行家面对面｜10位行家共议第三代半导体发展痛点

行家面对面 ｜ 10位行家共议第三代半导体发展痛点

聚焦

2020年12月29日，由行家说举办的2020行家LED及第三代半导体产业高峰论坛第三代半导体专场在深圳拉开序幕，产业链的相关企业人员及学术专家等近150人汇聚鹏城，共同讨论第三代半导体产业现状及技术趋势。

本次活动共设置了主题演讲+圆桌沙发讨论两个环节，吸引了来自行家说产业研究中心研究员方晖、东莞天域半导体生产总监孔令沂、爱思强市场高级经理方子文、深圳基本半导体魏炜、三安集成技术市场总监叶念慈、广东能芯半导体总经理姜南、芯广东芯聚能总裁周晓阳、安芯投资管理王丰出席此次论坛并做主题演讲！

行家说方晖 第三代半导体市场概览及2020关键话题总结

对于第三代半导体而言，SiC衬底的供应稳定性十分重要，无论是SiC功率器件还是高性能的SiC基GaN器件，都离不开SiC衬底。但目前SiC衬底市场属于寡占市场，头部供应商CREE和II-VI占据了约八成的市场。后段器件厂商为了确保SiC衬底材料的供应，要么与SiC衬底厂商签订长期供应协议，要么收购SiC衬底厂商，要么就自己投资建厂。2017年国家发改委将碳化硅衬底材料列入战略性新兴产业重点产品目录。

东莞天域半导体孔令沂 SiC器件外延生长技术及其挑战

与第一代、第二代半导体材料相比，SiC等第三代半导体材料具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点，可以满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的新要求。

孔令沂博士介绍了SiC外延生长技术以及量产过程中遇到的问题，包括不同类型的外延设备在SiC外延工艺中的特点，并且分享当前SiC外延工艺的技术更新方向，并且对未来SiC外延产业的发展趋势做了分析。

爱思强股份有限公司方子文 宽禁带半导体材料的先进解决方案

“工欲善其事，必先利其器”，MOCVD设备可以制造出先进的电子和光电子应用元件，这让产业链中的器件厂家生产更加成熟先进的器件提供了更好的条件。

方子文分析了最新的SiC及GaN外延大规模量产方案，包括SiC外延炉AIX G5WW C 和GaN外延炉AIX G5+ C。指出当中采用了全自动化C2C解决方案和8片6寸/5片8寸的多片机配置，与此同时，实现了每片衬底的单独工艺条件控制。

深圳基本半导体魏炜 碳化硅功率器件技术及可靠性探讨

基本半导体是中国第三代半导体行业领军企业，致力于碳化硅功率器件的研发及产业化。此次演讲魏炜分析了第三代半导体的产业情况，指出SiC器件的价值链中最关键的4个环节是衬底、外延、晶圆和器件，从材料、工艺和封装等方面介绍碳化硅器件的失效情况，以及基本半导体针对器件如何进一步提高可靠性所做的研究探索。

厦门三安集成叶念慈 宽禁带器件在功率和射频市场应用

三安集成技术市场总监叶念慈博士分享了三安集成的开发进度和成果，以及宽禁带半导体在微波射频、电力电子领域如何帮助应用降低能耗、提升效率。建立5G通信基站的GaN射频技术解决方案有0.45um GaN HEMT、0.25um GaN HEMT、0.15um GaN HEMT等。叶博士比较了硅IGBT和碳化硅MOSFET的性能，碳化硅MOSFET在开关频率、开关时间等方面均表现优异。对于SiC MOSFET的工艺难点，叶博士分享了三安集成的解决方案。此外，叶博士还表示，GaN功率器件应用于电源中可以提升功率密度和效率，而应用于光伏逆变器可给效率带来提升。

广东能芯半导体姜南 适用于第三代半导体功率器件的封装技术及可靠性研究

芯片与基板的耐高温、低成本连接技术和可靠性的问题是目前第三代半导体封装的关键技术。当以碳化硅为代表的第三代半导体材料被应用于功率芯片时，以铝键合线和焊料层为基础的传统功率器件封装体系已无法有效发挥第三代半导体功率器件在高温高频等应用条件上的优势。因此，第三代半导体功率器件亟需先进封装材料与工艺用以提高器件的性能与可靠性。

广东能芯半导体姜南博士表示，银烧结与铜金属封装工艺在已经在特斯拉Model3上得到验证，国内外厂家也在进行先进封装技术方向加速布局，并分析了银烧结技术的优缺点，同时采用烧结技术以及铜金属键合工艺的第三代半导体功率器件封装的可靠性。

广东芯聚能总裁周晓阳 碳化硅功率模块在新能源汽车中的应用

随着新能源汽车的发展，对电力驱动的小型化合轻量化提出了更高的要求。芯聚能总裁周晓阳表示，SiC器件因为其相比于Si材料可实现更有效的电驱控制，能够提高续航里程，减少电池消耗’做到容量更高的车载充电方案及可以承受更高的电压，开始进入制造商的视野并在新能源汽车中逐渐扩大应用，并逐一解释了未来碳化硅模块在封装材料、封装工艺、封装设计、静动态测试、可靠性等相关领域所面临的挑战与机遇。

福建安芯投资王丰 全球第三代半导体产业机遇和挑战

来自福建安芯投资管理的投资经理王丰指出在SiC上，欧美日厂商起步早，较为领先，SiC晶圆Cree占比超过60%， II-VI 和罗姆紧随其后，合计占比超过90%；但中国企业是经过不断的努力，有一定基础，现在的发展较快，同时对前后30年的市场情况进行分析，指出碳化硅功率器件市场将于2024年随电动汽车的大规模普及而爆发，他坦言中国有巨大的市场、热钱的大规模投入、生产技术设备不受限制、需要积累经验、加强产学研合作，不断创新，有机会打造世界级第三代半导体公司。

圆桌讨论环节

由工信部电子5所贺致远博士主持的圆桌沙发讨论环节，邀请了东莞天域半导体孔令沂博士、深圳基本半导体技术营销总监魏炜、广东能芯半导体姜南博士、广东芯聚能总裁周晓阳、格力电器万今明、英飞凌技术总监柳树渡共同就第三代半导体材料功率器件在家电的应用前景、SiC功率器件商业化顺序、未来SiC国产器件的价格及目前第三代半导体在设备和材料领域，国产供应链是否还存在哪些卡脖子的问题进行探讨，同时分析了在目前拉动力最大的新能源汽车中每年成本优化的速度及剖析整车厂在IGBT换成SiC后的售价，汽车中主要用SiC MOS对标硅基IGBT有很多优势，但是没能快速普及的原因!

此次行业盛会的召开，有利于对整个行业的梳理，也是对行业的一次反哺，能够促进行业人员思想碰撞，创造出更多的火花。