功率器件

上海微技术工业研究院化合物半导体计划的目标是为下一代功率系统应用开发具有高质量、高性价比的化合物半导体器件技术。此技术可广泛用于消费类电子、数据与通讯电源、激光雷达、工业变频、光伏逆变、新能源汽车、航空航天等领域。

工研院旨在建立化合物半导体器件设计、外延材料生长、工艺加工制造、封装测试与示范应用平台,向客户和合作伙伴展示高性能的化合物半导体器件技术,并提供高品质的化合物半导体器件产品。


研发能力

  • 集成化化合物半导体器件设计

工研院的集成化化合物半导体器件设计平台包括器件物理模拟、TCAD仿真、器件结构和工艺流程设计、器件行为/SPICE仿真以及自动化版图生成。基于此平台,我们可以提供完整的化合物半导体器件工艺设计工具包(PDK),以协助工研院和客户设计相应的化合物半导体功率器件产品。

  • 6-8英寸硅基GaN外延材料生长

工研院拥有业界领先的Aixtron G5+ MOCVD GaN外延生长设备,该设备可以一次生长5片8英寸硅基GaN外延片,同时其独有的行星式反应器技术能够保证优秀的外延晶体质量和材料均匀性。目前工研院已经开发成功6-8英寸硅基GaN外延生长技术,可以提供高质量的可定制化硅基GaN外延晶圆,以满足客户开发瞄准不同应用的GaN功率器件的需求。

  • 先进的8英寸化合物半导体器件制造

工研院基于自己现有及建设中的半导体器件制造能力,包括8英寸“超越摩尔”研发中试线,正开发达到国际先进水平的8英寸化合物半导体器件制造技术。该技术与工研院MEMS等其他“超越摩尔”器件制造工艺兼容,可以实现包括增强型GaN HEMT功率器件、增强型GaN MISHEMT功率器件与GaN功率集成电路的制造,以满足工研院及客户在器件产品开发方面的需求。

  • 完整的化合物半导体器件测试方案

可以提供完整的化合物半导体功率器件测试方案,包括直流测试、脉冲测试(I-V)、动态特性测试以及可靠性与失效测试,以帮助工研院及客户了解器件产品特性,并提供完整的产品性能报告。

  • 可定制封装和系统应用解决方案

可以根据客户需求提供包括Flip-chip bumping、WLCSP等技术在内的个性化的化合物半导体器件封装和应用解决方案,以满足不同功率系统应用的需求。依靠工研院成熟的半导体器件开发生态系统,我们可以提供兼顾成本、能效、尺寸与可靠性的化合物半导体功率器件产品,以帮助客户在未来的功率电子市场竞争中抢占先机。


创新研发

  • 化合物半导体功率器件

工研院正在开发系列化合物半导体功率器件产品解决方案,包括采用硅基GaN技术的30-650 V增强型GaN HEMT功率器件、增强型GaN MISHEMT功率器件与GaN功率集成电路,以满足下一代功率系统对于高速度、高效率开关器件的需求。与此同时,工研院化合物半导体FAE与销售团队可为客户提供直接与高效的器件产品销售、测试与应用示范支持。

  • 硅基GaN外延晶圆

工研院可为客户提供包括AlGaN/GaN结构在内的系列6-8英寸硅基GaN外延晶圆产品,产品具有优秀的平整性与一致性,特别适用于GaN功率器件规模化量产应用。与此同时,工研院可以根据客户的需求将外延材料尺寸拓展至4-6英寸范围,以适应高校与研究机构的新技术研发应用。

  • 化合物半导体外延材料与器件代工服务

依托8英寸“超越摩尔”研发中试线等在内的化合物半导体外延材料与器件加工能力,工研院可以为客户提供化合物半导体外延材料与器件代工服务。代工服务的内容包括定制化硅基GaN外延材料加工、硅基GaN功率器件前后道工艺加工、硅基GaN功率器件在片与成品分析测试等。


研发内容

化合物半导体方向的研发内容包括:

  • 硅基GaN外延材料生长技术
  • 化合物半导体功率器件与集成电路制造技术
  • 低寄生化合物半导体功率器件封装技术
  • 化合物半导体功率器件性能与可靠性分析测试技术
  • 化合物半导体功率器件系统应用技术