來源：《半導(dǎo)體芯科技》&《化合物半導(dǎo)體》雜志采訪——AIXTRON中國副總經(jīng)理 方子文博士

5月23-24日，由雅時(shí)國際商訊《半導(dǎo)體芯科技》《化合物半導(dǎo)體》主辦的“2023-半導(dǎo)體先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展和機(jī)遇大會”在蘇州獅山國際會議中心舉行，來自全國各地的專家學(xué)者、技術(shù)人士齊聚蘇州，探討產(chǎn)業(yè)前沿動(dòng)態(tài)，共商未來發(fā)展路徑，助推產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合。

在會議現(xiàn)場，我們有幸采訪了AIXTRON中國副總經(jīng)理方子文博士，就化合物半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展趨勢以及AIXTRON的先進(jìn)外延解決方案進(jìn)行討論。

△方子文博士

Q1

您今天的演講題目是：化合物半導(dǎo)體的高產(chǎn)能外延解決方案，請介紹一下化合物半導(dǎo)體外延方面的最新技術(shù)及發(fā)展趨勢。

碳中和、碳達(dá)峰正在推動(dòng)對更高效的電氣系統(tǒng)以減少能源消耗。基于GaN和SiC寬禁帶半導(dǎo)體的數(shù)據(jù)中心、可再生能源發(fā)電和汽車電氣化的電源和功率逆變器是第一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用。所有的行業(yè)預(yù)測都在不斷刷新對寬禁帶半導(dǎo)體材料的需求，以應(yīng)對電力市場。為了保證目前應(yīng)用的增速，寬禁帶半導(dǎo)體材料的生產(chǎn)須在性能、生產(chǎn)效率和單位晶圓成本方面作綜合提升。

AIXTRON的行星式外延設(shè)備是針對高產(chǎn)能高良率的大規(guī)模量產(chǎn)而開發(fā)，行星式反應(yīng)器采用水平氣流模型，通過3至5層的噴淋頭設(shè)計(jì)來保證外延膜的厚度，組分，參雜均勻性。行星式反應(yīng)器同時(shí)能保證多片襯底間溫度的絕對一致性，可以做到+-0.1度的絕對溫差。AIXTRON的技術(shù)在保持高度外延膜均勻性的前提下實(shí)現(xiàn)多片機(jī)高產(chǎn)能的量產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)成本。

就發(fā)展趨勢而言，2022年我們看到了SiC的6英寸技術(shù)大規(guī)模導(dǎo)產(chǎn)。多家襯底廠商也展示了8英寸的襯底。向更大尺寸襯底的過度可以進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率和降低成本，但這都是在保持良率的前提下方可實(shí)現(xiàn)。而GaN作為新材料，也在不斷挑戰(zhàn)著傳統(tǒng)Si器件，從消費(fèi)級電子的快充，<100V的低壓器件和>650V 的高壓器件，都可以看到新的應(yīng)用在出現(xiàn)。GaN功率器件的生產(chǎn)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了向8英寸的轉(zhuǎn)變，攻克更多的產(chǎn)品應(yīng)用是GaN的發(fā)展趨勢。

Q2

近年來，化合物半導(dǎo)體備受關(guān)注，目前GaN和SiC寬禁帶半導(dǎo)體已經(jīng)廣泛 應(yīng)用于電動(dòng)汽車、電源、功率逆變器、通信和先進(jìn)顯示等領(lǐng)域，針對這些應(yīng)用需求，AIXTRON愛思強(qiáng)有哪些先進(jìn)產(chǎn)品、技術(shù)和解決方案？

AIXTRON專注于化合物半導(dǎo)體外延生產(chǎn)技術(shù)，我們在功率半導(dǎo)體方面投入了非常大的資源去研發(fā)我們最新一代的設(shè)備。針對SiC外延生產(chǎn)，我們推出了更大的G10 SiC外延反應(yīng)腔，在6英寸產(chǎn)能擴(kuò)充的前提下開發(fā)了8英寸的外延生產(chǎn)，也是業(yè)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)8英寸大規(guī)模量產(chǎn)的外延設(shè)備。AIXTRON認(rèn)為SiC行業(yè)要挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的功率器件行業(yè)，在展現(xiàn)材料優(yōu)越性、綜合成本優(yōu)勢的前提下，必須展現(xiàn)生產(chǎn)的高度可控性。故而我們的設(shè)備研發(fā)都是瞄準(zhǔn)了智能全自動(dòng)化工廠，機(jī)臺均配備C2C Wafer自動(dòng)傳輸裝置，不需要Operator手動(dòng)上下片。機(jī)臺的例行維護(hù)也有一大部分做到了機(jī)械手自動(dòng)在高溫下更換備件，從而節(jié)省升降溫時(shí)間，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能最大化?？蛻粢部梢詫⒃O(shè)備接入工廠的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)一分析和管理。在每家外延生產(chǎn)商都瞄準(zhǔn)數(shù)萬片月產(chǎn)能的情況下，只有實(shí)現(xiàn)智能化，自動(dòng)化生產(chǎn)，才能保證良率和成本要求。

Q3

AIXTRON愛思強(qiáng)產(chǎn)品和技術(shù)的核心競爭力是什么？未來發(fā)展規(guī)劃是怎樣布局的？

我們的核心競爭力在于實(shí)現(xiàn)了外延片最佳均勻性和單位無塵室面積的最大產(chǎn)能輸出，在同樣的設(shè)備投資額下創(chuàng)造更多的營業(yè)額和利潤，實(shí)現(xiàn)客戶產(chǎn)品的價(jià)值增值。在注重產(chǎn)品的同時(shí)，我們也十分關(guān)注客戶服務(wù)，只有當(dāng)我們的客戶都在以高滿意度生產(chǎn)時(shí)，下一次擴(kuò)產(chǎn)才會考慮選擇我們，故而我們在中國本土準(zhǔn)備了豐富的人力資源，以應(yīng)對半導(dǎo)體級別客戶對機(jī)臺稼動(dòng)率，產(chǎn)商響應(yīng)時(shí)間上的要求。

未來，我們希望可以持續(xù)給客戶提供更高均勻性，更低生產(chǎn)成本，以及集成度，自動(dòng)化程度更高的設(shè)備。

Q4

化合物半導(dǎo)體這么火熱？除了功率和射頻，化合物半導(dǎo)體還有哪些發(fā)展契機(jī)？

以GaN和SiC為代表的第三代半導(dǎo)體，給我們新的應(yīng)用打開了很多可能性。除了功率和射頻應(yīng)用外，基于化合物半導(dǎo)體的microLED應(yīng)用也會迎來下一個(gè)產(chǎn)業(yè)增長點(diǎn)。我們相信不久的將來就會看到第一款使用microLED的商業(yè)化產(chǎn)品，例如手表，VR/AR頭戴顯示器。如若成功攻克microLED應(yīng)用，其市場增速將會在復(fù)合年增長率一倍的情況下快速擴(kuò)張。

另外，除了我們今天討論的GaN和SiC材料外，金剛石、GaO等材料也在吸引著大家的眼球，但GaO還需解決襯底昂貴以及散熱問題，才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。相信業(yè)界很快會在第四代半導(dǎo)體技術(shù)方面取得更多進(jìn)展。

審核編輯黃宇