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全球首條8英寸硅基氮化鎵量產線通線投產:會成為中國的英飛凌嗎

全球首條8英寸硅基氮化鎵量產線通線投產:會成為中國的英飛凌嗎

日前,珠海英諾賽科8英寸硅基氮化鎵電力電子器件量產線在珠海正式通線。據介紹,這是國內乃至世界首條8英寸硅基氮化鎵量產線。從這個角度看,那就意味著國內企業在寬禁帶半導體的競爭中走在了世界的前列。

全球首條8英寸硅基氮化鎵量產線通線投產:會成為中國的英飛凌嗎

硅基氮化鎵的重要意義

隨著電力電子、新能源、電動汽車、5G通訊和智能工業等領域的火熱,無線充電、無人駕駛汽車用激光雷達、數據中心等應用的興起,對功率器件的性能提出了新的需求。但傳統硅器件受材料特性所限,在性能方面滿足不了新興的需求,這就促使產業界尋找新的材料代替,以氮化鎵為代表的寬禁帶半導體就是其中的一個方向。

全球首條8英寸硅基氮化鎵量產線通線投產:會成為中國的英飛凌嗎

功率半導體器件形態的更新換代

據了解,這種二元的三五族直接帶隙半導體晶體,具有較高禁帶寬度的特點,使用它製造的晶元能夠承受更高的電壓和溫度、輸出更高的能量密度以及抗輻射的特點。通過不同的材料外延,就能夠被廣泛應用到LED、射頻放大器和功率電子器件等領域。英諾賽科主攻的硅基氮化鎵則是功率電子的重要選項。

英諾賽科方面表示,硅基氮化鎵器件具有擊穿電壓高、導通電阻低、開關速度快、零反向恢複電荷。體積小和能耗低、抗輻射等優勢,理論上相同擊穿電壓與導通電阻下的晶元面積僅為硅的千分之一,目前能做到十分之一。

如果說硅基氮化鎵器件有什麼缺點,那就是單品的價格偏貴。但據我們了解,使用了這種器件後,所需要的配套外圍電子元件、冷卻系統成本大幅降低。雖然論單個器件成本,氮化鎵比硅基器件貴,但是論系統整體成本,氮化鎵與硅基器件的成本差距已經非常小,在大規模量產後可實現比硅器件更高性能與更低成本。

最主要的是,目前硅基氮化鎵器件的普及率還不高,這會給相關產業帶來龐大的機會。


國內廠商實現對國外的超越

前面提到,這是國內乃至全球第一條的8英寸硅基氮化鎵量產線。換個角度說,就是在此之前,已經有了其他的氮化鎵研究和生產企業的存在,而之前的主流都是在6英寸的產線上。

目前,國際主流GaN製造廠商包括EPC(Fabless)、GaN Systems(Fabless)、台積電(Fab)、台灣漢磊(Fab)等。由此我們看到,類似英諾賽科這樣的IDM是不多的,而且台積電與漢磊都是6寸線。

在問到為什麼領先全球打造8英寸硅基氮化鎵量產線的時候,英諾賽科方面指出,這首先是為了完善國內的半導體產業鏈布局,將大幅提升我國寬禁帶半導體晶元國際競爭力,以及國家氮化鎵技術體系競爭能力;其次8英寸能夠帶來更大的成本優勢。現在的機台和相關配套設備都是8英寸的,使用8英寸的晶圓不但能大幅降低晶元成本,同時更容易與上下游廠商,如先進位造與封裝方面打造更緊密的低成本合作。

回顧GaN的發展,當2010年左右國際主流GaN廠商進入這一領域時,8英寸硅基氮化鎵外延技術還不夠成熟,所以採用6英寸晶圓。目前,英諾賽科公司已經擁有世界領先的8英寸硅基氮化鎵外延技術,突破了低翹曲度、低缺陷及位錯密度、低漏電晶圓製造的全球性挑戰。

「作為GaN市場後進入者,我們沒有前期投入包袱,且具有核心技術優勢,可以直接進入更先進的8英寸硅基氮化鎵領域,公司的IDM產業化模式及其首創的8英寸多片硅基氮化鎵電力電子器件大規模量產線使公司產品具有低成本,高效能,高可靠性等市場優勢」,英諾賽科強調。

2015年12月成立的英諾賽科一期項目坐落於珠海市國家級高新區,已完成投資10.9億元人民幣,並已建成中國首條8英寸增強型硅基氮化鎵外延與晶元大規模量產線。由於公司是由擁有豐富研發經驗的海歸團隊發起並集合了數十名國內外精英聯合創辦的,因此在產品研發過程中他們順利克服了眾多的困難。英諾賽科也表示,氮化鎵產業已經到了爆發前夜,公司率先在8英寸硅基氮化鎵晶圓產業化上取得重大突破,先機已備,為今後的成功奠定了良好基礎,必將為中國在半導體領域實現「換道超車」做出貢獻。英諾賽科也必將成為國際領先的寬禁帶功率半導體企業。

70年代末,功率電子器件被雙極晶體管(BJT)所統治,MOSFET的橫空出世顛覆了整個產業,改變了供應和終端,成就了新的巨頭。現在,功率器件又走到了新的轉折口,性能優越的硅基氮化鎵器件將會帶來一場新的產業革命。這個在全球還沒廣泛普及的新器件會是英諾賽科的巨大機會,會是中國半導體產業的新機會。

在這個硅器件往硅基氮化鎵器件轉移的風口,英諾賽科也許會成為中國氮化鎵行業的領跑者。

文/半導體行業觀察 李壽鵬

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第1459期內容,歡迎關注。

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