化合物半導體是半導體未來發展趨勢,5G、人工智能(AI)的芯片均有相關應用。近年來,中國臺灣扶植多項化合物半導體計劃,其中在設備方面,希望2025年之前達成兩大目標:一是8吋碳化硅(SiC)長晶及磊晶設備自主、8吋SiC晶圓制程關鍵設備與材料源自主;二是以策略聯盟的方式合資設立化合物半導體公司,以求在該領域占有一席之地。
半導體為所有ICT系統應用的核心,不過臺灣在化合物半導體產業發展的問題,主要為SiC晶圓皆為海外大廠掌控,因此經濟部鎖定6吋、8吋SiC晶圓長晶爐、氮化鎵(GaN)金屬氧化物化學氣相沉積(MOCVD)等關鍵缺口設備,另建立SiC晶圓國產供應能力,避免產業發展受國外晶圓供應的牽制。
根據臺灣機構的分析,GaN同時具備了高頻與高功率之優秀特性,在較低頻之厘米波高功率(基地站)市場上已逐漸取代傳統之LDMOSFET,在高頻毫米波(mmWave)應用上可取代砷化鎵(GaAs) 。市場趨勢預測矽基氮化鎵(GaN-on-Si)具備巨大之市場潛力,保守估計2030年前,GaN-on-Si市場可望超越碳化矽硅基氮化鎵(GaN-on-SiC),關鍵在于大尺寸制程技術之成熟度。
全球化合物半導體的產值有超過5成是由臺灣廠商所創造。不過,臺灣在GaN、SiC半導體材料起步較晚。市場上的GaN功率元件以GaN-on-Si和GaN-on-SiC這2種晶圓進行制造,技術主要掌握在國際少數廠商手上,例如美國Wolfspeed及日本的羅姆(ROHM)。
相對于GaAs,GaN、SiC材料有更好的散熱性能,可應用在基地臺、電動車(EV)、低軌衛星、能源、充電站與軌道運輸。國際半導體技術藍圖(ITRS) 提到,應用導向的超越莫爾定律(More than Moore)技術,要提升芯片效能、功能性與價值,化合物半導體將在此扮演非常關鍵的角色。
中國臺灣多家晶圓代工業者早已切入化合物半導體的制造,2023年政府委托法人執行中的大型化合物研發計劃也超過13件。其中以工研院執行的計劃案數量最多、金額也最高,其中1項就是要發展化合物半導體材料自主技術,建構材料在地供應鏈,打造高值化的生態系。
至于目前科會則有「次世代化合物半導體前瞻研發計劃」,主要專注于GaN、磷化銦(InP)于超高速的元件技術開發;和GaN、SiC、氧化鎵(Ga2O3)及鉆石等寬能隙材料的研究,并開發GaN及SiC等寬能隙元件,達成高操作電壓及低導通電阻,以取代Si功率元件。
科會列出的計劃目標包含:關鍵制程開發,例如高溫離子布值、寬能隙材料蝕刻、低電阻歐姆接觸等;創新場平板、super junction及edge termination的設計制作達到優化電場分布;開發高壓化合物半導體大尺寸基板及磊晶技術、元件封裝及熱效應優化、培養相關元件設計與模型建立能力;可靠度評估分析及元件特性模型化。
研院的中國臺灣半導體研究中心(TSRI)目前也開發次太赫茲(sub THz)單芯片毫米波IC的制程技術,探索磊晶、T型閘極晶體管、高散熱封裝及電路驗證等各個面向可能的技術走向。
-
半導體
+關注
關注
334文章
27010瀏覽量
216303 -
晶圓
+關注
關注
52文章
4842瀏覽量
127800 -
半導體技術
+關注
關注
3文章
237瀏覽量
60683
原文標題:中國臺灣發力碳化硅:目標2025年實現8英寸晶圓及設備自給自足
文章出處:【微信號:today_semicon,微信公眾號:今日半導體】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論