​台积电携手意法,抢车用 GaN 代工市场

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看准未来化合物半导体的发展,意法半导体 (ST) 与晶圆代工龙头台积电宣布携手合作,加速氮化镓(Gallium Nitride, GaN)制程技术的开发,并将分离式与整合式氮化镓元件导入市场。而透过此合作,意法半导体将采用台积电的氮化镓制成技术,来生产其创新与策略性的氮化镓产品。
台积电指出,氮化镓是一种宽能隙半导体材料,相较于传统的矽基半导体,氮化镓能够提供显着的优势来支援功率应用,这些优势包括在更高功率获取更大的节能效益,以致寄生功耗大幅降低;氮化镓技术也容许更多精简元件的设计以支援更小的尺寸外观。此外,相较于矽硅元件,氮化镓元件切换速度增快达 10 倍,同时可以在更高的最高温度下运作,这些强大的材料本质特性让氮化镓广泛适用于具备 100 伏与 650 伏两种电压范畴之持续成长的汽车、工业、电信、以及特定消费性电子应用产品。
具体而言,相较于硅技术,功率氮化镓及氮化镓集成电路产品,在相同制程上具备更优异的效益,能够协助意法半导体提供中功率与高功率应用所需的解决方案,包括应用于油电混合车的转换器与充电器。功率氮化镓及氮化镓集成电路技术将协助消费型与商用型汽车朝向电气化的大趋势加速前进。
意法半导体汽车产品和分立器件部总裁 Marco Monti 表示,做为要求极高的汽车及工业市场中宽能隙半导体技术及功率半导体的领导者,意法半导体在氮化镓制程技术的加速开发与交付看到了庞大的商机,将功率氮化镓及氮化镓集成电路产品导入市场。台积电是可信赖的专业积体电路制造服务伙伴,能够满足意法半导体之目标客户对于充满挑战的可靠性及蓝图演进的独特要求。此项合作补足了我们在法国图尔地区以及与电子暨资讯技术实验室 (CEA-Leti) 合作所从事的既有功率氮化镓活动。对于功率、智能功率电子、以及制程技术而言,氮化镓代表下一个重大的创新。
台积电业务开发副总经理张晓强也指出,台积电期待和意法半导体合作把氮化镓功率电子的应用带进工业与汽车功率转换。而台积电领先的氮化镓制造专业结合意法半导体的产品设计与汽车级验证能力,将大幅提升节能效益,支援工业及汽车功率转换之应用,让它们更环保,并且协助加速汽车电气化。
意法半导体预计 2020 年稍晚将提供功率氮化镓分离式元件的首批样品给其主要客户,并于之后数个月内提供氮化镓集成电路产品。

氮化镓代工争夺战开打

现行的 GaN 功率元件,以 GaN-on-Si(矽基氮化镓)、GaN-on-SiC(碳化矽基氮化镓)2 种晶圆为主。
台厂方面,台积电、汉磊投控旗下晶圆代工厂汉磊科已提供 6 吋 GaN-on-Si 晶圆代工服务。
三五族半导体晶圆代工厂稳懋则是提供 6 吋 GaN-on-SiC 晶圆代工,环宇- KY 也拥有 4 吋 GaN-on-SiC 晶圆代工,6 吋 GaN-on-SiC 代工产能已通过认证。
晶圆代工厂世界先进也在 GaN 材料上投资超过 4 年时间,与设备材料厂 Kyma、及转投资 GaN 矽基板厂 Qromis 携手合作,着眼开发可做到 8 吋的新基底高功率氮化镓技术 GaN-on-QST,今年可望有小量样品送样,初期主要瞄准电源领域应用。
在大陆方面,也有三安等多家厂商入局这个市场。

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