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相聚功率及化合物半导体国际论坛2021,探讨宽禁带半导体、新能源汽车及功率器件、VCSEL、5G通讯等应用新趋势

来源:SEMI中国    2021-03-19
3月18-19日,业界最具影响力的专业活动之一“功率及化合物半导体国际论坛2021”于SEMICON China 2021同期在上海浦东嘉里酒店成功举办。

3月18-19日,业界最具影响力的专业活动之一“功率及化合物半导体国际论坛2021”于SEMICON China 2021同期在上海浦东嘉里酒店成功举办。共有20位来自相关产业链领先企业的嘉宾作主题分享,议题涵盖宽禁带半导体材料及器件制造技术、功率半导体在新能源汽车应用趋势、VCSEL新型应用、化合物半导体通讯应用等热点议题,500余位专业观众参加了本次论坛。

SEMI全球副总裁、中国区总裁居龙在致辞中表示,新冠疫情给每一个人的生活、生命带来了巨大改变。“而中国的疫情得到了很好的控制,同时经济也在复苏,因为抗疫英雄们在战场上与病毒抗争,让我们此刻能够相聚一堂。”其次,全球半导体产业逆势增长,实现了7%-8%的正增长,中国表现尤其突出。这是产业界英雄们共同坚持和努力的成果,居龙认为,产业英雄们包括在座的各位都是“真芯英雄”。功率及化合物半导体国际论坛是SEMICON China展会期间唯一举行两天的论坛,看到现场观众爆满,这象征着产业发展欣欣向荣。看到越来越多新半导体公司成立,许多半导体企业在扩张,居龙表示,在产业红红火火的发展中,还会面临很多险阻,要保持“红红火火休轻狂,喜上眉梢勿稍怠”的态度。创新是很重要的,5G、新能源汽车、通讯方面的创新应用层出不穷,这正是功率及化合物半导体的用武之地。

江苏能华创始人兼总经理朱廷刚就《氮化镓技术日渐成熟:量产及应用的展望》做了主题演讲。以SiC和GaN为代表的第三代半导体化合物功率半导体市场的增长现在已经开始,对于5G设备、电动汽车和工业设施(包括太阳能设施)中的SiC和GaN等化合物半导体的使用需求正在急剧增加,如何做到有效量产成为了需要解决的关键命题之一。

上汽英飞凌总经理王学合分享了《中国新能源车用功率半导体市场及技术发展展望》的主题演讲。目前新能源汽车市场发展的高低端两极化趋势明显,并在全面冲击传统车的市场。新能源汽车的销量增长,电动化、智能化技术浪潮提升了汽车半导体用量,持续增长的汽车半导体市场中功率器件占比约30%。其中,沟槽密度的提高和芯片厚度的降低,将成为IGBT芯片技术、进一步提升芯片性能的演进趋势。

泰科天润总经理陈彤探讨了《想得到、做不到:以碳化硅生产工艺为例看芯片制造及产业为啥这么难》。半导体芯片制造,又称晶圆制造,是制造业中精密度最高、工序最复杂的工艺之一,拥有繁多的制造工序和复杂的化学反应。过长的建线投产周期,对运营环境的高要求,和高昂的运营成本等因素构成了芯片制造及产业困难的原因。

威科赛乐公司总经理苏小平带来了《砷化镓在半导体激光器领域应用新进展》的主题演讲。GaAs作为一种重要的化合物半导体材料,被广泛应用于高频微波器件和半导体光电子器件,以VCSEL为代表的半导体激光器也将成为GaAs增长的驱动力之一。目前,3D传感是VCSEL市场成长的主要动力,随着智能汽车/无人驾驶的发展,VCSEL在自动驾驶领域也有着广阔的应用空间。

AIXTRON公司总监方子文探讨了《宽禁带半导体功率及射频器件量产解决方案 》。他指出,GaN和SiC功率半导体正在从潜在的应用机会转向更多的成熟应用,MOCVD技术也正朝着硅料领域的生产标准快速发展,以实现在保持较低生产成本的情况下做到150/200mm外延片的大批量生产。而具有晶圆级控制和C2C前端技术的间歇式反应器是迄今为止唯一能够同时满足所有需求的技术。

NI全球半导体业务拓展总监何为深入剖析了《建构应用于 RFFE, VSCEL, MicroLED 等半导体器件的全生命周期测试与数据平台》。5G、光通信、传感技术的演进上,化合物半导体扮演着重要的角色。NI 全生命周期数据分析平台在PXI平台的基础上,可将设计、工程验证和量产大数据进行汇总清洗,并利用基于机器学习的数据分析软件实现良率监控提升、数据追溯、适应性测试等应用。

三安集成技术市场总监叶念慈分享了《宽禁带器件在功率和射频市场应用》。宽禁带半导体材料在新基建的5G、新能源、电动化出行等应用场景中将发挥重要的作用,并在微波射频、电力电子领域帮助应用降低能耗、提升效率。三安集成作为中国第一家打通宽禁带半导体垂直产业链的企业,分享了其宽禁带器件方面的开发进度和成果。

Beneq销售总监高智解析了《原子层沉积技术在功率及化合物半导体制造中的创新应用》。他提出,ALD技术使摩尔定律成为可能,并在超越摩尔定律方向的应用有着较大的潜能。ALD技术可以给制备高质量功率器件提供低温环境,沉积高质量薄膜和良好的保形沉积。在化合物半导体方面,ALD技术为射频集成电路提供表面钝化和最终钝化。增加带ALD侧壁钝化的µLED EQE,而分布式布拉格反射器可以用ALD纳米层压板提高光提取率。

宁波睿熙公司联合创始人兼副总经理汪辰杲在《VCSEL在新兴市场的应用》的演讲中提出,VCSEL作为智能化信息世界的核心元器件,在智能世界的数据采集、数据传输中扮演重要角色。5G网络的提速带来各个领域对VCSEL需求增长,包括消费电子、数据通信、车载、物联网、医疗等。而睿熙科技作为全球领先的VCSEL供应商定位高端市场,从事VCSEL芯片的研发量产,全面布局消费电子、数据通信及车载领域。

北方华创先进封装行业总经理吴文英就《热处理工艺及装备在功率半导体中的应用》发表演讲。新能源和5G等继续推动化合物半导体的快速发展,材料和器件种类繁多且各具优势。国内SiC基板制造日趋成熟,而NAURA的碳化硅炉拥有丰富的批量生产经验。与庞大的硅工业相比,化合物目前的市场相对较小,但有着更快的增长潜力和更好的前景。

奧趋光电CEO吴亮围绕《高性能5G射频前端滤波用 AlN/AlScN 材料最新进展及其应用前景展望》展开演讲。AlScN是最有前途的5G RFFE-BAW/FBAR/SAW滤波器新材料,在电力电子领域也有很好的应用前景。奧趋光电的专利技术解决了生长大尺寸氮化铝单晶的关键难题,用PVT法生产了世界上第一个60mm AlN晶圆和晶片,并计划建设世界上最大的2英寸AlN基板工厂。

中电化合物副总经理张昊翔通过探讨《碳化硅衬底及外延片》提出,SiC材料击穿电场强度高、热导率高,是已知的最坚硬的材料之一。由此制成的SiC器件具有高效高频、高耐温、高耐压的优势。是电能转换的核心器件。SiC功率器件从高压SiC二极管、SiC JFET器件发展到SiC MOSFET器件。目前SiC MOS存在平面型和沟槽型两类技术路线的分化,中长期看,沟槽型是SiC MOS的发展方向。

SPTS Technologies的易义军带来了《Plasma Etch Processing for Both Power and Wide Bandgap RF End Markets》的演讲。相较硅材料,宽禁带半导体材料具有较大的禁带宽度和很高的击穿电场强度。目前市场主要为SiC器件、GaN on Si器件及GaN on SiC器件,可用于包括EV、光伏、快充、5G等一系列终端应用。针对几种器件的关键刻蚀技术,SiC器件制备需要刻蚀氧化物掩膜,碳化硅沟道,过程中需要形貌控制,使顶部和底部形成圆顶角并做终端探测。制备GaN on Si器件要通过刻蚀氮化硅,氮化镓,铝镓氮形成浅槽,过程中需要可控的低刻蚀速率和高灵敏度并做终端探测。而在SiC衬底上制备GaN器件需要深刻蚀SiC形成通孔,在这个过程中需要高刻蚀速率和形貌控制并做终端探测,有效刻蚀GaN衬底。

瀚薪科技CEO李传英就《碳化硅功率器件&模块的创新发展趋势》展开讨论。功率器件的重要性与日俱增,功率模块的新设计与技术变得相当重要。VMOS器件相比UMOS器件的制程有更高的难度,二次外延生长的要求使得非IDM厂商难以实现,导致目前市场上仍然没有能做到量产的厂家。

Advanced Energy战略市场总监李程阐述了《先进测温技术在化合物半导体制造工艺中的关键作用》。从大块晶体的生长到超薄薄膜的沉积,精准精确的温度测量在化合物半导体制备过程的控制起着至关重要的作用。瞬态和稳态温度分布可确定成分、缺陷密度、薄膜厚度和最终产品产量等关键结果,先进的高温技术具有在实时温度测量过程中,包括准确性、重复性和快速响应时间等多项优点。

闻泰科技副总裁吴友文围绕《智能电动车时代功率和化合物半导体需求与技术趋势》发表演讲。在汽车电子化的大趋势下,汽车半导体市场是近年来发展最快的应用市场之一。动力系统电子化、车内网络、ADAS系统等是推动汽车半导体市场的核心因素。汽车是功率半导体最大下游市场,新能源汽车发展将为功率半导体的持续发展提供强劲动力。

Tower Semiconductor蔡圆在《先进的Bulk&SOI高压工艺助力智能功率应用》的演讲中提到,在体硅中首次在高边nLDMOS中实现了180V的BVDSS。这种创新的技术提供了重要的竞争特点,如低Ron低压侧/高压侧LDMOS、自举二极管和浮动功能。同时,TowerJazz用典型的200V BV扩展了强大的SOI平台,演示了进一步扩展到200V操作,NMO和PMO都实现了典型的360V BVDSS。这两种技术都是针对汽车和工业应用,以及快速门驱动器,电机驱动器,电池管理和许多其他电源应用。

意法半导体中国区功率器件高级市场经理周志强分析了《第三代宽禁带材料 SiC 功率器件技术和应用概述》。SiC技术相对于传统Si IGBT有更高的性能、更低的功率损耗,并能降低开关损耗,拥有出色的二极管开关性能。SiC MOSFET比标准的超结MOSFET或IGBT需要更高的栅极电压摆幅,可以使用18~20v的正偏压栅极驱动,以最小化RDS(on)和传导损耗。最新一代SiC MOSFET为18 V驱动提供优化,同时它也可以在15伏驱动上使用。

北京铭镓半导体董事长陈政委就《超宽禁带半导体氧化镓材料与器件》展开论述。Ga2O3在日盲、耐高压、大功率、低损耗、高频、耐高温等器件方面有很大的应用潜力。根据Ga2O3单晶材料的迅速发展,预测可在10年内达到6英寸,且6英寸的Ga2O3基板成本预计将降至120美元。目前Ga2O3已发展到可用于制作紫外透明导体、日盲光电探测器、透明导电膜等应用。

株洲中车研发部部长李诚瞻在《SiC 功率器件技术及其在电气化轨道交通中的应用》的演讲中提出,轨道牵引应用需求推动了功率半导体技术发展,轨道牵引功率半导体技术发展从半控型电流驱动的硅基器件,逐渐演进到全控型电压驱动的SiC基器件。中车研制出的600kW混合SiC功率模块,可降低功耗并提升容量,并能顺利通过额定工况下长时间连续考核,温升更低。

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