从 LED 制造商到 晶圆代工厂

Sanan（三安集团）即将把业务范围从 LED 制造拓展到为电源、RF 和光学器件提供晶圆代工服务。Sanan Integrated Circuit (Sanan-IC) 公司负责北美地区销售和营销传播的总监 Raymond Biagan 讨论了他们此举的动机，以及目标和影响。

问：Sanan Optoelectronics（三安光电）是中国最大的 LED 芯片制造商，其在中国国内市场的占有率超过 50%。那么，开办这家于 2014 年启动运营的晶圆代工厂 Sanan Integrated Circuit 背后的动因是什么呢？

答：我们希望充分利用自身的领导地位，以及数年来在高生产量、大规模 GaAs 和 GaN（LED）外延片制造知识与专长方面积累的丰富经验。我们认为 RF、电力电子、光学器件和滤波器是与 LED 同等水平的高生产量产品。

 我们从母公司Sanan Optoelectronics的 LED 芯片业务部门获得了大量的 MOCVD 反应器。藉此我们准备扩展和探索其他高生产量、高规格的横向市场，比如用于5G 蜂窝通信、物联网 (IoT)、Wi-Fi、5G sub-6 GHz（低于 6 GHz 频段）、电力电子领域的 RF 器件（即数据中心和无线充电所使用的高电流、高电压 FET 和二极管），另外还有光学器件。光学元器件包括光电二极管和垂直腔面发射激光器 (VCSEL)。

问：贵公司提供的晶圆代工业务有哪些种类？

答：我们是一家 晶圆代工业务的工艺技术平台供应商，而且我们对各种不同类型的合同制造和商业模式皆持开放态度，从外延片、制造、加工和 DC 芯片探查（probe）到主要的 RF 已知合格裸片测试业务均在其列。我们乐于接受任何此类合同制造子业务，包括委托外延片的加工。在 RF 领域，我们可承接 GaAs HBT、pHEMT、BiHEMT、集成型无源器件及 SAW/TC-SAW 滤波器。另外，我们还将提供 InP HBT。在电力电子学方面，我们拥有硅基 GaN 和 基 (SiC-on-SiC)。对于光学元器件，我们提供用于光电二极管、VCSEL 和边缘发射激光二极管的 GaAs 和 InP。

问：你们的合作伙伴是大公司还是小型新创公司，抑或是两者兼而有之？

答：这两者都是我们提供服务的对象。服务和专注于 RF、电力电子和光学器件领域中的高生产量应用是我们的目标和使命。因此，我们理所当然地联系、接触和寻找这些重点关注此类高生产量应用的无晶圆厂半导体公司和集成型器件制造商。不过，对服务于这类市场的即将出现和合并的新创公司，我们也是相当了解的。

问：贵公司有没有最小订单量要求？

答：对于大批量生产，我们的 6 英寸晶圆产品以每批次 18 片晶圆的形式提供。我们具有单批次最小订货量和批量倍数 (lot multiple) 要求。而对于研发工程设计，我们可以支持任何数量的小批量订购，直到客户的生产开始为止。

问：你们的海外业务量占多大比重？

答：我们在中国大陆地区启动了销售和进入市场策略，因为我们的晶圆厂和总部位于中国。但是从今年开始，我们的 GaAs pHEMT 与用于开关和低噪声放大器的绝缘体上硅 (SOI) 芯片展开了竞争，该产品领域的标准订货至交货时间多为 20 周。也许特别热门的批次能在最好的情况下能提供 14～16 周的订货至交货时间。

问：贵公司出售的是背面贴上胶带的整片和切割片。你们有没有可提供封装服务的合作伙伴？

答：我们没有具体的合作伙伴推荐给客户。从事封装和测试业务的大多数后端供应商都在中国国内，或者位于像马来西亚、台湾和韩国这样的中国周边国家和地区。因此从逻辑上讲，把产品从我们的厦门晶圆厂装运至后端供应商的所在地，这是有帮助的。在封装和测试方面，我们确有一个旨在支持铜柱的路线图。该路线图将于今年二季度推出，从而能够支持那些需要芯片规模封装型裸片的平台和晶圆。

问：贵公司的工程师能否在器件设计方面为客户提供专门知识？

答：我们公司内部不具备器件设计能力。严格地说，我们提供的是晶圆代工业务。器件设计更多是以产品为导向的。

我们的确外包了数目有限的“裸片器件”(bare-bones devices)，以为客户评估提供样片。例如，当我们收到客户对高输出功率的功率放大器所表达的兴趣时，发现他们希望了解的通常并不限于标准单元样片。他们想看一些供电单元样片（这里包含了高输出功率放大器），以查验功率处理和输出功率能力。所以，我们确实将开发工作进行了外包，以满足向客户提供供电单元样片的需要。

问：贵公司对最终产品进行哪些特性分析？

答：当我们装运裸片时，配有 DC 探查测试结果，而且我们量化了每片晶圆的良率。我们可以与终端客户一起分享和审查我们的测试限度和测试标准，这将与我们产品的最终测试数据相关联。

问：贵公司对每颗裸片都进行测试吗？

答：我们在给定的晶圆上制造 100% 的产品裸片，并进行 DC 芯片探查。如果芯片探查良率很高，则可降低测试百分比或跳过测试环节（比如：对 HBT 产品），以最大限度地缩短测试时间，从而降低成本。我们确实拥有裸片级的 RF 测试能力，但是具备这种能力将产生一定的成本。

问：在失效分析方面你们具备哪些能力？

答：我们设有一个规模很大、设施齐全的失效分析实验室，这得益于从我们的母公司获得的技术诀窍和宝贵经验。我们的实验室配有多台设备，包括聚焦离子束；我们还支持透射和扫描电子显微镜。我们有一台抛光机、一台化学开封机 (decapsulation machine)、一台激光开封机和发射显微镜。

问：能否请您对贵公司 HBT 技术的优势略作介绍？

答：Sanan IC 提供了具有竞争力的 HBT 工艺技术，该技术采用干法蚀刻并具有 0.5 μm 的边缘平台 (ledge)，以实现高的功率增益（相比于具有 1.0 μm 湿法蚀刻边缘平台的传统工艺）。另外，我们还通过外延结构设计实现了兼具高线性功率和坚固 VSWR 的器件。

这些性能优势可用于诸如 Wi-Fi 11ac/ax 和 4G/5G sub-6 GHz 功率放大器等应用。而且，我们还在开发由 0.15/0.1 μm pHEMT 提供补充的 InP HBT，以适合未来的 5G 毫米波功率放大器应用。

问：贵公司面向功率器件的产品库是什么？

答：我们提供的是硅基 GaN 和 SiC 基 SiC 外延片。

对于硅基 GaN，我们提供了 650 V 功率 E-mode GaN FET，主要面向快速充电便携式充电器/适配器和电动汽车中的高功率密度和高效率 AC-DC 及 DC-DC 转换器，随后则是低电压版本（200 V、100 V 和 60 V），适用于更多以消费者为导向的 AC-DC 和负载点 DC-DC 电源，如无线充电和用于数据中心及基站的背板开关模式电源。目前正在开发的是具有两个特点的 E/D 模式 MISFET：650 V 和 1.2 kV。

在 SiC 方面，我们针对肖特基势垒二极管提供了不同的电压和电流额定规格。这些器件可与高功率硅 IGBT、硅超级结 MOSFET 或 SiC MOSFET 配合工作。肖特基势垒二极管具有 650 V 和 1.2 kV 的特点。对于 650 V，它们的电流范围为 2 A 至 40 A。对于 1.2 kV，我们可提供 10 A 和 20 A 版本。同样，这些器件主要针对相似的应用，包括光伏 (PV) 逆变器、电动汽车充电、工业电机驱动器、功率因数校正，等等。

除了 SiC 肖特基势垒二极管之外，我们还有一个用于在明年支持 MOSFET 的路线图。我们着眼的是 900 V 和 1.2 kV，以充实我们的高电压开关产品库。

问：能否介绍一下贵公司的光产品系列？在未来的几年里，该产品系列是否将会扩大？

答：目前，对于光学器件我们有一款混合型产品。我们有一家传统的晶圆代工厂，但同时我们的光学器件分部提供诸如光电二极管、边缘发射激光二极管和 VCSEL 等光学器件。

对于更先进的产品，我们计划将来还要提供电调制激光器和可调谐激光器。至于 VCSEL，将是其他的特点——不仅针对那些需要感测功能的消费者，而且还面向工业应用。另外，我们还制定了针对医疗和工业 [应用] 的高功率激光器开发计划。我们进一步扩充产品库的途径是通过与大学和光学行业开展合作致力于实现技术突破和创新，在此过程中我们将拥有战略行动计划和联盟。

问：在今年剩下的时间里及以后，晶圆代工厂的发展目标是什么？

答：在今年剩下的时间里，我们的目标是扩大中国以外地区的客户接洽范围，让我们的产品进入亚太、北美和欧洲地区。在过去的几个月里我们已经开始这么做了。

我们的目标和愿景是支持高速成长的市场，比如 5G、蜂窝通信、IoT、数据中心和电动汽车。我们将继续跟踪这些市场，并针对它们的技术要求和容量要求做出反应。

随着我们的产能提升，对我们来说同样重要的是获得全球市场的认可和接受。这意味着必需拥有优质的工艺技术；良好、稳定的高生产能力；高水平的质量控制和可靠性。

图1. 位于中国福建省厦门市的 Sanan IC 工厂是中国首家 6 英寸 晶圆代工厂。

图2. Sanan IC 晶圆制造工程师正在加工 晶圆片。

图3. Sanan IC公司总部拥有中国首家 6 英寸 GaAs 晶圆制造厂。