【導讀】隨著中國“十四五”規(guī)劃的提出、以及全球科技產(chǎn)業(yè)對于“碳達峰、碳中和”的目標達成共識，以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表的第三代半導體新材料憑借高擊穿電場、高熱導率、高電子飽和速率以及抗強輻射能力等優(yōu)異特性，成為了支撐5G基建、新能源產(chǎn)業(yè)、特高壓、軌道交通等領(lǐng)域的核心技術(shù)。數(shù)據(jù)表明，2020年中國“第三代半導體”產(chǎn)業(yè)電力電子和射頻電子總產(chǎn)值超過100億元，同比增長69.5%。其中，SiC、GaN電力電子產(chǎn)值規(guī)模達44.7億元， 同比增長54%；GaN微波射頻產(chǎn)值達到60.8億元，同比增長80.3%。
圖1：2020年中國第三代半導體產(chǎn)業(yè)電力電子和射頻電子總產(chǎn)值
不過，第三代半導體行業(yè)存在相當程度的準入門檻，由于SiC、GaN器件的性能與材料、結(jié)構(gòu)設計和制造工藝之間緊密關(guān)聯(lián)，多數(shù)半導體企業(yè)為了保持自身競爭力，傾向于采用IDM模式實現(xiàn)設計、制造的一體化。例如華潤微建立了國內(nèi)首條6英寸商用SiC晶圓生產(chǎn)線；英諾賽科也成功擴產(chǎn)位于蘇州的GaN生產(chǎn)基地，使之成為全球最大的8英寸GaN工廠。顯然，在全球半導體產(chǎn)能緊張的局勢下，這些新開設或擴建的產(chǎn)線正在迅速拉升半導體設備的市場需求。以薄膜沉積這一必不可少的制造環(huán)節(jié)為例，在新產(chǎn)線的設備投資中，薄膜沉積設備占據(jù)了約25%的支出比重，是半導體設備市場增量中不可忽視的一環(huán)。因此，如何選擇薄膜沉積設備、使之匹配不斷發(fā)展的寬禁帶半導體制造工藝需求，是橫亙在眾多第三代半導體廠商面前的一道難題。
聚焦新工藝、新材料，40年沉積鍍膜專家為第三代半導體支招
目前，業(yè)界主流的薄膜沉積工藝主要有原子層沉積（ALD）、物理式真空鍍膜（PVD）和化學式真空鍍膜（CVD）等，其中ALD屬于CVD的一種，屬于當下最先進的薄膜沉積技術(shù)。那么，哪一類沉積技術(shù)適用于第三代半導體呢？業(yè)界領(lǐng)先的ALD設備制造商和服務商——青島四方思銳智能技術(shù)有限公司（以下簡稱思銳智能或SRII）總經(jīng)理聶翔先生對此表示：“隨著新材料、新工藝、新制程等應用于半導體制造領(lǐng)域，半導體器件本身也在往更復雜、更高深寬比，甚至是3D異形結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展，在超越摩爾領(lǐng)域、第三代半導體應用中更是如此。在這樣的情況下，ALD相比其他鍍膜技術(shù)擁有無可替代的優(yōu)越性。”
在實際應用中，思銳智能推出的新一代先進ALD設備可以使材料以單原子膜（0.1nm）形式沉積在基底表面，并且在整體器件的鍍膜控制上達到很高的精確度。以GaN功率器件為例，通過思銳智能的ALD鍍膜技術(shù)能夠有效增強GaN器件的性能。首先，通過ALD薄膜可實現(xiàn)器件表面的鈍化和覆蓋；其次，通過氧化鋁疊層實現(xiàn)柵極高K介電質(zhì)的沉積；接下來，通過原位預處理去除自然氧化層，實現(xiàn)表面穩(wěn)定；最后，通過高質(zhì)量的ALD氮化鋁來實現(xiàn)緩沖層，形成更具生產(chǎn)效益的量產(chǎn)方案。
圖2：思銳智能推出應用于GaN功率器件的ALD鍍膜方案
依托思銳智能旗下BENEQ公司近40年的ALD技術(shù)應用經(jīng)驗，思銳智能正在為業(yè)界提供廣泛、通用、性能強大的設備產(chǎn)品組合，專注ALD技術(shù)以及服務的持續(xù)創(chuàng)新能力，獲得了歐美、日本、中國等全球范圍內(nèi)眾多知名半導體企業(yè)的認可。
產(chǎn)能擴張下的半導體設備機遇，技術(shù)服務與供應鏈本地化難題突顯
產(chǎn)能擴張的普遍業(yè)態(tài)正在為設備廠商“簽下大單”，設備提供商也需不斷提升服務質(zhì)量，進一步鞏固自身的市場“護城河”。例如，思銳智能在2018年完成對BENEQ公司的全資收購之后，一直推行“本地化與全球化并行”的策略，除了鞏固歐美市場的份額，也在扎根中國市場、培養(yǎng)本地國際化創(chuàng)新型團隊，逐漸形成完善的覆蓋研發(fā)、售前、售后等環(huán)節(jié)的服務網(wǎng)絡，并加強部署與不同區(qū)域、不同領(lǐng)域、不同機構(gòu)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)合作。
談及本地化的機遇與挑戰(zhàn)時，聶翔表示：“中國市場在不斷涌現(xiàn)一大批半導體制造企業(yè)，思銳智能擁有貼近客戶的優(yōu)勢，在發(fā)現(xiàn)客戶對新工藝、新材料應用的需求之后，可以攜手芬蘭團隊進行協(xié)同研發(fā)、共同創(chuàng)新。此外，不同客戶在細節(jié)方面的要求也不盡相同，例如國內(nèi)客戶對交期更加敏感、服務響應速度要求更快等，這對本地化的技術(shù)服務能力提出了挑戰(zhàn)。當然，為了交期更短、價格更具競爭優(yōu)勢，供應鏈的安全和高效整合是非常重要的因素。對此，思銳智能做了很多努力，積極推動供應鏈更加高效地運轉(zhuǎn)、更加符合市場的需求！近期思銳智能官網(wǎng)sri-i.com和微信公眾號“思銳智能SRII”全新上線，更好地幫助本地客戶清晰、直觀了解思銳智能的應用領(lǐng)域和產(chǎn)品方案。”
除了技術(shù)團隊、供應鏈等本地化舉措，思銳智能也在推進不同領(lǐng)域的區(qū)域性合作，包括青島、上海、浙江、粵港澳大灣區(qū)在內(nèi)的眾多產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域已經(jīng)納入其布局規(guī)劃中，通過產(chǎn)業(yè)化基地、聯(lián)合實驗室、中試線等方式，致力于實現(xiàn)更多本地化創(chuàng)新，持續(xù)為業(yè)界提供一流、創(chuàng)新的產(chǎn)品解決方案。
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