绿色科技引领第三代半导体产业链发展

绿色科技引领第三代半导体产业链发展

潘文琴

岩印（上海）广告传媒有限公司

随着科技的不断进步，半导体产业的发展也越来越受到人们的关注。在这个领域中，氮化镓作为一种新兴的半导体材料备受瞩目。它与传统的硅材料相比，具有禁带宽度大、击穿电场强、导通电阻低、电子迁移率高、转换效率高、热导率高、损耗低等特点和更高性能。尤其在手机快充充电器等领域的成功应用，更加突显了氮化镓在效率、频率和体积等方面的优势。除了消费电子领域，氮化镓还可以广泛应用于通信、计算机、汽车电子、航空航天、国防军工等传统产业领域。可见，氮化镓将成为半导体行业的“新机遇”，氮化镓晶圆制造能力以及产业链发展前景非常广阔。

今天要采访就是在半导体生产线建设和优化领域的技术专家，段彦周。

专业筑牢半导体产业根基

段彦周，自2004年电气工程与自动化专业毕业以来，一直就职于半导体行业，致力于芯片工厂及生产线建设，设备选型及验证，产品技术转移，生产线设备管理及优化，产能扩充，良率提高等工作，为中国最大的8英寸逻辑芯片工厂的建设与运营(台积电中国)，中国第一个DRAM芯片制造工厂的建设与运营（合肥长鑫）和中国第一个八英寸氮化镓芯片工厂（英诺赛科）的设计、建设及运营工作，为提升企业的自动化制造核心竞争力和打造集成电路产业集群，提供更强劲的“核芯”动力。

聚焦生产技术优化和产能提升

段彦周致力于提升自己在半导体工程建设和芯片制造领域的技术水平，建设了台积电（中国）有限公司110KV变电站项目和芯片工厂，具体负责电力系统的设计规划、建设、验收，实现了电力供应从35KV到110KV之间的电力系统不间断切换，并获得“杰出工程师”、“杰出表现奖”等荣誉。该项目是全中国产能最大的八英寸芯片制造工厂，之后又开发了“芯片工艺生产线数字孪生系统”、“微流控自动化生产线工艺系统”、“芯片产能数据预估测算系统”等先进技术，并带领团队完成了工厂从67k片/月到110k片/月的产能蜕变。还参与了长鑫存储技术有限公司的水处理、电力、气体化学、洁净室等系统的设计与扩充，使公司产能从10k片/月提升到50k片/月，同时优化了工厂的设计思路和理念，为行业提供了参考和借鉴。

用氮化镓打造绿色高效新世界

凭借先进技术的应用和产能提升的实践经验，段彦周在行业内取得很大的影响力，现担任英诺赛科（苏州）半导体有限公司副总裁，主要负责公司氮化镓生产基地的建设、产能、安全、环保等厂务运营相关事务，开启了全球首条 8 英寸硅基氮化镓量产线，通过采用IDM全产业链模式，集芯片设计、外延生长、芯片制造、测试与失效分析于一体，形成全球最大的八英寸硅基氮化镓晶圆的生产能力，珠海厂和苏州厂在量产的产能加起来是15000片/月，单片晶圆器件可以增加80%，意味着在单颗产品的成本上具备30%的优势。可以说先进工艺和IDM规模化的效应，使英诺赛科已占据了全球50%以上的产能，这也是低碳、绿色能源趋势下提高效率及节省能耗的关键。

市场渗透率持续提升

2019年英诺赛科650V 高压氮化镓器件正式进入快充市场，并得到Oppo、Vivo、联想、华硕、安克、努比亚、倍思、绿联、闪极等多个终端品牌采用，应用于30W-120W氮化镓快充产品，引领手机标配氮化镓快充成为行业趋势。双向导通芯片 V-GaN，是全球唯一一款可应用于侧负载开关，智能手机 USB /无线充电端口内置 OVP 保护，多电源系统中的开关电路等场景的GaN芯片；并率先导入 OPPO 手机，成为全球首款导入智能手机内部电源开关领域的氮化镓芯片，此后Realme、一加、联想、摩托罗拉等手机也相继采用VGaN实现充电保护，氮化镓在消费类电子开拓了新应用空间。自此，英诺赛科成为全球唯一一家同时量产高压和低压氮化镓的半导体公司。还有INN100W032A芯片，专门针对汽车电子中的48V轻混系统应用设计，与Si器件相比，具备更低的导通电阻、极低的栅极电荷以及无反向恢复损耗等特性，体积十分小巧；与市场主流的Si MOSFET相比，INN100W032A的硬开关品质因数仅为其16%，软开关品质因数也仅为其39%，可大大降低在Buck/Boost应用中开关器件的损耗，提升效率。INN100W032A 荣获IIC全球电子成就奖，可广泛应用于电机驱动、Class D、数据中心、motor driver、通信基站等产品领域。

从技术上引领半导体产业链可持续发展

正是因为在生产线优化、产能提升、产品类别拓展、应用场景逐一攻破等方面具有专业的技术支持和保障，英诺赛科的出货量大涨，产品在消费类（快充、手机、LED），汽车激光雷达，数据中心，新能源与储能领域的多个应用中大批量交付，销量和市占率同步提升，销售额同比增长3倍。在帮助客户实现小体积、高能效、低损耗的产品设计的同时，也在消费级、工业级、车规级GaN市场获得头部客户和行业的认可。

谈及下一步的发展，段彦周表示，随着新基建、新能源、新消费等领域的持续推进，氮化镓器件将在太阳能逆变器、风力发电、新能源汽车以及下游新应用规模等方面得到广泛应用。因此，不断突破氮化镓衬底制备技术，才能使GaN器件持续放量，这也是降本增效、产业链可持续绿色发展的关键竞争技术之一，也是行业构建新发展格局的重要基础。