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來源 ： 內(nèi)容來自編譯自imec-int 。

近日，imec正式宣布，AIXTRON、GlobalFoundries、KLA Corporation、Synopsys和Veeco成為其300毫米氮化鎵（GaN）低壓和高壓電力電子應(yīng)用開放創(chuàng)新計劃的首批合作伙伴。

該項目聚焦低壓與高壓電力電子應(yīng)用，是 imec 氮化鎵電力電子工業(yè)聯(lián)盟計劃（IIAP）的組成部分，其設(shè)立目的是研發(fā) 300 毫米氮化鎵外延生長技術(shù)，以及低壓、高壓氮化鎵高電子遷移率晶體管（HEMT）工藝流程。采用 300 毫米襯底不僅能降低氮化鎵器件的制造成本，還將推動更先進電力電子器件的研發(fā)，例如用于中央處理器（CPU）和圖形處理器（GPU）的高效低壓負(fù)載點轉(zhuǎn)換器。

近年來，基于氮化鎵的快速電池充電器已正式推向市場，這一現(xiàn)象凸顯了氮化鎵技術(shù)在電力電子應(yīng)用中的潛力。在氮化鎵外延生長、器件與集成電路制造、可靠性與穩(wěn)定性，以及系統(tǒng)級優(yōu)化等領(lǐng)域持續(xù)取得進展的支撐下，氮化鎵技術(shù)正有望催生新一代電力電子產(chǎn)品。與基于硅（Si）的解決方案相比，這類產(chǎn)品將以更小的外形尺寸、更輕的重量和更優(yōu)異的能量轉(zhuǎn)換效率進入市場。具體應(yīng)用實例包括：汽車領(lǐng)域的車載充電器與直流 - 直流（DC/DC）轉(zhuǎn)換器、太陽能電池板的逆變器，以及電信與人工智能（AI）數(shù)據(jù)中心的配電系統(tǒng) —— 在這些領(lǐng)域，基于氮化鎵的核心組件將為社會整體的脫碳、電氣化與數(shù)字化進程貢獻力量。

氮化鎵技術(shù)發(fā)展的一個顯著趨勢是晶圓直徑向更大尺寸演進，目前市場上的產(chǎn)能主要集中在 200 毫米規(guī)格。依托自身在 200 毫米氮化鎵領(lǐng)域的技術(shù)積累，imec 推出 300 毫米氮化鎵項目，邁出了技術(shù)發(fā)展的下一步。imec 氮化鎵電力電子項目研究員兼項目總監(jiān)斯特凡?德庫泰爾（Stefaan Decoutere）表示：“向 300 毫米晶圓轉(zhuǎn)型的優(yōu)勢不僅限于擴大產(chǎn)能和降低制造成本。我們的互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）兼容型氮化鎵技術(shù)，如今可借助 300 毫米尖端設(shè)備，研發(fā)更先進的氮化鎵基電力器件。例如，可用于負(fù)載點轉(zhuǎn)換器的小尺寸低壓 p 型氮化鎵柵極高電子遷移率晶體管（p-GaN gate HEMT），這類器件將為 CPU 和 GPU 的高效配電提供支持。”

作為 300 毫米氮化鎵項目的一部分，imec 將首先以 300 毫米硅（111）為襯底，為低壓應(yīng)用（100 伏特及以上）搭建橫向 p 型氮化鎵柵極高電子遷移率晶體管（lateral p-GaN HEMT）基準(zhǔn)技術(shù)平臺。目前，圍繞 p 型氮化鎵刻蝕和歐姆接觸形成的工藝模塊研發(fā)工作正在推進中。后續(xù)，項目將進一步瞄準(zhǔn)高壓應(yīng)用場景：針對 650 伏特及以上的高壓需求，研發(fā)工作將采用 300 毫米半規(guī)格襯底，以及與 CMOS 兼容的 QST工程襯底（一種以多晶氮化鋁（AlN）為核心的材料）。在整個研發(fā)過程中，300 毫米晶圓的翹曲度控制及其機械強度是需要重點關(guān)注的核心問題。

imec 在成功完成 300 毫米晶圓處理測試與掩模版研發(fā)后，正式啟動了此次 300 毫米氮化鎵項目，并計劃于 2025 年底前在其 300 毫米潔凈室中全面部署相關(guān)技術(shù)能力。斯特凡?德庫泰爾補充道：“300 毫米氮化鎵技術(shù)研發(fā)的成功，還取決于能否構(gòu)建一個穩(wěn)健的生態(tài)系統(tǒng)，并聯(lián)合推動從 300 毫米氮化鎵生長、工藝集成到封裝解決方案的全鏈條創(chuàng)新。因此，我們非常榮幸地宣布 AIXTRON、格芯、科磊、新思科技和維易科成為我們 300 毫米氮化鎵開放式研發(fā)項目的首批合作伙伴，也期待未來能有更多伙伴加入。因為先進氮化鎵電力電子器件的研發(fā)，需要設(shè)計、外延、工藝集成與應(yīng)用之間的緊密協(xié)作 —— 這種協(xié)作對于我們在 200 毫米氮化鎵領(lǐng)域的開創(chuàng)性工作而言，已被證明是至關(guān)重要的?！?/p>

https://www.imec-int.com/en/press/imec-launches-300mm-gan-program-to-develop-power-devices

*免責(zé)聲明：本文由作者原創(chuàng)。文章內(nèi)容系作者個人觀點，半導(dǎo)體行業(yè)觀察轉(zhuǎn)載僅為了傳達一種不同的觀點，不代表半導(dǎo)體行業(yè)觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯(lián)系半導(dǎo)體行業(yè)觀察。

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