在SEMICON China 2020上探討功率及化合物半導體技術(shù)及發(fā)展前景

6月28-29日，“功率及化合物半導體國際論壇2020”于SEMICON China 2020同期在上海浦東嘉里酒店成功舉辦。此次論壇重點(diǎn)討論的主題包括：寬頻帶隙功率電子學(xué)、光電子學(xué)、通信中的復合半導體和新興功率器件技術(shù)。

SEMI中國區總裁居龍先生出席會(huì )議致辭。他表示歡迎來(lái)參加SEMICON China，這屆展會(huì )舉辦著(zhù)實(shí)不易，這是一個(gè)堅持，舉辦過(guò)程中排除萬(wàn)難曲曲折折。功率化合物半導體這個(gè)市場(chǎng)成長(cháng)非?？焖?，可以預見(jiàn)今后幾年市場(chǎng)將繼續爆發(fā)，尤其5G時(shí)代來(lái)臨，還有汽車(chē)電子對于功率方面的需求，“我想這是一個(gè)重大的機會(huì )”。功率化合物半導體平臺將繼續扮演連接中國與全球的橋梁角色，“我們的愿望是‘跨界全球，心芯相連’，讓中國半導體產(chǎn)業(yè)可以融入全球半導體產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，成為伙伴共同成長(cháng)?！?/p>

英諾賽科（珠海）科技有限公司董事長(cháng)駱薇薇在《硅基氮化鎵產(chǎn)業(yè)發(fā)展“芯”機遇》演講主題中指出，新基建浪潮助推智能化時(shí)代發(fā)展，不僅芯片的需求量不斷上升，還帶動(dòng)了第三代半導體氮化鎵的發(fā)展與應用。硅基氮化鎵具有高頻、高開(kāi)關(guān)速度、地單位面積導通阻抗、高功率密度的特性，完美滿(mǎn)足新時(shí)代發(fā)展的需求，將帶來(lái)一個(gè)萬(wàn)億級的新市場(chǎng)。駱薇薇詳細分析了低壓氮化鎵的應用與高壓氮化鎵的應用，說(shuō)明氮化鎵市場(chǎng)空間潛力巨大，同時(shí)氮化鎵在效率提升、制造成本有望更低、規?；a(chǎn)方面的巨大優(yōu)勢，將打造一個(gè)全“芯”的未來(lái)。

美國宜普電源轉換公司首席執行官兼聯(lián)合創(chuàng )始人Alex Lidow帶來(lái)了《氮化鎵技術(shù)如何推動(dòng)車(chē)載系統的發(fā)展進(jìn)程》主題演講。氮化鎵功率器件、分立晶體管和集成電路的生產(chǎn)已經(jīng)超過(guò)10年，受益于較小的尺寸和更快的轉換速度，已在許多應用領(lǐng)域取得重大進(jìn)展。這些器件的體積比MOSFET要小好幾倍，很大程度上由于尺寸的優(yōu)勢，其生產(chǎn)成本也相對較低?，F在，氮化鎵器件在汽車(chē)上得到了大量應用，對此，Alex Lidow在現場(chǎng)討論了激光雷達（光探測和測距）和48v功率分配兩個(gè)關(guān)鍵例子。

泰科天潤半導體科技（北京）有限公司總經(jīng)理陳彤探討了《碳化硅應用方案可以做到多便宜》，首先，他解讀了電氣化新時(shí)代與功率半導體的進(jìn)展，并將硅基與碳化硅基功率器件作對比，指出，碳化硅MOSFET相對于硅IGBT和硅MOSFET的技術(shù)性能優(yōu)勢，體現在應用上具備減少散熱組件、減少電容電感、更高工作溫度、減積減重、轉換效率、可靠穩定等優(yōu)勢。陳彤認為，在電力電子領(lǐng)域，最大的顛覆性變革就是碳化硅Mos取代硅IGBT?！疤蓟韫β势骷杀揪痈卟幌?，原因有碳化硅材料、工藝和應用技術(shù)突破門(mén)檻高；碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈過(guò)長(cháng)，上下游反饋閉環(huán)費時(shí)費力；硬科技的投資和產(chǎn)業(yè)邏輯，國內需要時(shí)間更新認識?！睂Υ?，需要產(chǎn)業(yè)上下游的配合才能發(fā)現自己的問(wèn)題、解決自己的問(wèn)題，同時(shí)要在市場(chǎng)批量的實(shí)踐中暴露問(wèn)題、解決問(wèn)題。

德國愛(ài)思強股份有限公司高級部門(mén)經(jīng)理方子文帶來(lái)了《用于寬禁帶半導體材料大規模生產(chǎn)的解決方案》主題演講，他表示，在全球大趨勢的推動(dòng)下，化合物半導體在當前和未來(lái)的市場(chǎng)應用中取得了重大的設計勝利，其中電力電子正處于從硅向SiC和GaN的重大轉變邊緣。與此同時(shí)，SiC半導體在越來(lái)越多的汽車(chē)應用中獲得認可，且GaN也已經(jīng)開(kāi)始滲透到消費層面的應用。方子文認為，要成為電力電子領(lǐng)域的可持續主流解決方案，不僅要在器件層面滿(mǎn)足性能、可靠性和成本的要求，還要在外延層面滿(mǎn)足這些需求。在現場(chǎng)，方子文報告了電力電子寬帶隙半導體材料的外延批量生產(chǎn)技術(shù)的最新進(jìn)展，包括最新推出的AIX G5 WW C批量生產(chǎn)解決方案。

錼創(chuàng )科技首席執行官李允立作了《Road to ultimate display – production of MicroLED display 》演講，他表示，MicroLED能夠帶來(lái)極致的視覺(jué)體驗，同時(shí)這也是一個(gè)充滿(mǎn)挑戰的好機會(huì )。當前MicroLED的生態(tài)系統基本建立起來(lái)了，其具備低耗電、高亮度、超高分辨率、高可靠性、快速反應等優(yōu)勢。李允立認為MicroLED非常適合做高亮度高透明度的應用，這為MicroLED提供了更多的機會(huì )，比如汽車(chē)方面的應用。而相比于傳統顯示器，MicroLED需要微縮到萬(wàn)分之一，同時(shí)還要降低成本，這是批量生產(chǎn)需要克服的挑戰。

常州縱慧芯光半導體科技有限公司總經(jīng)理陳曉遲通過(guò)解讀《Next Generation VCSELs》，指出近年來(lái)在移動(dòng)、零售支付、智能家居和汽車(chē)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的推動(dòng)下，3D傳感領(lǐng)域也取得了許多令人興奮的進(jìn)展。然而，新興技術(shù)的出現同時(shí)伴隨著(zhù)前所未有的要求，挑戰仍然存在。在三維傳感中，發(fā)射器是關(guān)鍵部件和關(guān)鍵挑戰之一，陳曉遲具體分析了縱慧芯光VCSELs和ToF模塊的性能、可靠性和量產(chǎn)能力。并相應介紹了縱慧芯光技術(shù)的發(fā)展路線(xiàn)，尤其是VCSELs在激光雷達中的應用。

成都海威華芯科技有限公司副總經(jīng)理李春江圍繞《化合物半導體的毫米波通信應用》主題，提出5G通信的中頻段商用之后，能夠為移動(dòng)通信帶來(lái)更大帶寬的毫米波通信走到臺前，特別是低軌衛星通信的巨大進(jìn)展。毫米波通信器件的近期市場(chǎng)包括微波通信與衛星通信。遠期來(lái)看，毫米波通信器件還將應用在微波通信、衛星通信以及5G通信市場(chǎng)。

北京北方華創(chuàng )微電子裝備有限公司副總裁兼CVD事業(yè)部總經(jīng)理董博宇帶來(lái)了主題為《NAURA 的Si外延和SiC材料在功率器件領(lǐng)域的解決方案》的演講。他主要描述了北方華創(chuàng )提供的用于分立器件和MEMS的硅外延和碳化硅材料的技術(shù)解決方案。此外，還介紹了北方華創(chuàng )在硅外延設備、碳化硅外延設備和碳化硅晶體生長(cháng)系統中的技術(shù)積累和性能優(yōu)勢。

英國牛津儀器中國區經(jīng)理Terry Chen的《Advanced Plasma Processing Solutions for High Performance VCSELs Focussing on Cost Down Per Wafer and Critical Device Performance》演講中，他指出人臉識別和數據庫等應用正在推動(dòng)基于GaAs和InP的激光器的需求。為了確保設備在高效率的同時(shí)，控制成本最大化產(chǎn)量，就需要專(zhuān)門(mén)的工藝解決方案。Terry Chen介紹，通過(guò)集中開(kāi)發(fā)和利用超過(guò)37年的CS技術(shù)、牛津儀器等離子技術(shù)已經(jīng)生產(chǎn)出了先進(jìn)的等離子處理解決方案，能夠提供優(yōu)越的設備性能和降低晶片成本。

Qorvo FAE manager荀穎探討了《實(shí)現5G的關(guān)鍵技術(shù)-GaN》。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著(zhù)5G技術(shù)的到來(lái)，進(jìn)一步推動(dòng)了以氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導體材料的快速發(fā)展。GaN在微波射頻領(lǐng)域具有高效率、大帶寬與高功率的優(yōu)勢越來(lái)越受到矚目。5G將帶來(lái)半導體材料革命性的變化，隨著(zhù)通訊頻段向高頻遷移，基站和通信設備需要支持高頻性能的射頻器件，GaN的優(yōu)勢將逐步凸顯。

意法半導體Filippo Di Giovanni帶來(lái)了《Latest packaging developments enhance performance of Silicon Carbide power devices》主題演講。SiC技術(shù)使汽車(chē)包括牽引逆變器DC-DC轉換器和車(chē)載充電器，以及工業(yè)領(lǐng)域包括太陽(yáng)能、UPS、儲能和PSU等的總擁有成本大幅降低，從而將這種新材料引入汽車(chē)成為可能。SiC技術(shù)的加速比市場(chǎng)預期要快得多，同時(shí)新的封裝和模塊被引入市場(chǎng)以?xún)?yōu)化keyEV應用（OBC,，DC-DC，牽引逆變器）。

中電國基南方有限公司教授級高工柏松探討了《碳化硅功率MOSFET技術(shù)問(wèn)題及研究進(jìn)展》，指出SiC MOSFET產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展到第三代，采用新型柵氧、溝槽結構等技術(shù)。國際上SiC電力電子器件技術(shù)處于快速增長(cháng)期，全面推進(jìn)新能源汽車(chē)等領(lǐng)域的批量應用。并介紹到，國基南方SiC G1DMOS技術(shù)初步建立，正在開(kāi)展1200V產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣，提升穩定供貨能力。下一步，國基南方SiC MOSFET產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展規劃布局，將再2025年實(shí)現高壓SiC DMOSFET 6.5kV-15kV。

蘇州晶湛半導體有限公司董事長(cháng)程凱闡述了《用于新型器件的GaN外延技術(shù)》，目前，GaN技術(shù)已經(jīng)為5G和電力電子產(chǎn)業(yè)做好了準備，GaN外延在進(jìn)一步提高器件性能方面有很大的空間。氮化鎵(nGaN)、磷化鎵(pGaN)和異結構氮化鎵(hetero-structures)的再生應作為器件設計的常規方法。新興器件如多通道、p-FET和uLED可能為GaN應用開(kāi)辟新的市場(chǎng)，這些新應用都是基于氮化鎵外延技術(shù)的創(chuàng )新。

江蘇微導納米股份有限公司首席技術(shù)官黎微明的演講圍繞《原子層沉積（ALD）技術(shù)自功率和化合物半導體的 應用及國產(chǎn)化創(chuàng )新的展望》展開(kāi)。他指出，ALD正在成為高性能、高可靠性電源和復合半導體器件的重要技術(shù)，在一些關(guān)鍵的工業(yè)領(lǐng)域中，國產(chǎn)鋁加工技術(shù)作為關(guān)鍵設備的作用越來(lái)越明顯。未來(lái)隨著(zhù)不斷的創(chuàng )新和努力，ALD正在成為第四次工業(yè)革命時(shí)代的通用和有前途的技術(shù)。

SPTS Technologies易義軍作出《應用于碳化硅和氮化鎵功率器件的PVD技術(shù)的進(jìn)步》演講，目前對高電壓運行設備的需求不斷增加，特別是電動(dòng)汽車(chē)的增長(cháng)，已經(jīng)導致越來(lái)越多的采用碳化硅和GaN為基礎的動(dòng)力設備。盡管來(lái)自硅基功率器件的持續競爭、高效率、抗惡劣環(huán)境和快速開(kāi)關(guān)時(shí)間使SiC MOSFETs成為電力牽引的理想選擇。易義軍討論了如何使用物理氣相沉積（PVD）來(lái)沉積厚的正面金屬和薄的多層背面金屬。并詳細介紹SPTS Sigma?PVD技術(shù)如何克服各種挑戰，包括在厚金屬沉積過(guò)程中消除晶須，避免有機物污染，主動(dòng)面保護和背面層的應力控制。

安森美半導體王利民報告了《安森美半導體碳化硅（SiC）方案應用于太陽(yáng)能逆變器電源及電動(dòng)汽車(chē)充電樁等》。首先，王利民解讀了安森美半導體的寬禁帶（WBG）生態(tài)系統，以及重點(diǎn)市場(chǎng)與驅動(dòng)力。近年來(lái)5G通信、電動(dòng)汽車(chē)和太陽(yáng)能新能源等市場(chǎng)逐年增長(cháng)帶來(lái)碳化硅（SiC）產(chǎn)品需求的迅速增加。SiC產(chǎn)品以比傳統硅基半導體革命性的性能突破實(shí)現了超高效率和超高功率密度的電源功率轉換。王利民介紹了市場(chǎng)的SiC典型應用趨勢以及公司的全系列SiC產(chǎn)品方案和服務(wù)。

納微半導體副總裁、中國區總經(jīng)理查瑩杰在其《納微高集成氮化鎵功率芯片推動(dòng)快充技術(shù)和市場(chǎng)的革新》的演講報告中對氮化鎵技術(shù)作了精彩概括，并分享了納微在氮化鎵領(lǐng)域的探索及成果。查瑩杰表示，充電速度是滿(mǎn)足手機實(shí)現大屏和大功率要求的最大痛點(diǎn)，而快充技術(shù)的關(guān)鍵因素在于使用的器件能否達到高功率密度、高能效、以及高開(kāi)關(guān)速率等效果，具有禁帶寬度大、導熱率高等多項優(yōu)勢的氮化鎵恰恰滿(mǎn)足了它的要求。氮化鎵有兩個(gè)特性，一個(gè)是在消費類(lèi)領(lǐng)域幫客戶(hù)去賺錢(qián)，讓產(chǎn)品多元化、更有競爭力、產(chǎn)品更時(shí)尚等；另一個(gè)在工業(yè)、汽車(chē)服務(wù)器領(lǐng)域幫客戶(hù)去省錢(qián)，可以實(shí)現效率提升。

應用材料公司半導體產(chǎn)品事業(yè)部技術(shù)總監何文彬以遠程會(huì )議的方式參加了本次論壇并發(fā)表《功率技術(shù)的高產(chǎn)能制造》演講報告，分享應用材料公司在功率器件方面的定位、服務(wù)及產(chǎn)品。何文彬表示，能源、汽車(chē)、工業(yè)、高效率系統等產(chǎn)業(yè)持續發(fā)力，未來(lái)五年內的市場(chǎng)份額將會(huì )增長(cháng)10%。功率器件的主要技術(shù)包含SiC和GaN-Si，新的材料需要使用新的產(chǎn)品和技術(shù)來(lái)支持它們的制程，應用材料服務(wù)于半導體產(chǎn)業(yè)已超過(guò)50年之久，所提供的產(chǎn)品十分廣泛，包括最磊晶、摻雜、離子注入、干刻設備等，公司正在持續努力帶來(lái)下一代6吋/8吋的碳化硅/氮化鎵解決方案。

北京天科合達半導體股份有限公司副總經(jīng)理、技術(shù)總監劉春俊帶來(lái)《寬禁帶半導體碳化硅襯底研究和產(chǎn)業(yè)進(jìn)展》演講，從碳化硅襯底材料方面分析碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢及天科合達的最新研究成果。碳化硅材料的主要應用領(lǐng)域包括功率器件和射頻器件，近期電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展進(jìn)一步推動(dòng)其增長(cháng)進(jìn)入快速增長(cháng)期。近幾年全球對碳化硅產(chǎn)業(yè)的投資熱度大，中國的產(chǎn)業(yè)鏈已基本接近成熟，但碳化硅襯底材料的主要產(chǎn)出還是在美國，產(chǎn)量超過(guò)80%，中國還有較大提升空間，整個(gè)產(chǎn)業(yè)還是處在供求不平衡的狀態(tài)，能提供6英寸產(chǎn)品的企業(yè)也較少。劉春俊表示，隨著(zhù)技術(shù)水平的進(jìn)步，碳化硅器件的價(jià)格在逐步下降，質(zhì)量也在逐步提升。在性能提升的基礎上，碳化硅市場(chǎng)份額及競爭力將取得持續提升。

Power Integrations公司徐曄帶來(lái)了《智能集成最大化地提升了氮化鎵開(kāi)關(guān)性能-談?wù)勻寗?dòng)氮化鎵面臨的挑戰》演講報告，重點(diǎn)介紹了高容量氮化鎵開(kāi)關(guān)的優(yōu)勢和面臨的挑戰。徐曄認為，相比傳統的硅開(kāi)關(guān)，高壓氮化鎵開(kāi)關(guān)具備的優(yōu)勢眾所周知，氮化鎵的出現能夠更好地支持終端應用達到更小尺寸、更高效率及更輕重量的需求，而集成技術(shù)是氮化鎵功率半導體成功的關(guān)鍵。

電動(dòng)汽車(chē)的迅猛發(fā)展依賴(lài)于內部的電路電子系統快速進(jìn)步，同時(shí)也對器件的成本、功率集成密度、可靠性等提出了新的要求。ABB中國技術(shù)支持專(zhuān)家王浩在會(huì )上作了《用于新能源汽車(chē)和牽引應用的大功率SiC功率模塊開(kāi)發(fā)》演講報告，分享了創(chuàng )新碳化硅功率模塊在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的高效益應用。王浩表示，交通電氣化的發(fā)展趨勢對功率器件提出了新的挑戰，大規模應用碳化硅功率模塊成為趨勢。

來(lái)自比利時(shí)微電子研究中心IMEC的Denis Marcon通過(guò)視頻連線(xiàn)的方式分享了8英寸GaN功率器件及IC技術(shù)：晶圓供應商、代工廠(chǎng)、IDM廠(chǎng)商的新機遇，并展示了IMEC在功率器件上的最新研究結果。據Denis Marcon介紹，IMEC公司的200mm/8英寸的GaN-on-Si e-mode/常關(guān)模式技術(shù)已經(jīng)就緒，IMEC已經(jīng)開(kāi)發(fā)了覆蓋100V-650V的GaN-on-Si應用，并解決了氮化鎵功率晶體管的e-mode/正常關(guān)閉方面的技術(shù)難題，IMEC正致力于制造整體集成200v和650v的氮化鎵IC。

寬禁帶半導體及新型功率器件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展依賴(lài)于設備、材料、先進(jìn)工藝等的強有力支撐，越來(lái)越多的新技術(shù)、新產(chǎn)品將會(huì )在智能制造、消費電子、節能社會(huì )等領(lǐng)域得到應用，寬禁帶半導體及新型功率器件在未來(lái)社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展中將扮演舉足輕重的角色，開(kāi)啟新時(shí)代快速發(fā)展新篇章。