展望2021之阅芯：迎来发展良机

主编前言

 

2020年，我们共同经历了新冠肺炎疫情全球大流行，近200万人悄然离去，尊重生命，尊重科学，团结抗疫成国际共识，武汉封城、长江洪水肆虐、澳洲丛林大火、非洲蝗虫大灾、纳卡地区爆发恶战等都历历在目，可以说，2020年是大灾大难的一年；但这绝不是全部，2020年，我们也共同见证了亚太15国签署RCEP区域自贸合作，提振世界经济信心，SpaceX实现首次商业载人航天飞行，嫦娥五号任务取得圆满成功，在世界经济遭受严重冲击之际中国成为唯一实现正增长的主要经济体。作为拉动经济复苏引擎的半导体行业，在2020年也是敢于担当，成绩不菲：5G落地之年，5nm5G芯片强劲推出，苹果首发了采用台积电5nm工艺制程的A14Bionic，集成118亿晶体管。此后华为与三星也相继发布了麒麟9000系及Exyons1080。云上EDA探索落地，EDA软件商、IC设计企业以及代工厂合作推进，能够适配EDA工具使用需求、拥有大规模算力自动化智能调度以及海量的云资源提供弹性算力支持，直接提升芯片的研发周期和良率，降低芯片设计成本。3D先进封装技术稳步提升，突破了摩尔定律瓶颈，在集成度、性能、功耗等方面优势明显，三星在今年对外宣布了全新的X-Cube3D封装技术已经可以投入使用……当然作为半导体领域的后起之秀，第三代半导体及其他化合物半导体，也是备受关注和亮点多多，下面请听业内各位专家学者细述道来!

 

《化合物半导体》对阅芯科技CTO 张文亮的专访

 

山东阅芯电子科技有限公司首席技术官CTO 张文亮先生

 

张文亮，博士，山东阅芯电子科技有限公司首席技术官。2015年毕业于中科院微电子所，研究方向为高压IGBT/FRD以及RC-IGBT器件设计。2015~2017年在ABB中国研究院工作，主要从事功率半导体测试及可靠性相关研究。2017至今在山东阅芯电子科技有限公司工作，主要从事功率半导体器件检测设备及检测数据分析平台开发。

 

Q： 2021年即将到来，面对新的一年，你如何看待化合物半导体行业的发展变化，以及对2020年，有哪些总结和感悟？

 

A：阅芯科技作为一家专注在功率半导体器件检测技术的高科技公司，一直紧跟SiC/GaN等宽禁带功率半导体产业发展。近几年，全球各大功率半导体巨头都在宽禁带功率半导体领域积极地布局，一方面投入了大量的资金到技术及产品开发，另一方面通过扩大产能、合作结盟或兼并收购等方式争夺全球市场。宽禁带功率半导体产业在我国发展也非常迅猛，已有诸多优秀的企业在各个产业环节深耕积累，包括材料、装备、器件设计、晶圆制造、封装、测试、应用等环节，形成了良好的协同发展态势。阅产科技处于产业链的测试及装备环节，公司从成立之初就积极研究宽禁带功率半导体的测试方法，并与国内器件厂商积极合作研发测试设备，助力国内宽禁带功率半导体产业健康发展。相比2019年，2020年有更多的国内宽禁带功率半导体器件及应用厂商与阅芯科技建立了良好的合作关系，这表明国内的器件及应用厂商对于测试及可靠性的重视度越来越高了，而测试及可靠性问题的解决是宽禁带功率半导体器件走向量产的必经之路。

 

目前，国家2030计划和“十四五”国家研发计划明确将第三代半导体列为重要发展方向。相信，宽禁带功率半导体产业的发展将迎来发展良机。希望国内宽禁带功率半导体产业能进一步加强合作，共同推进整个产业健康发展。

 

Q： 随着5G，新能源汽车，大数据，AI，IoT 等技术领域的快速发展，将会为化合物半导体带来诸多机遇，你认为化合物半导体面临哪些挑战与机遇？

 

A：在功率半导体领域，5G和新能源汽车的发展必然带动化合物射频器件及功率器件的需求。宽禁带功率半导体器件作为一类新型器件，相关的技术及生态尚不完善。例如，材料的缺陷问题、器件的可靠性问题、相关测试方法及标准都亟待解决。阅芯科技在宽禁带功率半导体器件检测领域做了大量的研究工作。我们发现，SiC及GaN功率器件的静动态测试及可靠性测试的方法与传统IGBT/MOSFET有非常大的区别，当务之急是建立相关测试标准。而SiC及GaN功率器件由于开关速度极快，目前的电流及电压探头带宽不足以对这类器件的动态测试进行准确测量。这些新型器件的检测对于目前的测试技术是一个非常大的挑战，而测试技术的短板一定也会影响此类器件的研究及产品化进程，必然会倒逼测试技术进步。类似地，SiC及GaN功率器件的产业化进程一定会给整个产业链及相关产业的技术带来挑战。在这些技术无人区，率先取得技术突破的公司更有可能获得市场机遇。

 

Q：碳化硅（SiC）是非常具有发展前景的材料，特别是在电力电子和微波射频器件应用方面，目前受到极大关注，请问贵公司如何看待碳化硅的市场发展？如何推进碳化硅材料的升级和发展？

 

A：SiC二极管已相当成熟，成本也在快速下降。近几年，Cree、Infineon、ROHM、ST等公司也推出了SiC MOSFET器件产品，应用商如特斯拉也在积极应用此类产品。阅芯科技认为，SiC器件若要得到更广泛的应用，必须要进一步提高产品的坚固性和可靠性，并大幅降低成本。SiC功率器件的坚固性及可靠性问题的解决离不开先进检测技术及检测设备的支持。阅芯科技正与国内SiC器件厂商积极合作，一方面解决他们研发及生产相关的检测问题，另一方面通过高效率的检测设备帮助国内客户降低检测环节的综合成本。

 

Q：氮化镓（GaN）市场将随着快充和5G基站等应用的发展加快增长，贵公司如何看待GaN相关技术和市场的发展？如何把握市场机遇？

 

A：GaN功率器件产品在低压端有非常大的竞争优势，关键在于能发掘出合适的应用场景。例如，GaN器件在快充领域的成功应用就是一个典型案例。阅芯科技认为，GaN器件会在对小型化及成本要求高的消费类电子产品率先找到应用突破口。

 

Q：对于中国化合物半导体行业应该如何学习国际经验，加速产业发展，请谈谈你看法。

 

A：

1.新型器件产品品质的提升需要整个产业链的联动。首先要通过应用端暴露产品的问题，其次要借助先进的检测技术研究问题的根源，最终通过材料、设计、工艺等优化来解决产品的问题。经过不断的迭代研发使得产品的品质逐步提升而成本不断下降。阅芯科技呼吁国内产业链要加强合作，器件厂商要积极将产品导入应用端去暴露问题，应用厂商也要积极试用国产器件。

 

2.新型器件能被市场接受的核心前提是产品品质。产品品质的最终评价标准在于应用端，而完善的性能及可靠性检测能力也是产品品质控制及产品量产的前提。正因如此，国外的功率半导体巨头都非常重视检测技术及可靠性研究。国内厂商也需要在检测技术及可靠性研究方面提前布局。

 

山东阅芯电子科技有限公司（Prime-Rel Electronic Technology Ltd. Co.）是一家功率器件检测装备和数据管理软件供应商，专业从事功率半导体器件检测装备的自主研发制造与综合数据管理分析服务。阅芯科技公司坐落于山东美丽的海滨城市荣成。公司核心团队汇集了中科院微电子所、ABB中国研究院、海外业内专家等一系列技术人才，经过多年行业深耕，积累了丰富的上下游产业资源，并于2020完成了近亿元A轮融资。依托于雄厚的技术实力、产业资源、运营资本以及地方政府的大力支持、政策红利，阅芯科技将以实现功率器件检测装备中国智造为己任，致力于打造国际一流品牌，助力成就“中国芯”！