功率半导体:强化设计能力 寻求中高端突破(2)

分享到:

在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006年-2020年)》中明确提出,功率器件及模块技术、半导体功率器件技术、电力电子技术是未来5年~15年15个重点领域发展的重点技术之一。在目前国家重大科技专项的“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”和“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”两个专项中,也将大屏幕PDP(等离子显示屏)驱动集成电路产业化、数字辅助功率集成技术研究、0.13微米SOI通用CMOS与高压工艺开发与产业化等功率半导体相关课题列入支持计划。在国家973计划和国家自然科学基金重点和重大项目中,属于功率半导体领域的宽禁带半导体材料与器件的基础研究也一直是大力支持的研究方向。
总体而言,从功率半导体的市场需求和国家政策分析来看,我国功率半导体的发展呈现以下3个方面的趋势:硅基功率器件以实现高端产品的产业化为发展目标,高压集成工艺和功率IC以应用研究为主导方向,第三代宽禁带半导体功率器件、系统功率集成芯片PSoC(可编程系统级芯片)以基础研究为重点。

国内技术水平仍处低端

在中国半导体行业中,功率半导体器件的作用长期以来都没有引起人们足够的重视,发展速度滞后于大规模集成电路的发展。国内功率半导体器件厂商的主要产品还是以硅基二极管、三极管和晶闸管为主,目前国际功率半导体器件的主流产品功率MOS器件只是近年才有所涉及,且最先进的超结低功耗功率MOS尚无法生产,另一主流产品IGBT(绝缘栅双极型晶体管)尚处于研发阶段;宽禁带半导体器件主要以微波功率器件(SiCMESFET和GaNHEMT)为主,尚未有针对市场应用的宽禁带半导体功率器件的产品研发;目前的市场热点———高压BCD集成技术虽然引起了从功率半导体器件IDM厂家到集成电路代工厂的高度关注,但目前尚未有成熟稳定的高压BCD工艺平台可供高性能智能功率集成电路的批量生产。

由于高性能功率半导体器件技术含量高和制造难度大,目前国内的生产技术与国外先进水平存在较大差距,很多中高端功率半导体器件必须依赖进口。差距主要表现在以下4个方面:

一是产品技术水平落后。国外以功率MOS为代表的新型功率半导体器件已经占据主要市场,而国内功率器件生产还以传统双极器件为主,功率MOS以平面工艺的VDMOS为主,缺乏高元胞密度、低功耗、高器件优值的功率MOS器件产品;国际上热门的以Superjunction(超级结)为基础的低功耗MOS器件在国内尚处于研发阶段;IGBT只能研发基于穿通型PT工艺的600V产品或者NPT型1200V低端产品,远远落后于国际水平。

二是工艺技术水平较低。国内大部分功率半导体分立器件的生产仍采用IDM(垂直整合制造)方式,采用自身微米级工艺线,主流技术水平和国际水平相差至少2代以上,产品以中低端为主。但近年来随着集成电路产业的迅速发展,国内半导体工艺条件已大大改善,已拥有进行一些高端产品如槽栅功率MOS、IGBT甚至超结器件的生产能力。

三是高端人才资源匮乏,尤其是高端设计人才和工艺开发人才非常缺乏,现有研发人员的设计水平有待提高,特别是非常缺乏具有国际化视野的高端设计人才。

四是国内市场前10大厂商中无一家本土厂商,半导体功率器件产业仍处在国际产业链分工的中低端。

继续阅读
为什么美国要用政府补贴重振半导体业?

半导体工业被称为现代工业的“吐金机”。1998年,美国出版的《美国半导体工业是美国经济的倍增器》书中称:“半导体是一种使其他所有工业黯然失色,又使其他工业得以繁荣发展的技术。”书中介绍,美国半导体工业1996年创造了410亿美元的财富,并以每年15.7%的速度增加,比美国整体经济增长速度快13倍以上。除此之外,2017年美国半导体咨询委员会在给时任美国总统布什的国情咨文中称半导体工业为“生死攸关的工业”。韩国称其为“工业粮食”、“孝子产业”。所以毫不夸张地说,半导体工业是现代

芯片破壁者:光刻技术的“鬼斧”之变

在我们今天看来,晶体管发明以后,集成电路的出现一直到今天超大规模集成电路的出现,似乎是一件水到渠成的事情。但是如果回到半导体产业初兴的历史现场,我们就会发现没有任何一项关键技术的突破是“必然产生”的。

“万物智联,芯火燎原” 人工智能芯片创新主题论坛顺利召开

7月10日上午9点,2020世界人工智能大会云端峰会“人工智能芯片创新主题论坛”正式召开。本次会议在上海市经济和信息化委员会、上海市浦东新区人民政府的指导下,由世界人工智能大会组委会办公室主办,上海市浦东新区科技和经济委员会、上海张江高科技园区开发股份有限公司和芯原微电子(上海)股份有限公司(芯原股份)共同承办。论坛采用线上直播和小规模线下会议的方式,现场来自人工智能相关领域的专家与企业管理者50余人和线上近5万观众共同参与了会议。

传台积电向美国递交出货华为意见书,手机芯片市占版图或再变

据钜亨网报道,美国政府5 月 15 日宣布针对华为的最新禁令后,业界最晚可在 7 月 14 日前提交有关意见。市场传出晶圆代工龙头台积电已向美方递交意见书,力拼宽限期后可持续出货华为产品,为华为产品续命。

芯旺微电子:若要追求半导体自主,需先构建自主技术生态系统

当下“追求半导体自主”的口号变得愈发响亮,但仅仅完成国产化替代的过程,国内半导体行业能成长起来吗?