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隨著中國“十四五”規(guī)劃的提出、以及全球科技產(chǎn)業(yè)對(duì)于“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)達(dá)成共識(shí)，以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表的第三代半導(dǎo)體新材料憑借高擊穿電場(chǎng)、高熱導(dǎo)率、高電子飽和速率以及抗強(qiáng)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(dǎo)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(zhǎng)69.5%。其中，SiC、GaN電力電子產(chǎn)值規(guī)模達(dá)44.7億元， 同比增長(zhǎng)54%；GaN微波射頻產(chǎn)值達(dá)到60.8億元，同比增長(zhǎng)80.3%。
圖1：2020年中國第三代半導(dǎo)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(dǎo)體行業(yè)存在相當(dāng)程度的準(zhǔn)入門檻，由于SiC、GaN器件的性能與材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝之間緊密關(guān)聯(lián)，多數(shù)半導(dǎo)體企業(yè)為了保持自身競(jìng)爭(zhēng)力，傾向于采用IDM模式實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造的一體化。例如華潤(rùn)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(kuò)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(dǎo)體產(chǎn)能緊張的局勢(shì)下，這些新開設(shè)或擴(kuò)建的產(chǎn)線正在迅速拉升半導(dǎo)體設(shè)備的市場(chǎng)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(shè)備投資中，薄膜沉積設(shè)備占據(jù)了約25%的支出比重，是半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)增量中不可忽視的一環(huán)。因此，如何選擇薄膜沉積設(shè)備、使之匹配不斷發(fā)展的寬禁帶半導(dǎo)體制造工藝需求，是橫亙?cè)诒姸嗟谌雽?dǎo)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(dǎo)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(xué)式真空鍍膜（CVD）等，其中ALD屬于CVD的一種，屬于當(dāng)下最先進(jìn)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(dǎo)體呢？業(yè)界領(lǐng)先的ALD設(shè)備制造商和服務(wù)商——青島四方思銳智能技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱思銳智能或SRII）總經(jīng)理聶翔先生對(duì)此表示：“隨著新材料、新工藝、新制程等應(yīng)用于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，半導(dǎo)體器件本身也在往更復(fù)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(dǎo)體應(yīng)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(shí)際應(yīng)用中，思銳智能推出的新一代先進(jìn)ALD設(shè)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(dá)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(qiáng)GaN器件的性能。首先，通過ALD薄膜可實(shí)現(xiàn)器件表面的鈍化和覆蓋；其次，通過氧化鋁疊層實(shí)現(xiàn)柵極高K介電質(zhì)的沉積；接下來，通過原位預(yù)處理去除自然氧化層，實(shí)現(xiàn)表面穩(wěn)定；最后，通過高質(zhì)量的ALD氮化鋁來實(shí)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(yīng)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(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，思銳智能正在為業(yè)界提供廣泛、通用、性能強(qiáng)大的設(shè)備產(chǎn)品組合，專注ALD技術(shù)以及服務(wù)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(dǎo)體企業(yè)的認(rèn)可。
產(chǎn)能擴(kuò)張下的半導(dǎo)體設(shè)備機(jī)遇，技術(shù)服務(wù)與供應(yīng)鏈本地化難題突顯
產(chǎn)能擴(kuò)張的普遍業(yè)態(tài)正在為設(shè)備廠商“簽下大單”，設(shè)備提供商也需不斷提升服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)一步鞏固自身的市場(chǎng)“護(hù)城河”。例如，思銳智能在2018年完成對(duì)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(chǎng)的份額，也在扎根中國市場(chǎng)、培養(yǎng)本地國際化創(chuàng)新型團(tuán)隊(duì)，逐漸形成完善的覆蓋研發(fā)、售前、售后等環(huán)節(jié)的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，并加強(qiáng)部署與不同區(qū)域、不同領(lǐng)域、不同機(jī)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)合作。
談及本地化的機(jī)遇與挑戰(zhàn)時(shí)，聶翔表示：“中國市場(chǎng)在不斷涌現(xiàn)一大批半導(dǎo)體制造企業(yè)，思銳智能擁有貼近客戶的優(yōu)勢(shì)，在發(fā)現(xiàn)客戶對(duì)新工藝、新材料應(yīng)用的需求之后，可以攜手芬蘭團(tuán)隊(duì)進(jìn)行協(xié)同研發(fā)、共同創(chuàng)新。此外，不同客戶在細(xì)節(jié)方面的要求也不盡相同，例如國內(nèi)客戶對(duì)交期更加敏感、服務(wù)響應(yīng)速度要求更快等，這對(duì)本地化的技術(shù)服務(wù)能力提出了挑戰(zhàn)。當(dāng)然，為了交期更短、價(jià)格更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，供應(yīng)鏈的安全和高效整合是非常重要的因素。對(duì)此，思銳智能做了很多努力，積極推動(dòng)供應(yīng)鏈更加高效地運(yùn)轉(zhuǎn)、更加符合市場(chǎng)的需求！近期思銳智能官網(wǎng)sri-i.com和微信公眾號(hào)“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(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)品方案。”
除了技術(shù)團(tuán)隊(duì)、供應(yīng)鏈等本地化舉措，思銳智能也在推進(jìn)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(shí)驗(yàn)室、中試線等方式，致力于實(shí)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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