製程步调，白白华侈时间跟资源外，对于在提高出产良率跟产能，降低出产成本也可带来帮忙。一般来讲，进步前辈製程对于製程节制较为讲求，由于任何一点小小的缺陷城市使採用进步前辈製程的晶片掉效，并且製程节制对于在缩短新製程的良率拉升曲线，能带来相称较着的效益。
相对于的，成熟製程由于良率已经经很是不变，是以採用成熟製程的晶片，往往比力轻易纰漏製程节制的主要性。但因为SiC、GaN等质料有著差别在硅质料的特征，且单价可达硅质料的数倍甚至数十倍，是以导入製程节制所能得到的经济效益，将比已往更为较着。
本年展览时期也全新计划立异展区「化合物半导体立异运用馆」，聚焦「3D Sensing」、「LiDAR RADAR」、「Powertrain」及「EV Charging Solution」等四年夜把握化合物半导体要害技能及趋向的主题，并会聚稳懋、IQE、汉磊、茂硅、嘉晶、GaN Systems、台达电子、錼创科技以和工研院等代表年夜厂参展，现场更展示BMW i3s及i8 Coupe，让介入者现场切身体验化合物半导体成长所成绩的将来科技！除了此以外，SEMI功率暨化合物半导体委员会连续藉由按期集会和技能钻研会，会聚跨范畴财产专家，针对于财产配合面临的挑战，参议解决对于策，加快财产的成长速率。更多功率暨光电半导体相干的勾当，请至SEMI官网查看。
(图说12) 由左至右别离为：科磊(KLA)亚洲区产物行销司理周发业、Yole Développement电力和无线部分总监Claire Troadec、运用质料(Applied Materials)技能总监何文彬、进步前辈承平洋(ASM Pacific)技能副总裁Eric Kuah、汉磊科技总司理/SEMI Taiwan功率暨化合物半导体委员会副主席庄渊棋、稳懋半导体计谋长/SEMI Taiwan功率暨化合物半导体委员会主席李宗鸿、万邦新能源集团高级副总裁/SEMI Taiwan功率暨化合物半导体委员会声誉主席张育铭、意法半导体(ST)计谋行销、立异暨要害计画司理Filippo Di Giovanni、中科院质料暨光电研究所长/高功率元件运用研发同盟代表/SEMI Taiwan功率暨化合物半导体委员会副主席程一诚、联颖光电技能长/SEMI Taiwan功率暨化合物半导体委员会副主席林嘉孚、宜普（EPC）全世界发卖及行销资深副总裁Nick Cataldo。
-三木SEO-
服务热线