5月23-24日,由ACT雅时国际商讯主办,《半导体芯科技》杂志和《 》杂志承办的“2023半导体先进技术创新发展和机遇大会”在苏州狮山国际会议中心隆重举行。
本次会议有两个专题:一是半导体制造与封装,二是 先进技术及应用。分别以“CHIP China晶芯研讨会”和“ 先进技术及应用大会”两场论坛的形式同时进行。旨在通过泛半导体产业高端对话促进参会者的信息交流与合作。
为期2天的会议,邀请了70多位专家、70多家参展商和300多家参会企业,观众人数近800人、超4万人在线观看图文直播盛况。“ 先进技术及应用大会”议题以电力电子、射频为主。
凝聚行业力量,洞见产业绿洲
当今世界,半导体技术已成为最具影响力的战略先导性技术,也是国家综合科技实力的重要标志之一。信息技术、通信技术、人工智能、电动汽车、新能源等领域的发展都需要半导体技术的底部加持。
“十四五”规划中,第三代半导体、集成电路先进制造与封装工艺、MEMS特色工艺和先进存储技术等都是重中之重的发展战略。与此同时,“双碳战略目标”引领的低碳绿色产业发展,也需要以先进半导体技术来支撑。
5月23日上午的“2023半导体先进技术创新发展和机遇大会”由香港应用科技研究院 集成电路及系统技术部副总裁 史训清博士主持。
史训清 博士
雅时国际商讯总裁麦协林在开幕致辞中说:“泛半导体产业是高精尖科技领域,具有生命周期长、天花板高、产业链带动能力强等诸多特点,也是各地招商引资的主要项目。在今年全国两会上,有关补齐半导体产业短板、稳定国产供应链,出现了许多建设性的政策方向和实际举措。半导体与集成电路的发展被提升到一个非常重要的层面,尤其是提升到举国体制的高度。国内泛半导体产业链包括半导体产品的设计、制造及封装测试等正逐步实现规模化,行业发展迅猛。”他表示:“雅时国际及《
》、《半导体芯科技》杂志希望充分发挥平台优势,共同促进技术、产业的提升,形成经验共享、共谋发展的良好氛围。”
麦协林 总裁
中国半导体行业协会集成电路分会常务副理事长 于燮康在致辞中表示:“全球半导体供应链体系正面在重构,我国半导体产业面临着新一轮制裁,包括实体清单和出口管制等,同时还面临市场的周期性变化。制裁使我国先进工艺的进展和扩产受到很大限制。面对严峻的困难与挑战,我们必须做好打持久战的准备,尤其是我们的地方政府。”他指出:“我们也要看到中国半导体产业的勃勃生机,我国已形成了比较完整的集成电路产业链,有了制造、测试、封装加上装备、材料五大板块,也涌现了一些优秀的企业和企业家。国家政策的不断加持,加上庞大的本地市场和应用前景,我国半导体产业一定能够持续发展。”
于燮康 副理事长
中国科学技术大学微电子学院执行院长/教授 龙世兵在致辞中表示:“随着5G、IoT时代来临,以砷化镓、氮化镓、 为代表的 市场有望快速崛起。‘十三五’期间,国家科技部通过“国家重点研发计划”支持了第三代半导体产业发展,国家2030计划和‘十四五’国家研发计划也已明确提出第三代半导体是重要发展方向。”他强调:“ 产业是国家“新基建”战略的重要组成部分,有望引发科技变革并重塑国际 产业格局。如今,半导体先进技术领域相关的尖端人才数量还远远不能满足需求,产学研政的合作是有效提升企业自主创新能力、推动产业高质量发展的有效路径。”
龙世兵 教授
苏州市科学技术局局长 徐积明在致辞中介绍说:“苏州拥有电子信息、装备制造、生物医药和先进材料四大主导产业。半导体和集成电路产业是苏州产业集群和产业链优势的具体体现。苏州集聚了材料方向的国家实验室、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、江苏第三代半导体研究院等研究机构。”他表示:“我们的目标是让好的项目不缺资金,让好的基金不缺好项目。苏州工业园区为了加快集成电路产业创新集群建设,前不久布了一系列政策举措,不仅是‘真金白银’的扶持,更通过成立集成电路产业公司、设立集成电路专业基金,组建专业团队、汇聚优质资源,为广大集成电路企业提供进一步服务。”
徐积明 局长
武汉大学动力与机械学院院长、武汉大学工业科学研究院执行院长 刘胜在致辞中表示:“后摩尔时代,芯片制造面临物理极限与经济效益边际提升双重挑战,先进封装在提高芯片集成度、电气连接以及性能优化的过程中扮演了更重要角色,产业链各环节受益于此轮技术革新。”他指出:“近年来,在国家高度重视下,工业和信息化部、科学技术部等部门陆续出台发布了半导体硅片研发、税收优惠与产业化系列政策,将半导体硅片产业纳入集成电路整体产业支持中。在国家政策及技术发展的推动下,中国半导体市场也在快速上升,中国半导体制造业也将实现由大到强的发展。”
刘胜 教授
泛半导体产业专家各抒己见
“全 高温封装模块及短路保护电路”——香港应用科技研究院 集成电路及系统技术部副高级总监 高子阳 博士
大功率模块需要采用多芯片并联来提升整体电流等级,多芯片并联存在各种参数差异导致的失效问题,需要额外设计快速响应短路保护电路,高温封装涉及封装结构、材料及工艺的整体改变。高子阳博士针对这些问题提出了 器件设计的改进建议。
高子阳 博士
“全球SiC和GaN的产业生态竞争格局和未来发展”——BelGaN BV CEO周贞宏 博士
近年来,全球SiC和GaN产业发展迅速。周贞宏博士认为,SiC和GaN行业的痛点在于,相比传统硅材料生产成本较高,使一些应用受限;加工和制造需要更高水平的专业知识和技能。因此,公司战略定位、资源整合、产业协同是未来发展的关键。
周贞宏 博士
“6英寸液相法 长晶技术进展”——常州臻晶半导体有限公司董事长/总经理 陆敏 博士
车规应用已逐渐成为电动汽车标配,但传统PVT技术的低生长效率及低良率又让 衬底价格居高不下。陆敏博士针对 长晶三大技术特点,给出了成本分析及发展趋势评估,同时聚焦液相法颠覆性技术赛道,概论国内外发展现状,呈现主要关键科学问题及其产业化时间节点预测和对 行业带来的巨大利好。
“IGBT技术及其进展”——株洲中车时代电气股份有限公司 中车科学家 刘国友
新能源汽车对车规级功率半导体小型轻量化提出了越来越高的要求,刘国友科学家从车规级应用对功率半导体功率密度的要求、车规功率半导体设计与制造协同,以及车规级功率半导体性能、成本与可靠性几个方面阐述了车规功率半导体技术发展方向。
刘国友 科学家
“ 同质外延层厚度无损红外反射光谱法分析”——布鲁克(北京)科技有限公司 中国区应用专家 林华
针对红外反射光谱法测试分析 外延片厚度问题,林华专家介绍了基本原理及典型反射光谱,探讨了传统计算外延层厚度存在的问题,并分析了红外全谱物理自洽拟合计算模型的优势,举例给出了单层同质、多层同质 外延层厚度分析结果。
林华 专家
“集成电路先进封装在 器件的应用”——厦门云天半导体 董事长 于大全教授
随着摩尔定律趋缓,集成电路封装技术飞速发展,AI、5G、新能源汽车等新兴领域推动先进封装向三维、高密度和异构集成方向发展。于大全教授论述了集成电路和化合物器件的封装需求差异,以及先进封装在 器件封装方面的潜在应用前景。
于大全 教授
技术精彩呈现
下午的平行分会“ 先进技术及应用大会”由苏州晶方半导体科技股份有限公司副总裁刘宏钧主持。演讲内容包括:
“车用功率半导体GaN就对了”——苏州晶方半导体科技股份有限公司 副总裁 刘宏钧
硅基氮化镓厂商正通过外延、器件结构、驱动控制推动产品向高耐压和高可靠性演进。刘宏钧指出,氮化镓器件售价已逼近硅MOS,产品性能、品质、成本不断接近甜蜜点。另外,硅基氮化镓材料可提供更高的电源效率和更低成本,在600V至1200V区间具有很大竞争优势。
刘宏钧 副总裁
“ULVAC在PZT MEMS领域的解决方案”——爱发科商贸(上海)有限公司 市场战略中心中心长 王禹
随着自动驾驶、AR/VR、安全及智能手机的发展,需要执行器根据传感器信号激活设备。王禹表示,PZT压电薄膜是MEMS传感器和执行器的关键技术,传统上主要是低温涂覆,ULVAC成功开发出先进的低温PZT压电薄膜溅射工艺,解决了MEMS器件发展的技术瓶颈。
王禹 中心长
“键合及解键合解决方案”——苏州芯睿科技有限公司 资深研发总监 张羽成 博士
芯片厚度减薄具有许多优势,如降低功耗、提高散热能力、增加性能等。张羽成博士指出,其挑战是芯片变薄,需要在工艺流程中使用临时载板,临时键合及解键合成为必要工艺,芯睿科技自主开发的2寸至12寸临时键合设备,可解决各种半导体解键合难题。
张羽成 博士
“Si基GaN器件及系统研究与产业前景”——南方科技大学深港微电子学院 院长、教授 于洪宇
于洪宇介绍了近年来在Si基GaN器件及其功率和射频系统应用方向取得的研究成果,包括先进Si基GaN器件工艺、GaN功率器件及电源系统开发、GaN射频器件及5G小基站射频前端,以及GaN气体传感器及新型Ga2O3、LiNbO3器件。
于洪宇 教授
“大尺寸氮化铝单晶复合衬底”——松山湖材料实验室 副研究员 袁冶
袁冶介绍,针对大尺寸氮化铝单晶衬底制备难度高且价格昂贵问题,成功开发的2-6英寸蓝宝石基氮化铝单晶复合衬底成本低廉、位错密度低、表面平整;成功实现的氮化铝单晶模板中压应力向张应力的转变,有效解决了UVC-LED外延压应力衬底引入的表面粗化问题。
袁冶 副研究员
“650V/1200V横向、垂直和双向开关面临的挑战”——比利时IMEC微电子研究中心GaN电力电子项目总监Stafaan Decoutere
650伏/1200伏的横向、垂直和双向开关面临着一系列挑战。Stafaan Decoutere介绍说,对于横向器件,重点是通过Mg轮廓工程和p-GaN侧壁的优化来降低栅极电流和增加最大栅极电压。栅极电流的减少将增加失效时间(TTF),使器件推断寿命可达10年。
Stafaan Decoutere
“氮化镓同质外延功率/射频器件应用与相关单晶衬底制备技术的研发进展汇报”——东莞中镓半导体科技有限公司 研发处处长 刘强 博士
目前,氮化镓单晶衬底商业应用主要是氮化镓蓝绿光激光器,氮化镓功率器件或微波射频器件仍在研发和应用推广阶段。刘强博士表示,中镓半导体针对应用需求开展了氮化镓高阻衬底和大尺寸氮化镓单晶衬底的研发,期望助力下游客户的各种应用。
刘强 博士
“大尺寸GaN材料的进展”——苏州晶湛半导体有限公司 研发总监 张丽旸 博士
GaN是下一代电力电子与新型显示技术的核心材料。张丽旸博士介绍说,晶湛半导体的高质量硅基GaN HEMT外延片涵盖40-1200V功率应用;首次将GaN-on-Si晶圆尺寸扩展至300mm;其多沟道结构、垂直结构、GaN/SiC混合系统等极大拓展了GaN的高压应用潜力。
张丽旸 博士
5月24日的平行分会“ 先进技术及应用大会”分别由河北工业大学 陈洪建教授(上午)和安徽长飞先进半导体有限公司 首席科学家/高级副总裁 刘红超博士(下午)主持。演讲内容包括:
陈洪建 教授
刘红超 博士
“ 外延技术发展现状及趋势”——北京智慧能源研究院 资深技术专家 李哲洋 博士
受衬底制造水平限制, 器件必须在衬底上形成满足器件要求的外延结构。李哲洋博士探讨了 外延技术的发展脉络、行业发展现状和未来发展趋势,并指出,如何通过外延降低衬底缺陷对器件性能的影响,获得高质量外延以提高芯片良率是业内共同追求目标。
李哲洋 博士
“蔡司显微镜助力 失效分析及工艺研发”——卡尔蔡司(上海)管理有限公司 资深项目经理 沈玄 博士
沈玄博士表示,宽带隙半导体材料特性和应用对生产商可靠性、良率控制和检测分析手段提出了全新要求。蔡司系列显微镜和软件解决方案不仅能帮助衬底和外延厂商识别和分析 晶圆晶体和形貌缺陷,也为功率、通信芯片制造商提供器件和封装失效分析解决方案。
沈玄 博士
“等离子抛光技术 的绿色成长加速器”——牛津仪器科技(上海)有限公司 制程技术与业务拓展经理 黄承扬 博士
的基板与外延缺陷控制仍是一大挑战,导致目前器件成本仍高居不下。黄承扬博士表示,为使六寸(或是八寸) 每片低于500美元,同时提升良率,牛津仪器提出的等离子刻蚀拋光技术是提升外延品质的重要第一站工艺。他分享了利用化学等离子反应有效控制起始缺陷的关键节点。
黄承扬 博士
“ALD在功率 应用领域的解决方案”——青岛四方思锐智能技术有限公司 销售总监 叶惟
目前,ALD已逐渐在超摩尔器件领域占有一席之地,尤其是在SiC和传统硅基射频器件、功率器件及MicroLED应用中已成为主流,并逐步延申到SiC和传统硅基Smart Power应用中。叶惟说,ALD薄膜更可作为高质量的表面钝化和栅极介电叠层,有助于提升器件击穿电压、漏电抑制和阻水疏氧效果。
叶惟 总监
“创新工艺控制为汽车 功率器件良率与可靠性保驾护航”——KLA Corporation LS-SWIFT部门技术经理 裴舜
由于SiC衬底和外延层中缺陷出现几率比Si高得多,如何更有效发现并分析这些缺陷成为芯片制造的重点环节,同时如何缩短芯片制造从研发到大规模量产的时间显得尤为重要。裴舜介绍说,针对上述需求,KLA借助其擅长的全流程工艺控制解决方案为SiC车规级功率器件的良率与可靠性保驾护航。
裴舜 技术经理
“怎样实现1/4的可能性?”——安徽长飞先进半导体有限公司 首席科学家、高级副总裁 刘红超 博士
刘红超博士认为,虽然Tesla并没有给出减少75% SiC半导体的细节,但是从半导体产业自身发展规律看,将来减少3/4是极有可能的,半导体功率器件不断提高功率密度也将是必然发展趋势。他从 芯片技术、封装技术及可靠性技术三个层面展示实现最后1/4的路线图。
刘红超 博士
“ TOLL封装器件在高效服务器电源中的应用”——Wolfspeed Shanghai Limited 高级现场应用工程师 唐伟
Wolfspeed开发了基于 TOLL封装器件的3.6 kW图腾柱PFC参考设计,峰值效率高达99.2%。TOLL封装器件由于低热阻及低封装电感,非常适合用在高功率密度电源产品中。据唐伟介绍,Wolfspeed为满足未来碳中和对 材料和器件的需求进行积极扩产,材料和器件产能将大幅提升。
唐伟 工程师
“光电化学应用在单晶SiC CMP增加抛光移除速率”——浙江厚积科技有限公司 董事长 苏晓平
传统SiC CMP的低移除率是芯片加工的瓶颈。苏晓平认为,为提高SiC CMP的化学作用,应用光与电辅助增效化学机械抛光是合理的发展方向。以阳极处理及适当光学手段可增强SiC氧化并减少多孔性发生,加上含树脂包覆研磨颗粒或硬质研磨垫,可快速移除氧化层,提高移除率。
苏晓平 董事长
“ 的高产能外延解决方案”——AIXTRON 中国副总经理 方子文 博士
基于GaN和SiC宽禁带半导体的数据中心、可再生能源发电和汽车电气化的电源和功率逆变器是首要关键应用。方子文博士认为,为了保证目前应用的增速,宽禁带半导体材料的生产须在性能、生产效率和单位晶圆成本方面综合提升,AIXTRON通过其专用的高产量外延解决方案能够解决这些问题。
方子文 博士
“车用功率器件的生产工艺所面临的挑战”——安徽芯塔电子科技有限公司 创始人/CEO 倪炜江
车用SiC功率器件生产和工艺面临较大挑战:外延材料缺陷较多,影响器件性能和可靠性;国内代工厂没有大规模生产和管理经验,工艺成熟度不高;SiC与SiO2界面比Si与SiO2存在更多缺陷,导致迁移率不高。针对上述问题,倪炜江给出了工艺挑战解决方案及技术发展路径。
倪炜江 CEO
“石英产品在第三代半导体制造过程中的应用”——宁波云德半导体材料有限公司 总经理 顾永明
用于半导体制造的石英制品具有高纯度、耐高温、耐腐蚀等优良特性,贯穿半导体产业链的各个环节。顾永明强调,长晶、外延、刻蚀、扩散、氧化、退火等步骤需要用到大量石英制品,如石英坩埚、石英片、石英环、石英舟、石英管等,而石英制品的选择与应用关系到芯片制程的稳定。
顾永明 总经理
“迈向8英寸的“芯”时代”——山东大学新一代半导体材料研究院研究院/博士生导师 彭燕 博士
彭燕博士针对现阶段研发和产业热点介绍了8英寸SiC单晶衬底的研发工作,结合新一代半导体材料研究院的SiC衬底相关研究概述了研究、产业的现状和面临的挑战;针对产业和研发关心的位错控制,探讨了基平面位错和刃位错相互转化机制,有效地识辨不同位错类型。并对超宽禁带材料氧化镓、氮化铝及金刚石的研发进展做了分享。
彭燕 博士
会议最后的环节圆桌论坛由陆敏博士主持,参与嘉宾有安徽长飞先进半导体有限公司首席科学家/高级副总裁刘红超博士、河北同光半导体股份有限公司副总经理王巍、AIXTRON中国副总经理方子文博士,以及《 》杂志编委郑中屏博士。
圆桌论坛
陆敏博士首先发问:今年特斯拉投资者大会上提到其未来在电动汽车中 的用量要下降75%,请问他们何出此言,这对未来 行业发展是否会带来负面影响?
刘红超博士:首先是正面影响,而且非常积极。在马斯克心中 具有战略地位,对电动汽车的发展有至关重要的作用。在2030年前后,他希望能够销售电动汽车突破2000万辆,他还是会用 。实现 减量还有一些其他途径,比如硅基IGBT加 SBD方式,可减少 用量,但这不是马斯克的性格,因为他不会回到老的技术,我们行业所有的人唯一的挑战是做好、做小、做便宜。
王巍:马斯克第一个目标是压价,他没说不用,就是嫌贵,因为要上量,但 器件确实比传统器件贵,但在系统成本上并不高,所以不影响终端的推广和使用。随着国际国内大量产能的释放, 器件成本和IGBT对比会有很明显的变化,终端应用市场渗透率会明显提高。从国际大厂下游器件订单情况看,特斯拉的事情对使用器件没有影响, 的使用还会一直持续下去。
方子文博士: 材料成本还有器件成本肯定要往下走,随着技术从平面到沟槽的迭代,可能材料面积会缩减,但不必担心,最起码到2025-2026年 都是供不应求的状态。现在业界在探讨800V增压,现有结构很多还是基于450、650V的器件,未来可能是 和氮化镓逆变器都有,比如中级车以上上800V,低级车400V就够了。特斯拉可能会推出10万块钱的车,用已有的400V器件布局,也不排除使用其他材料的可能性,但 肯定供不应求。
陆敏博士: 行业的痛点在于降低成本,技术途径有哪些?下降空间有多大?8英寸 产业化导入的进度如何?
王巍:现在 衬底加外延的成本大概在70%,衬底是47%,外延23%,降本主要还是看衬底,一是长晶,二是后道加工,关键问题是怎么长快、长好、长大。长好就是控制缺陷指标,长大是从6英寸做到8英寸;长得更厚,国内水平大概在20多到30mm,国际先进水平是40-50mm。现在国产衬底材料进步非常明显,特别是前一段英飞凌和国内两家公司同时签单,这说明国际大厂对国产材料已经非常认同,对成本控制会有很大帮助。8英寸导入方面,国际大厂的节奏更快,到2025年会全部切入8英寸,将带动国内部分产线。
刘红超博士:国内在器件晶圆方面,特别是MOS的规模出货量还没有影响力。接下来国内厂商一方面要加紧扩产,主要是产品是6英寸,尽可能在一个单位晶圆上多出好的芯片,包括引进成熟的硅基管理经验,通过加入测试环节,导入AOI工具,提高产线的良率、可靠性和稳定度。规模也非常重要,因为每年两三万片产品无法和人家几十万片产品拼成本。2023-2025年8英寸开始导入,2026年将量产8英寸。
陆敏博士:不管是材料还是器件,最终都要有设备做出来,自主可控是近年来半导体行业的主旋律,请谈谈半导体设备国产化的现状及机会在哪里?
郑中屏博士:近年来国内厂商在CVD方面有一定突破,但还不够,因为他们都是单片机,一年几十万片产能都是用单片机做难以想象,所以两三年后一定是多片机的机会,如果这方面没有突破对用户会造成很大的困扰和障碍。另外,功率器件是检测出来的,所以检测环节不管在长晶、切磨抛都很重要,所以希望更多国产设备在这方面多花一点心思,而不是都放在主力制程设备上。
陆敏博士:氧化镓作为新一代半导体材料,近年来也备受学界、产业和资本所关注,请问如何看待氧化镓材料和器件目前的发展及其难点?后续的产业化前景如何,与 或氮化镓的关系和竞争格局情况。
方子文博士:氧化镓是一个非常有潜力的材料,我们有专门做氧化镓的设备。通过一些研究发现,在衬底的选择方面,现在材料的性能固然好,但是衬底往往是制约芯片比较大的因素。现在氧化镓衬底基本上是同质外延,衬底尺寸非常小,跟 相比价格高10倍、20倍。氧化镓衬底都是2平方厘米大小,在大规模量产方面,不像 可以导入大尺寸,所以在衬底方面会有一个瓶颈期。其次,氧化镓器件性能非常棒,但是导热性能非常差。氧化镓用于高温应用,怎么解决散热问题还需要业界一起努力,解决成本、可量产、可产业化的难题。
刘红超博士:氧化镓是潜力无限的一种半导体,有它的优势,比如超高压、高频。现在需要业界一起来解决一些问题,第一是散热,为氧化镓找到一种合适的散热载体;第二是慎重考虑适合氧化镓的p型掺杂方法;第三,如果要把氧化镓作为一个主流市场来做,相应的Ga资源也要非常丰富才行。
行业齐聚,共创商机。 先进技术及应用大会展会现场邀请了众多业内知名企业及专家参加,一同交流泛半导体产业的发展与趋势,积极推动产业健康发展。展会虽已落幕,盛况萦绕心头,让我们穿越时空,重温展商们的精彩瞬间。
下面,为您带来一组大会花絮,看看会场外还有哪些展商的精彩瞬间。
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