廣東致能團(tuán)隊(duì)全球首創(chuàng)在硅襯底上實(shí)現(xiàn)垂直GaN/AlGaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)及垂直二維電子氣溝道（2DEG）的直接外延生長，通過精準(zhǔn)工藝調(diào)控，制備出低位錯(cuò)密度的氮化鎵鰭狀結(jié)構(gòu)，該方法具備極高的外延結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度。

基于這一創(chuàng)新平臺，團(tuán)隊(duì)成功研制出全球首個(gè)具有垂直2DEG溝道的常開型器件（D-mode VHEMT）及閾值電壓可調(diào)的常關(guān)型器件（E-mode VHEMT）。在工藝集成方面，通過源/柵電極選擇性刻蝕及硅襯底完全去除工藝，實(shí)現(xiàn)了全垂直電極結(jié)構(gòu)布局，可顯著提升器件散熱效率。該創(chuàng)新技術(shù)在先進(jìn)工藝平臺加持下具備極高的量產(chǎn)可行性，同時(shí)還為器件微縮和大電流性能迭代（功率密度）提供了廣闊空間。

圖片來源：廣東致能半導(dǎo)體有限公司——圖1（左） x-SEM 結(jié)構(gòu)，圖2（右）剝離硅襯底

廣東致能展示全球首個(gè)垂直二維電子氣氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)(如圖1)，此時(shí)生長用硅襯底還未被去除。圖2則是垂直氮化鎵器件晶圓，此時(shí)生長用硅襯底已被去除，觀察面為原硅襯底面。

廣東致能介紹，目前廣泛應(yīng)用的氮化鎵功率器件多采用橫向結(jié)構(gòu)，但在高功率、大電流場景中仍面臨電場管理、器件微縮和散熱困難等技術(shù)瓶頸，難以充分發(fā)揮氮化鎵材料的性能優(yōu)勢。相比之下，垂直氮化鎵器件架構(gòu)可以突破橫向結(jié)構(gòu)在導(dǎo)電能力（功率密度）及散熱性能上的限制，展現(xiàn)出數(shù)量級的優(yōu)異性能和系統(tǒng)集成潛力，被認(rèn)為是推動(dòng)氮化鎵功率器件邁向更大功率的關(guān)鍵技術(shù)路徑之一。

廣東致能指出，圍繞上述垂直氮化鎵器件架構(gòu)和工藝，公司已在國內(nèi)外布局多項(xiàng)核心知識產(chǎn)權(quán)，形成完整專利組合，構(gòu)筑了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)壁壘。憑借在材料外延、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝集成上的持續(xù)創(chuàng)新，垂直氮化鎵功率器件平臺有望成為下一代高性能氮化鎵功率器件的關(guān)鍵技術(shù)路徑。

（集邦化合物半導(dǎo)體整理）

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產(chǎn)能布局與技術(shù)路線：聚焦8英寸，展望12英寸

英諾賽科正加速其8英寸氮化鎵晶圓產(chǎn)能的擴(kuò)張。公司計(jì)劃將當(dāng)前每月13000片的產(chǎn)能提升至2025年底的20000片。長遠(yuǎn)目標(biāo)是未來五年內(nèi)將月產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)大至70000片。這一增長得益于其8英寸晶圓制造工藝的持續(xù)成熟與超過95%的良率。

全球氮化鎵產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷一場技術(shù)路線的深度博弈。近期，臺積電宣布計(jì)劃在兩年內(nèi)退出GaN晶圓代工業(yè)務(wù)，其主要原因可能在于GaN代工模式的投資回報(bào)率不如預(yù)期，且市場競爭激烈，公司內(nèi)容調(diào)整聚焦先進(jìn)制程等。與此同時(shí)，英飛凌則高調(diào)推進(jìn)12英寸GaN晶圓樣品，并預(yù)計(jì)在2025年第四季度向客戶提供首批樣品，試圖通過大尺寸晶圓實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)勢和產(chǎn)能擴(kuò)張，這無疑引發(fā)了行業(yè)對未來主流技術(shù)路線的激烈討論。

面對這種分歧，英諾賽科堅(jiān)定推行其IDM（設(shè)計(jì)-制造-封測一體化）模式，并把戰(zhàn)略重心明確放在8英寸GaN產(chǎn)線的工程化成熟度上。公司高層判斷，盡管12英寸晶圓理論上可帶來更高的芯片產(chǎn)出，但其大規(guī)模商業(yè)化仍面臨核心挑戰(zhàn)，尤其是MOCVD設(shè)備（金屬有機(jī)化合物氣相沉積設(shè)備）的成熟度不足，尚無公開的12英寸GaN外延解決方案。

英諾賽科預(yù)計(jì)，12英寸GaN的產(chǎn)業(yè)化最早要到2030年才能進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化階段。在此之前，公司將致力于最大化8英寸平臺的規(guī)模效應(yīng)和成本優(yōu)勢，持續(xù)提升良率并擴(kuò)大產(chǎn)能，以滿足當(dāng)前及未來幾年市場對高性能、高可靠性氮化鎵器件的旺盛需求。

產(chǎn)品與技術(shù)創(chuàng)新：700V平臺發(fā)布，多領(lǐng)域技術(shù)突破

近期，英諾賽科發(fā)布了基于700V SolidGaN平臺的四款新品：ISG6123TA/TP、ISG6124TA/TP。這些產(chǎn)品采用TOLL/TOLT主流大功率封裝，旨在實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有硅/SiC控制器生態(tài)的“無感替換”。其核心優(yōu)勢體現(xiàn)在兼容性、性能表現(xiàn)和應(yīng)用效益三個(gè)方面。

圖片來源：英諾賽科

在兼容性上，新品支持10–24V寬柵壓驅(qū)動(dòng)，兼容SiC/IGBT控制器，具備引腳兼容設(shè)計(jì)，并集成了LDO柵極鉗位，有效消除了Vgs過沖風(fēng)險(xiǎn)。

圖片來源：英諾賽科

性能表現(xiàn)方面，新品提供100V/ns dv/dt保護(hù)、0.5Ω米勒鉗位，零反向恢復(fù)電荷（Qrr=0）使得開關(guān)損耗降低40%，并擁有超低熱阻（最低0.46℃/W）。

在應(yīng)用效益方面，新品在1–6kW服務(wù)器、空調(diào)、工業(yè)電源等大功率應(yīng)用中，可提升效率1–2%，功率密度提高50%。與650kHz SiC方案相比，這些新器件的開關(guān)頻率可推高至2MHz，系統(tǒng)元件數(shù)量可減少60%。

近期，英諾賽科董事長駱薇薇與CEO吳金剛在蘇州總部接受《科創(chuàng)板日報(bào)》專訪時(shí)透露，公司正在三大方向加速迭代，公司車規(guī)級高壓雙向?qū)℅aN器件已完成送樣并獲得客戶積極反饋，有望成為新能源汽車OBC、DC-DC及激光雷達(dá)電源的核心部件。另外，面向AI服務(wù)器/GPU供電的低壓高頻平臺目標(biāo)開關(guān)頻率達(dá)8–10MHz，旨在通過顯著縮減磁性元件體積，滿足下一代機(jī)柜對極致功率密度的需求。同時(shí)，100V半橋合封芯片已批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)中心48V轉(zhuǎn)12V模塊、機(jī)器人伺服電機(jī)等應(yīng)用場景，助力系統(tǒng)效率提升1–2%，功率密度提高50%。

港股上市與戰(zhàn)略合作助推高增長

英諾賽科已于2024年12月30日在香港聯(lián)合交易所主板上市，成為全球首家實(shí)現(xiàn)8英寸GaN晶圓大規(guī)模量產(chǎn)的IDM上市公司。

在戰(zhàn)略合作方面，意法半導(dǎo)體（ST）于6月30日將其所持英諾賽科H股禁售期延長一年至2026年6月29日。此舉體現(xiàn)了ST作為英諾賽科IPO階段重要基石投資者對其長期價(jià)值的認(rèn)可。該行動(dòng)也支持雙方正在執(zhí)行的聯(lián)合開發(fā)與制造協(xié)議，該協(xié)議旨在利用ST的海外晶圓廠拓展全球產(chǎn)能，同時(shí)ST可借助英諾賽科珠海、蘇州兩大基地的8英寸GaN產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)其在中國市場的本土化制造。

從市場需求來看，英諾賽科2024年財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示，新能源汽車和AI數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域訂單增長顯著：車規(guī)芯片交付量同比增長986.7%，AI及數(shù)據(jù)中心芯片交付量同比增長669.8%。這表明氮化鎵在高功率、高可靠性應(yīng)用場景中的滲透已進(jìn)入快速增長階段。

英諾賽科憑借其完整的產(chǎn)業(yè)鏈布局和在關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域的突破，正為達(dá)成其未來五年7萬片月產(chǎn)能的目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)與市場基礎(chǔ)。

（集邦化合物半導(dǎo)體 竹子 整理）

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近期，第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域迎來一輪新品爆發(fā)期，英諾賽科、Wolfspeed、英飛凌、羅姆、東芝、日本三菱等頭部企業(yè)密集發(fā)布碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）技術(shù)成果，尤其在散熱優(yōu)化、大尺寸晶圓量產(chǎn)、高頻性能突破等方向集中發(fā)力，推動(dòng)寬禁帶半導(dǎo)體從技術(shù)創(chuàng)新向規(guī)模應(yīng)用加速邁進(jìn)。

碳化硅：散熱技術(shù)突破，提供高效動(dòng)能

在新能源汽車電驅(qū)、光伏逆變器等高功率場景中，碳化硅器件的散熱能力直接決定系統(tǒng)效率與可靠性。傳統(tǒng)底部散熱封裝因熱阻過高，難以滿足大功率密度設(shè)計(jì)需求，而近期不同企業(yè)通過封裝創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的散熱技術(shù)突破，正重新定義碳化硅的應(yīng)用邊界。

1、Wolfspeed推出新型頂部散熱（TSC）碳化硅MOSFET和肖特基二極管

7月7日，Wolfspeed宣布推出新型頂部散熱（TSC）碳化硅 MOSFET 和肖特基二極管，優(yōu)化熱管理并節(jié)約能耗。

圖片來源：Wolfspeed

據(jù)悉，Wolfspeed 的TSC封裝技術(shù)通過倒裝芯片設(shè)計(jì)，將器件熱量從頂部直接傳導(dǎo)至散熱器，突破了傳統(tǒng)底部散熱方案的熱阻瓶頸。在一些對高功率密度、先進(jìn)熱管理方案和小型化封裝有著嚴(yán)苛要求的應(yīng)用場景，如汽車、電動(dòng)交通系統(tǒng)等，頂部散熱（TSC）器件通過實(shí)現(xiàn)最大功率耗散并優(yōu)化熱性能，有效滿足了系統(tǒng)的冷卻需求。

此外，Wolfspeed正在擴(kuò)展其行業(yè)領(lǐng)先的碳化硅（SiC）MOSFET 和肖特基二極管分立器件產(chǎn)品線，新增采用頂部散熱（TSC）封裝的U2系列產(chǎn)品。該系列提供650V至1200V多種電壓選項(xiàng)，能顯著提升系統(tǒng)功率密度和效率，同時(shí)優(yōu)化熱管理性能并增強(qiáng)電路板布局靈活性。

2、羅姆的SiC MOSFET應(yīng)用于豐田全新純電車型bZ5

7月2日，羅姆宣布其第四代碳化硅（SiC）MOSFET裸芯片已成功應(yīng)用于豐田汽車全新跨界純電動(dòng)汽車bZ5的牽引逆變器中。

bZ5的牽引逆變器由羅姆與中國合作伙伴正海集團(tuán)的合資企業(yè)——上海海姆?？瓢雽?dǎo)體有限公司量產(chǎn)供貨。羅姆的SiC MOSFET功率模塊在提升汽車?yán)m(xù)航里程和整體性能方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

羅姆正在加速推進(jìn)新一代SiC MOSFET的研發(fā)，計(jì)劃在今年完成第五代SiC MOSFET的生產(chǎn)線建設(shè)，并為第六代和第七代產(chǎn)品的市場投放做好準(zhǔn)備。

不久前，羅姆官宣為英偉達(dá)800V HVDC架構(gòu)提供高性能電源解決方案，羅姆不僅提供硅（Si）功率元器件，還擁有包括碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導(dǎo)體在內(nèi)的豐富產(chǎn)品陣容，可為數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)提供更優(yōu)解決方案。

3、英諾賽科推出兩款頂部冷卻En-FCLGA封裝新品

6月25日，英諾賽科 (Innoscience) 宣布推出兩款基于100V雙冷卻 En-FCLGA 封裝的新產(chǎn)品：INN100EA050DAD 和 INN100EA070DAD。

圖片來源：英諾賽科?

這兩款新品沿用了此前備受市場認(rèn)可的INN100EA035A所采用的Dual-Cool En-FCLGA封裝形式，憑借雙面散熱設(shè)計(jì)和超低導(dǎo)通電阻，為太陽能微型逆變器、儲能系統(tǒng)（ESS）及最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）優(yōu)化器等應(yīng)用提供了行業(yè)領(lǐng)先的效率解決方案。

據(jù)英諾賽科介紹，這是業(yè)界首款用于硅FET的p2p替代品，允許立即提高效率并增加功率密度。對于36V至80V的輸入，系統(tǒng)功耗降低了50%以上。

4、東芝發(fā)布新型650V第3代SiC MOSFET

5月20日，東芝宣布，其基于第三代碳化硅（SiC）MOSFET技術(shù)的四款650V功率器件——TW031V65C、TW054V65C、TW092V65C及TW123V65C正式投入批量生產(chǎn)。

圖片來源：東芝

該系列采用緊湊型DFN8×8封裝，其體積減小90%以上，為開關(guān)電源、光伏發(fā)電機(jī)功率調(diào)節(jié)器等工業(yè)設(shè)備提供更高功率密度的解決方案。

DFN8×8是一種4引腳封裝，支持對其柵極驅(qū)動(dòng)的信號源端子進(jìn)行開爾文連接。這減少了封裝內(nèi)部源極線電感的影響，實(shí)現(xiàn)高速開關(guān)性能；以TW054V65C為例，與東芝現(xiàn)有產(chǎn)品相比，其開通損耗降低了約55%，關(guān)斷損耗降低約25%，有助于降低設(shè)備中的功率損耗。

氮化鎵：拓展高頻應(yīng)用場景

相較于碳化硅在高功率場景中對散熱的極致追求，氮化鎵憑借高頻特性在通信與消費(fèi)電子領(lǐng)域的技術(shù)突破同樣顯著，近期進(jìn)展進(jìn)一步推動(dòng)其規(guī)?；瘧?yīng)用。

1、英飛凌宣布其300毫米（12英寸）GaN-on-Si晶圓制造工藝進(jìn)入穩(wěn)定階段

7月3日，英飛凌宣布其300毫米（12英寸）GaN-on-Si晶圓制造工藝進(jìn)入穩(wěn)定階段，單片晶圓芯片產(chǎn)出量較200毫米提升2.3倍，成本大幅降低。首批樣品將于2025年第四季度交付客戶。

該技術(shù)支持高頻化設(shè)計(jì)（如100kHz以上），在新能源汽車OBC（車載充電機(jī)）中可將功率密度提升至250W/in3，體積較硅基方案縮小40%。在數(shù)據(jù)中心48V電源系統(tǒng)中，采用英飛凌300毫米GaN晶圓的1.2kW四相降壓模塊效率高達(dá)98.1%，較傳統(tǒng)硅基方案降低20%的散熱需求。

此外，英飛凌已與NVIDIA合作開發(fā)AI服務(wù)器電源架構(gòu)，利用GaN的高頻特性優(yōu)化能源效率。

2、日本三菱電機(jī)驗(yàn)證全球首款7GHz氮化鎵基站放大器性能

6月11日，日本三菱電機(jī)宣布成功驗(yàn)證全球首款7GHz頻段氮化鎵(GaN)功率放大器模塊(PAM)的性能。

這款緊湊型模塊采用專有匹配電路技術(shù)，尺寸僅12.0mm×8.0mm，卻實(shí)現(xiàn)了業(yè)內(nèi)最高功率效率。通過5G-Advanced通信信號測試，該技術(shù)將顯著提升基站安裝便捷性，為6G過渡奠定基礎(chǔ)。

該產(chǎn)品采用高密度元件集成設(shè)計(jì)，大幅縮小了傳統(tǒng)基站設(shè)備的體積。三菱電機(jī)表示，這一突破性技術(shù)將重點(diǎn)應(yīng)用于5G-Advanced基站建設(shè)，并持續(xù)優(yōu)化實(shí)際應(yīng)用性能。

結(jié)語

第三代半導(dǎo)體的技術(shù)演進(jìn)中，碳化硅的散熱突破與氮化鎵的高頻創(chuàng)新形成了互補(bǔ)的技術(shù)路徑。從英諾賽科的雙冷卻封裝到Wolfspeed的頂部散熱方案，從羅姆車規(guī)模塊的散熱優(yōu)化到英飛凌的大尺寸GaN晶圓降本，企業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新正推動(dòng)寬禁帶材料從 “實(shí)驗(yàn)室” 走向 “規(guī)模化應(yīng)用”。隨著全球能源轉(zhuǎn)型與數(shù)字化進(jìn)程的加速，這些技術(shù)突破將為新能源、通信、工業(yè)等領(lǐng)域注入更高效的發(fā)展動(dòng)能，重塑產(chǎn)業(yè)競爭格局。

（集邦化合物半導(dǎo)體 妮蔻 整理）

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圖片來源：英飛凌官網(wǎng)截圖

氮化鎵作為新一代寬禁帶半導(dǎo)體材料，以其卓越的高頻、高效和高功率密度特性，在數(shù)據(jù)中心電源、電動(dòng)汽車車載充電器、可再生能源逆變器以及消費(fèi)電子快速充電等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。傳統(tǒng)上，GaN器件主要在6英寸或8英寸#晶圓 上制造，限制了其成本效益和產(chǎn)能擴(kuò)張。

英飛凌此次在12英寸晶圓上成功實(shí)現(xiàn)GaN技術(shù)的量產(chǎn)準(zhǔn)備，意味著能夠顯著提升單片晶圓的芯片產(chǎn)出量，從而有效降低制造成本，并為市場提供更具競爭力的GaN解決方案。這不僅將加速GaN技術(shù)在現(xiàn)有應(yīng)用中的普及，也將為其進(jìn)入更廣闊的市場創(chuàng)造條件。

公司表示，此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)展得益于其在材料科學(xué)、晶圓制造工藝以及器件設(shè)計(jì)方面的深厚積累與持續(xù)投入。12英寸晶圓的導(dǎo)入將確保英飛凌能夠滿足日益增長的GaN市場需求，并鞏固其在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。

隨著人工智能（AI）算力需求的激增，英飛凌積極響應(yīng)，為AI服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心提供先進(jìn)電源解決方案。英飛凌正與NVIDIA攜手，共同推動(dòng)未來AI服務(wù)器機(jī)架電源架構(gòu)的變革，以實(shí)現(xiàn)高效率、可靠且可擴(kuò)展的電源轉(zhuǎn)換，此項(xiàng)合作細(xì)節(jié)已于2025年5月22日通過新聞稿公布。在電池備份單元（BBU）方面，英飛凌在近期發(fā)布的技術(shù)路線圖中，公布了新一代AI數(shù)據(jù)中心BBU解決方案發(fā)展藍(lán)圖，涵蓋從4kW到全球首款12kW的BBU電源方案。

此外，在今年的慕尼黑上海電子展上，英飛凌展示了全球最薄的硅功率晶圓（20微米），通過降低晶圓厚度將功率損耗減少15%以上，此項(xiàng)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于包括AI在內(nèi)的多領(lǐng)域。

（集邦化合物半導(dǎo)體整理）

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半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代科技的核心驅(qū)動(dòng)力，氮化鎵作為第三代半導(dǎo)體材料代表，具有高電子遷移率、高擊穿電場、高熱導(dǎo)率等特性，在5G通信、新能源汽車、高效電源管理等領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。A*Star 成立的氮化鎵國家半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換和創(chuàng)新中心，順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢，旨在整合資源，加速氮化鎵技術(shù)研發(fā)與商業(yè)化進(jìn)程。

據(jù)了解，2023年，新加坡政府撥款1.23億新加坡元（約7億元人民幣）支持該項(xiàng)目，為期五年，用于生產(chǎn)線建設(shè)和人力開銷等。該中心是新加坡首個(gè)可同時(shí)擁有6英寸碳化硅基氮化鎵和8英寸硅基氮化鎵晶圓生產(chǎn)線的基地，能服務(wù)從普通消費(fèi)產(chǎn)品到先進(jìn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)等應(yīng)用，支持芯片在5G和6G通信等先進(jìn)技術(shù)中的應(yīng)用。

該中心的商業(yè)運(yùn)營預(yù)計(jì)將于2026年年中正式啟動(dòng)。運(yùn)營初期，中心將主要聚焦于為客戶提供氮化鎵半導(dǎo)體產(chǎn)品的定制化研發(fā)與生產(chǎn)服務(wù)。同時(shí)，中心還計(jì)劃與國內(nèi)外的高校、科研機(jī)構(gòu)以及企業(yè)建立廣泛的合作關(guān)系，通過產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的模式，加速技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。此外，中心還將積極開展技術(shù)培訓(xùn)與人才培養(yǎng)工作，為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)更多高素質(zhì)的專業(yè)人才。

目前該中心正與八個(gè)伙伴合作使用技術(shù)，還與當(dāng)?shù)靥蓟柰庋悠髽I(yè)#WaferLead?展開合作，旨在開發(fā)高質(zhì)量的碳化硅外延。

公開資料顯示，WaferLead成立于2019年2月，于2023年初在新加坡啟動(dòng)了SiC外延代工業(yè)務(wù)，并于2025年5月成立新加坡首條工業(yè)級200毫米碳化硅晶圓開放式研發(fā)產(chǎn)線。

圖片來源：WaferLead——圖為外延SiC晶片

新加坡科學(xué)技術(shù)研究署成立的氮化鎵國家半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換和創(chuàng)新中心，旨在支持擁有生產(chǎn)級氮化鎵半導(dǎo)體制造和研究能力的公司和研究人員，為他們提供半導(dǎo)體研發(fā)能力和基礎(chǔ)設(shè)施，加速半導(dǎo)體行業(yè)研發(fā)解決方案的市場化和規(guī)模化。同時(shí)，作為公共和私營部門共享最先進(jìn)的潔凈室設(shè)施、工具和制造操作的協(xié)作中心，促進(jìn)全球主要半導(dǎo)體企業(yè)與中小企業(yè)或初創(chuàng)企業(yè)之間的合作。

（集邦化合物半導(dǎo)體整理）

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此次合作的核心在于正式啟動(dòng)并持續(xù)推進(jìn)業(yè)內(nèi)先進(jìn)的200mm硅基氮化鎵技術(shù)生產(chǎn)。此舉旨在顯著提升供應(yīng)鏈韌性、加速技術(shù)創(chuàng)新，并優(yōu)化成本效益，從而推動(dòng)氮化鎵技術(shù)在人工智能（AI）數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)汽車（EV）、太陽能以及智能手機(jī)和家電等高增長市場的廣泛應(yīng)用。

圖片來源：納微半導(dǎo)體

強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，擴(kuò)大GaN制造規(guī)模

納微半導(dǎo)體計(jì)劃利用力積電位于中國臺灣新竹竹南科學(xué)園區(qū)8B工廠的200毫米產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)。該工廠自2019年投入運(yùn)營以來，已展現(xiàn)出支持包括微型LED到射頻氮化鎵器件在內(nèi)的多種高產(chǎn)能氮化鎵制造流程的強(qiáng)大實(shí)力。

力積電憑借其先進(jìn)的180nm CMOS工藝能力，將為納微提供更小、更先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)。納微寬禁帶技術(shù)平臺高級副總裁Sid Sundaresan博士表示，在180nm工藝節(jié)點(diǎn)上生產(chǎn)200mm硅基氮化鎵，將使公司能夠持續(xù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)更高功率密度、更快速度和更高效率的器件，同時(shí)大幅提升成本控制、規(guī)模化能力和制造良率。

此次合作中，力積電將為納微半導(dǎo)體生產(chǎn)100V至650V的氮化鎵產(chǎn)品組合，以滿足48V基礎(chǔ)設(shè)施對氮化鎵日益增長的需求，特別是針對超大規(guī)模AI數(shù)據(jù)中心和電動(dòng)汽車。首批器件預(yù)計(jì)將于2025年第四季度完成認(rèn)證。其中，100V系列計(jì)劃于2026年上半年在力積電率先投產(chǎn)，而650V器件將在未來12-24個(gè)月內(nèi)從納微現(xiàn)有的供應(yīng)商臺積電逐步轉(zhuǎn)由力積電代工。

行業(yè)背景顯示，納微半導(dǎo)體此前的GaN功率IC主要在臺積電的晶圓廠進(jìn)行生產(chǎn)，早期報(bào)道指出納微可能利用的是臺積電的6英寸晶圓廠工藝，其GaN-on-Si生產(chǎn)利用成本效益高且廣泛可用的250-350納米設(shè)備，保持了較低的制造成本。此次向力積電的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，不僅是產(chǎn)能的擴(kuò)展，更是納微半導(dǎo)體在供應(yīng)鏈多元化、風(fēng)險(xiǎn)分散及成本效益優(yōu)化方面的重要戰(zhàn)略部署，旨在充分利用200mm晶圓生產(chǎn)的規(guī)模優(yōu)勢。

技術(shù)與市場雙驅(qū)動(dòng)，賦能多領(lǐng)域創(chuàng)新

納微半導(dǎo)體近期在全球多個(gè)關(guān)鍵市場取得了顯著進(jìn)展，彰顯其在氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位及其廣泛的應(yīng)用潛力。

在AI數(shù)據(jù)中心與電動(dòng)汽車領(lǐng)域，納微的氮化鎵與碳化硅（SiC）技術(shù)已成功助力NVIDIA 800V HVDC架構(gòu)應(yīng)用于1兆瓦以上IT機(jī)架，充分展現(xiàn)了其在大功率解決方案上的卓越能力。在太陽能方面，全球領(lǐng)先的太陽能能源解決方案公司Enphase已宣布其下一代IQ9產(chǎn)品將采用納微的650V雙向GaNFast氮化鎵功率芯片，進(jìn)一步推動(dòng)清潔能源技術(shù)的發(fā)展。

圖片來源：納微半導(dǎo)體

特別是在車載應(yīng)用領(lǐng)域，納微的高功率GaNSafe技術(shù)憑借其通過AEC-Q100和AEC-Q101車規(guī)認(rèn)證的旗艦產(chǎn)品，正逐步深入商用車載充電機(jī)（OBC）和高壓轉(zhuǎn)低壓DC-DC變換器等電動(dòng)汽車核心應(yīng)用。此項(xiàng)技術(shù)已成功進(jìn)入長安汽車的首款商用氮化鎵車載充電器，標(biāo)志著納微車規(guī)級GaN解決方案的商業(yè)化進(jìn)程邁出了重要一步。

而在核心技術(shù)布局方面，納微半導(dǎo)體推出了GaNSense和GaNSlim等先進(jìn)技術(shù)。GaNSense技術(shù)通過將氮化鎵器件與驅(qū)動(dòng)、控制、感應(yīng)及保護(hù)功能集成，實(shí)現(xiàn)了無損可編程電流采樣，有效提升了能效并降低了損耗，該技術(shù)已應(yīng)用于Redmi K50冠軍版電競手機(jī)的120W氮化鎵充電器中。

而GaNSlim氮化鎵功率芯片則采用納微專利的DPAK-4L封裝，集成了智能電磁干擾(EMI)控制和無損電流感測功能，旨在打造業(yè)界最快、最小、最高效的解決方案。納微還推出了97.8%超高效的12kW超大規(guī)模AI數(shù)據(jù)中心電源，采用氮化鎵與碳化硅混合設(shè)計(jì)，符合開放計(jì)算項(xiàng)目（OCP）要求，以及第三代快速碳化硅MOSFETs，進(jìn)一步提升AI數(shù)據(jù)中心功率并加快電動(dòng)汽車充電速度。

（集邦化合物半導(dǎo)體 竹子 整理）

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圖片來源：麻省理工學(xué)院新聞

鑒于氮化鎵高昂的成本以及與硅基芯片的兼容性問題，MIT團(tuán)隊(duì)提出了新制造方案，在氮化鎵晶圓表面密集制造微型晶體管，切割成僅240×410微米的獨(dú)立單元（稱“dielet”），再通過銅柱低溫鍵合技術(shù)，精準(zhǔn)嵌入硅互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）芯片。

這一新技術(shù)的關(guān)鍵在于“分而治之”的策略。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了專用工具，利用真空吸附和納米級定位技術(shù)，將dielet與硅基板的銅柱接口精確對齊，并在400攝氏度以下完成低溫鍵合。與傳統(tǒng)的金焊工藝相比，銅柱結(jié)合不僅成本更低，而且導(dǎo)電性更優(yōu)，同時(shí)完全兼容現(xiàn)有的半導(dǎo)體生產(chǎn)線。

在實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)制作的功率放大器芯片（面積不足0.5平方毫米）在無線信號強(qiáng)度和能效方面均超越了傳統(tǒng)的硅基器件。這種混合芯片能夠顯著提升智能手機(jī)的通話質(zhì)量、帶寬和續(xù)航能力，同時(shí)降低系統(tǒng)的發(fā)熱。這種將硅基數(shù)字芯片與氮化鎵優(yōu)勢相結(jié)合的混合芯片，有望在通信、數(shù)據(jù)中心及量子計(jì)算等領(lǐng)域引發(fā)一場技術(shù)革命。

IBM的科學(xué)家Atom Watanabe對這一成果給予了高度評價(jià)，認(rèn)為它“重新定義了異質(zhì)集成的邊界，為下一代系統(tǒng)的微型化和能效優(yōu)化樹立了新的標(biāo)桿”。這一突破不僅展示了氮化鎵在高頻應(yīng)用中的巨大潛力，也為未來半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展提供了新的方向和思路。

（集邦化合物半導(dǎo)體整理）

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羅姆介紹，公司不僅提供硅（Si）功率元器件，還擁有包括碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等#寬禁帶半導(dǎo)體?在內(nèi)的豐富產(chǎn)品陣容，可為數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)提供更優(yōu)解決方案。

羅姆的Si MOSFET代表產(chǎn)品“RY7P250BM”被全球云平臺企業(yè)認(rèn)證為推薦器件。該產(chǎn)品作為一款為AI服務(wù)器必備的熱插拔電路專門設(shè)計(jì)的48V電源系統(tǒng)用100V功率MOSFET，以8080的小型封裝實(shí)現(xiàn)業(yè)界超寬的SOA（安全工作區(qū)），并實(shí)現(xiàn)僅1.86mΩ的超低導(dǎo)通電阻。在要求高密度和高可用性的云平臺中，有助于降低電力損耗并提升系統(tǒng)的可靠性。

圖片來源：羅姆官網(wǎng)——圖為羅姆產(chǎn)品RY7P250BM

此外，羅姆介紹，SiC元器件的優(yōu)勢在于可降低工業(yè)等領(lǐng)域中高電壓、大電流應(yīng)用的損耗。英偉達(dá)800V HVDC架構(gòu)旨在為功率超過1MW的服務(wù)器機(jī)架供電，這對于推進(jìn)其大規(guī)模部署計(jì)劃也起著至關(guān)重要的作用。這一新型基礎(chǔ)設(shè)施的核心在于可將電網(wǎng)的13.8kV交流電直接轉(zhuǎn)換為800V的直流電。而傳統(tǒng)的54V機(jī)架電源系統(tǒng)除了受物理空間限制（要滿足小型化需求）外，還存在銅材使用量大、電力轉(zhuǎn)換損耗高等問題。

羅姆的SiC MOSFET在高電壓、大功率環(huán)境下可發(fā)揮出卓越性能，不僅能通過降低開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗來提高效率，還以超小體積實(shí)現(xiàn)了滿足高密度系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的高可靠性。這些特性恰好與英偉達(dá)800V HVDC架構(gòu)所追求“減少銅材使用量”、“將能量損耗最小化”以及“簡化數(shù)據(jù)中心整體的電力轉(zhuǎn)換”等需求相契合。

作為對SiC產(chǎn)品的補(bǔ)充，羅姆同時(shí)還積極推進(jìn)GaN技術(shù)研發(fā)，現(xiàn)已推出EcoGaN系列產(chǎn)品，包括150V和650V耐壓的GaN HEMT、柵極驅(qū)動(dòng)器以及集成了這些器件的Power Stage IC。SiC在高電壓、大電流應(yīng)用中表現(xiàn)出色，而GaN則在100V~650V電壓范圍內(nèi)性能優(yōu)異，具有出色的介電擊穿強(qiáng)度、低導(dǎo)通電阻以及超高速開關(guān)特性。此外，在羅姆自有的Nano Pulse Control技術(shù)的加持下，其開關(guān)性能得到進(jìn)一步提升，脈沖寬度可縮短至最低2ns。

（集邦化合物半導(dǎo)體 竹子 整理）

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IEEE ISPSD涵蓋了功率半導(dǎo)體器件、功率集成電路、工藝、封裝和應(yīng)用等功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的各個(gè)方面，是功率器件領(lǐng)域最具影響力和規(guī)模最大的頂級國際學(xué)術(shù)會議，被譽(yù)為該領(lǐng)域的“奧林匹克”盛會，一直以來都是國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界爭相發(fā)表重要成果的舞臺。

圖片來源：平湖實(shí)驗(yàn)室

劉軒博士的論文“Dual- vs. Single-Peak Transconductance Evolution in Schottky p-GaN Gate HEMTs: Influence of Partially and Fully Depleted p-GaN layer”首次闡明了肖特基型p-GaN柵HEMT中雙跨導(dǎo)峰的特征及其隨p-GaN層激活狀態(tài)的演化規(guī)律，對商用化p-GaN柵HEMT器件的柵極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。

本研究通過設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)：三組部分耗盡（PDP-GaN，Mg激活濃度2e19 cm-3 ~ 7e17 cm-3）與一組完全耗盡（FDP-GaN，Mg激活濃度可忽略）。系統(tǒng)性揭示了p-GaN層激活濃度與HEMT器件中跨導(dǎo)（Gm）特性間的關(guān)系，結(jié)果表明：

在PDP-GaN器件中，不同Mg激活濃度晶圓的跨導(dǎo)Gm特征曲線都呈現(xiàn)雙峰特征。而在FDP-GaN器件的跨導(dǎo)Gm曲線則為單峰，該特征與完全鈍化后p-GaN層的柵極堆疊層可以近似看作MIS柵結(jié)構(gòu)一致。

在PDP-GaN器件的雙峰Gm特性中，隨著Mg激活濃度的降低，第一Gm峰的幅值對應(yīng)相同柵壓（VG）位置但幅值大小逐漸減??；第二Gm峰的幅值位置向高柵壓偏移且幅值衰減。

通過TCAD仿真驗(yàn)證，雙跨導(dǎo)峰行為受柵極堆疊層背靠背結(jié)的柵壓分配（肖特基結(jié)電壓、勢壘層電壓和溝道電壓）機(jī)制影響，隨著Mg激活濃度越高肖特基結(jié)分壓越低。對于第一Gm峰，柵壓較低時(shí)由勢壘層電壓和溝道電壓主導(dǎo)，2DEG的濃度基本一致（第一Gm峰的柵壓相同），但肖特基結(jié)分壓影響，使得2DEG濃度的變化速率存在差異（第一Gm峰的幅值變化）。對于第二Gm峰，柵壓較高時(shí)由肖特基結(jié)電壓主導(dǎo)，高M(jìn)g激活濃度的肖特基結(jié)分壓較小，使得達(dá)到相同2DEG濃度需要更低柵壓（第二Gm峰對應(yīng)柵壓更低），同時(shí)，使得2DEG濃度的變化速率存在差異（第二Gm峰的幅值更大）。

該論文系統(tǒng)探究了p-GaN層Mg激活濃度對肖特基柵極HEMT器件開態(tài)跨導(dǎo)曲線峰演化的機(jī)制，闡明了Mg激活工藝對跨導(dǎo)特性的影響機(jī)制，為高性能p-GaN柵HEMT的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了關(guān)鍵指導(dǎo)。

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圖片來源：先為科技

先為科技表示，此次發(fā)貨的 GaN MOCVD BrillMO 外延設(shè)備，各項(xiàng)性能均達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。該設(shè)備運(yùn)用特有的溫場和流場設(shè)計(jì)，不僅能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的成膜效果，為功率芯片、射頻芯片、Micro LED 芯片的GaN外延制造提供堅(jiān)實(shí)保障，而且在產(chǎn)能上表現(xiàn)卓越，能夠大幅提升生產(chǎn)效率，同時(shí)有效降低了使用成本，為客戶提供優(yōu)異的GaN外延加工解決方案。

作為先為科技的創(chuàng)新之作，該設(shè)備通過潛心鉆研的正向自主研發(fā)，具備完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，能夠有力地推動(dòng)化合物半導(dǎo)體外延設(shè)備的自主化。此次 GaN MOCVD 外延設(shè)備的發(fā)貨，不僅是先為科技自身發(fā)展的重大突破，更是先導(dǎo)集團(tuán)在半導(dǎo)體領(lǐng)域“裝備自主”戰(zhàn)略推進(jìn)的又一重要成果體現(xiàn)。

資料顯示，先為科技是一家致力于化合物半導(dǎo)體外延設(shè)備的研發(fā)、制造與銷售的創(chuàng) 新型和科技型企業(yè)，為全球客戶提供高端化合物半導(dǎo)體外延設(shè)備與服務(wù)。

先為科技是先導(dǎo)集團(tuán)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵企業(yè)，公司依托集團(tuán)在高端裝備制造領(lǐng)域的深厚積累，在化合物半導(dǎo)體外延設(shè)備領(lǐng)域，擁有正向研發(fā)且知識產(chǎn)權(quán)自主可控的GaN MOCVD外延設(shè)備、SiC Epi外延設(shè)備，應(yīng)用于功率芯片、射頻芯片、Micro LED芯片及碳化硅功率芯片的生產(chǎn)制造，各項(xiàng)性能均達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平，為客戶提供高可靠性、高性能的量產(chǎn)外延裝備及全生命周期解決方案。

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