碳化硅作為一種寬禁帶功率器件，受到人們越來越多的關(guān)注。碳化硅器件的高頻、高壓、耐高溫、開關(guān)速度快、損耗低等特性，使電力電子系統(tǒng)的效率和功率密度朝著更高的方向前進(jìn)。在新能源發(fā)電、電動汽車等一些重要領(lǐng)域也展現(xiàn)出其巨大的應(yīng)用潛力。

近日，第八屆國際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS）&第十九屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA）于蘇州勝利召開。本屆論壇是在國家科學(xué)技術(shù)部高新技術(shù)司、國家科學(xué)技術(shù)部國際合作司、國家工業(yè)與信息化部原材料工業(yè)司、 國家節(jié)能中心、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會、江蘇省科學(xué)技術(shù)廳、蘇州市科學(xué)技術(shù)局、蘇州工業(yè)園區(qū)管理委員會的大力支持下，由第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）、中關(guān)村半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）、國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（蘇州）聯(lián)合主辦。

論壇現(xiàn)場

期間，“碳化硅功率電子器件技術(shù)論壇“如期召開。由浙江大學(xué)求是特聘教授、浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院院長盛況教授和復(fù)旦大學(xué)上海碳化硅功率器件工程技術(shù)研究中心主任張清純教授共同主持。該論壇由該分會由勵德愛思唯爾信息技術(shù)（北京）有限公司、中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所、北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司、江蘇博睿光電股份有限公司、南京芯干線科技有限公司、蘇州博湃半導(dǎo)體技術(shù)有限公司、深圳市先進(jìn)連接科技有限公司、江蘇省第三代半導(dǎo)體研究院協(xié)辦支持。

主持人：浙江大學(xué)求是特聘教授、浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院院長盛況教授

主持人：復(fù)旦大學(xué)上海碳化硅功率器件工程技術(shù)研究中心主任張清純教授

會上，奧地利維也納工業(yè)大學(xué)微電子研究所所長、教授Tibor GRASSER，北京智慧能源研究院功率半導(dǎo)體所副總師楊霏，中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所、半導(dǎo)體裝備研究部主任鞏小亮，浙江大學(xué)特聘研究員任娜，北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司第一刻蝕事業(yè)部副總經(jīng)理謝秋實(shí)，復(fù)旦大學(xué)副研究員雷光寅，德國弗勞恩霍夫研究所研究員Eckart HOENE，東南大學(xué)教授劉斯揚(yáng)，江蘇博睿光電股份有限公司副總經(jīng)理梁超，西安電子科技大學(xué)副教授孫樂嘉，南京芯干線科技有限公司董事長兼CTO傅玥，賀利氏電子中國區(qū)研發(fā)總監(jiān)張靖，中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所劉奧，武漢大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究院研究員張召富等來自國內(nèi)外的知名專家、學(xué)者和企業(yè)代表共同參與，圍繞碳化硅功率電子器件前沿技術(shù)分享主題報(bào)告。

奧地利維也納工業(yè)大學(xué)微電子研究所所長、教授Tibor GRASSER帶來了題為“SiC MOSFET中電荷陷阱效應(yīng)的物理模擬”的線上主題報(bào)告。

北京智慧能源研究院功率半導(dǎo)體所副總師楊霏做了題為“6500V SiC MOSFET器件研制及電力電子變壓器工程應(yīng)用”的主題報(bào)告。報(bào)告分詳細(xì)介紹了新能源，新電網(wǎng)，新器件。6500VSiC MOSFET器件研制，全SiC電力電子變壓器研制。他表示，在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料”專項(xiàng)支持下，北京智慧能源研究院功率半導(dǎo)體所聯(lián)合國內(nèi)16家科研院所、高校及產(chǎn)業(yè)單位，歷經(jīng)6年自主攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了Sic材料-芯片-器件-測試-驅(qū)動-裝置應(yīng)用全鏈條技術(shù)突破。能源革命促進(jìn)了電力電子裝備的廣泛應(yīng)用，將從根本上改變電網(wǎng)形態(tài)。碳化硅器件理論上具有高結(jié)溫、高電壓、低損耗的特點(diǎn)，非常適合電網(wǎng)應(yīng)用，其廣泛應(yīng)用將推動電網(wǎng)的電力電子化進(jìn)程。碳化硅器件在電力系統(tǒng)應(yīng)用仍然面臨著高電壓、大電流、長期可靠性等挑戰(zhàn)，需要材料、器件、應(yīng)用協(xié)同攻關(guān)。

碳化硅既是芯片領(lǐng)域鍛造長板的重大機(jī)會，也是快速響應(yīng)新能源低碳經(jīng)濟(jì)、電力電子革命的重要抓手，是國家芯片和新能源戰(zhàn)略交匯點(diǎn)。中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所、半導(dǎo)體裝備研究部主任鞏小亮做了題為“SiC功率器件制造裝備技術(shù)及發(fā)展趨勢”的主題報(bào)告，介紹了SiC工藝特點(diǎn)及裝備需求，SiC核心裝備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢以及48所SiC裝備產(chǎn)業(yè)布局等內(nèi)容，報(bào)告指出，SiC作為功率芯片定位，對線寬和集成度的要求低于大規(guī)模集成電路，是國產(chǎn)裝備規(guī)?；瘧?yīng)用從泛半導(dǎo)體走向高端的極佳發(fā)展平臺。中國電科48所重點(diǎn)圍繞SiC全鏈條開展核心裝備開發(fā)、迭代與應(yīng)用，以SiC外延、高溫高能離子注入、高溫氧化/激活為代表的系列設(shè)備實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用，并將形成6-8英寸兼容解決方案；化合物特性和工藝的快速變革式發(fā)展和大批量應(yīng)用要求裝備在研發(fā)、驗(yàn)證及規(guī)?；瘧?yīng)用中必須加強(qiáng)工藝協(xié)同，以快速推進(jìn)持續(xù)創(chuàng)新和迭代升級，同時(shí)積極布局原始創(chuàng)新和正向設(shè)計(jì)；行業(yè)關(guān)注度已下沉至原材料、零部件、測試儀器、工業(yè)軟件等更為基礎(chǔ)的領(lǐng)域，需要積極構(gòu)建強(qiáng)大而健康的生態(tài)鏈協(xié)同發(fā)展。

浙江大學(xué)特聘研究員任娜做了題為“1200V SiC MOSFET抗輻射可靠性研究”的主題報(bào)告。報(bào)告詳細(xì)介紹了抗輻射SiC MOSFET研究意義，SiC MOSFET單粒子效應(yīng)，SiC MOSFET電離輻射總劑量效應(yīng)。1200V SiC MOSFET，輻射討釋中漏源電壓為300V以上時(shí)，器件退化，漏電增加，漏源電壓為500V以上時(shí)，器件發(fā)生單粒子燒毀，與國外報(bào)道結(jié)果類似，目前單粒子燒毀是SiC MOSFET的致命性難題。簡單增加SiC外延層厚度可以稍許增加單粒子燒毀閾值電壓Vds，但不是同比例增加，取決于SiC漂移區(qū)內(nèi)部電場強(qiáng)度的建立，超級結(jié)技術(shù)可以提高抗單粒子能力.采用電場屏蔽結(jié)構(gòu)，降低柵氧層和SiC內(nèi)部電場強(qiáng)度，增加表面空穴導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，有利于提高器件的抗單粒子燒毀能力。常規(guī)SiC MOSFET器件采用的熱氧SiO2氮鈍化工藝，總劑量效應(yīng)產(chǎn)生的團(tuán)值電壓漂移非常嚴(yán)中，尤其是在Vas偏置電壓較大的情況下更是如此。需要針對抗輻射應(yīng)用開發(fā)抗輻射加固柵氧工藝，不能單方面追求界面態(tài)密度指標(biāo)，需要研究氧化硅空穴捕獲陷阱的產(chǎn)生機(jī)理及其抑制方法，實(shí)現(xiàn)器件常規(guī)電學(xué)特性與抗輻射性能之間的協(xié)同優(yōu)化。

北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司第一刻蝕事業(yè)部副總經(jīng)理謝秋實(shí)做了題為“等離子刻蝕技術(shù)在第三代化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用”的主題報(bào)告。報(bào)告從應(yīng)用驅(qū)動，碳化硅市場迎來繁榮。技術(shù)突破，刻蝕設(shè)備助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。開拓創(chuàng)新，NAURA 8英寸刻蝕完整解決方案三大版塊展開分享。在應(yīng)用需求的強(qiáng)勁推動下，8英寸市場繁榮發(fā)展，其中，電動汽車、無人駕駛、車輛網(wǎng)驅(qū)動半導(dǎo)體的需求暴增10倍，物聯(lián)網(wǎng)成為8英寸晶圓重獲新生的關(guān)鍵驅(qū)動力。大陸6/8英寸擴(kuò)產(chǎn)熱潮來襲，在此良機(jī)下，國產(chǎn)設(shè)備助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。新技術(shù)發(fā)展對8英寸刻蝕提出了新的需求，新的需求為國產(chǎn)設(shè)備發(fā)展提供良機(jī)，北方華創(chuàng)提供8英寸刻蝕完整解決方案，擁有成本、使用成本優(yōu)勢，并發(fā)揮本體供應(yīng)商優(yōu)勢，以客戶為中心打造全方位售后服務(wù)。

復(fù)旦大學(xué)副研究員雷光寅做了題為“比電阻3.3毫歐.平方厘米的1200伏14毫歐SiC MOSFET”的主題報(bào)告。報(bào)告從背景和意義，設(shè)備結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，可靠性測試結(jié)果三個方面展開分享。報(bào)告顯示，Sic MOsFET具有低導(dǎo)通電阻（3.3mΩ·cm/@Vas=18V已實(shí)現(xiàn)；1200V/14mΩSic MosfET裝置用于Ev牽引逆變器應(yīng)用；根據(jù)AEC-Q101驗(yàn)證了器械的恢復(fù)性HV-H3TRB測試條件。

德國弗勞恩霍夫研究所研究員Eckart HOENE分享了電力電子中的封裝、集成和快速切換：已經(jīng)取得了什么成就，下一步是什么？他表示未來兩個主要發(fā)展方向：提高性能和降低成本；適應(yīng)低成本的生產(chǎn)流程，適應(yīng)高性能的生產(chǎn)流程；自動化生產(chǎn)為在發(fā)達(dá)國家重建包裝提供了機(jī)會，到目前為止，異構(gòu)集成僅適用于DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中便利性和高產(chǎn)量是這一發(fā)展的驅(qū)動因素。無需考慮寄生效應(yīng)的高性能開關(guān)是開關(guān)單元的類似動機(jī)。

東南大學(xué)教授劉斯揚(yáng)做了題為“電熱應(yīng)力下碳化硅功率MOSFET損傷的多尺度探測表征方法”的主題報(bào)告。報(bào)告從降級檢測、故障監(jiān)測、新的挑戰(zhàn)三個方面出發(fā)做了詳細(xì)闡述。

江蘇博睿光電股份有限公司副總經(jīng)理梁超做了題為“第三代半導(dǎo)體封裝用高性能陶瓷基板及金屬化技術(shù)”的主題報(bào)告，報(bào)告指出，AlN陶瓷基板的熱導(dǎo)率提升有利于助推其更廣闊的應(yīng)用前景；超高導(dǎo)熱AlN陶瓷基板的低成本制造技術(shù)突破關(guān)乎AlN陶瓷基板材料能否進(jìn)入更多應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵因素；高性能AlN陶瓷基板與DPC金屬化技術(shù)的充分結(jié)合，將會更好的滿足未來高密度封裝的發(fā)展需求。

西安電子科技大學(xué)副教授孫樂嘉做了題為”SiC基等離子體波脈沖功率器件與應(yīng)用研究“的主題報(bào)告，結(jié)合脈沖功率技術(shù)與發(fā)展趨勢，分享了斷開型 4H-SiC DSRD 器件和閉合型 4H-SiC DAS 器件研究進(jìn)展。報(bào)告指出隨著脈沖功率的超寬帶、高頻化、小型化、高效化的發(fā)展需求，SiC等離子體波器件突破了原有Si基器件的物理極限，在高阻斷電壓下，將器件開關(guān)速度穩(wěn)定推至皮秒級，大幅擴(kuò)展了脈沖功率技術(shù)覆蓋的功率范圍與時(shí)間尺度，在未來超寬帶脈沖通訊與雷達(dá)、生物醫(yī)療及電子對抗等領(lǐng)域具有極廣闊的應(yīng)用前景；材料特性與終端結(jié)構(gòu)對SiC等離子體波器件的性能影響顯著，如何減少材料缺陷，優(yōu)化體內(nèi)電場分布，提出更優(yōu)秀的終端結(jié)構(gòu)阻止芯片邊緣擊穿仍是重大挑戰(zhàn)。SiC等離子體波器件的皮秒級開關(guān)特性對電路寄生參數(shù)、離子注入與抽取控制精度更為敏感，對器件參數(shù)和電路參數(shù)的匹配提出更高要求，后續(xù)工作需要通過數(shù)值、解析模型建立器件的Spice模型，提高電路仿真與設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

南京芯干線科技有限公司市場總監(jiān)孔令濤做了題為“GaN  HEMT與SIC  MOSFET在戶用儲能PCS方向應(yīng)用優(yōu)勢”的主題報(bào)告，介紹了光伏微逆系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)，以及車載用電、變頻空調(diào)、UPS、5G通信、充電電路，雙向PCS等用電系統(tǒng)、GaN高功率密度電源的應(yīng)用難點(diǎn)及解決方案，以及高功率密度GaN電源變換器等。

賀利氏電子中國區(qū)研發(fā)總監(jiān)張靖做了題為”汽車電源模塊用DtC無銀Si3N4 AMB基板”的主題報(bào)告， 電源模塊的包裝配置，Si3N4襯底是最適合EV應(yīng)用的SiC封裝解決方案，2025年Si3N4基板市場份額顯著增加，成熟的市場需要經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，使用具有不同熱性能的Si3N4板提供“足夠好”的MCS，開發(fā)無銀釬焊膏降低價(jià)格，通過提高生產(chǎn)力降低價(jià)格。

武漢大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究院研究員張召富做了題為“4H-SiC MOSFET中界面碳團(tuán)簇的形成和遷移率退化機(jī)理”的主題報(bào)告。SiC是一種具有SiO2原生氧化物的關(guān)鍵功率半導(dǎo)體，但其MOSFET場效應(yīng)遷移率由于多年未知的機(jī)制而大大降低。碳基簇缺陷被證明是遷移率下降的最有利原因，然而，目前還沒有一個一致的模型能夠充分解釋這種團(tuán)簇的熱化學(xué)起源、它們的大密度（即低形成能）以及它們在帶隙中的能譜。報(bào)告中介紹了SiC/SiO2界面上混合sp2-sp3碳簇的模型，該模型一致地解釋了遷移率退化的實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果。具有混合sp2-sp3特性的碳簇具有低的形成能，給出了高缺陷密度和具有SiC帶邊緣周圍狀態(tài)的PDOS光譜，適合于解釋導(dǎo)致SiC中觀察到的遷移率退化的載流子捕獲。

中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所劉奧做了題為“SiC MOSFET熱阻精確測量技術(shù)研究”的主題報(bào)告，結(jié)合的數(shù)據(jù)，分享了研究進(jìn)展與成果。報(bào)告指出，在傳統(tǒng)的熱阻測試方法中，器件的柵極氧化物狀態(tài)是穩(wěn)定的，并且在柵極受到電壓應(yīng)力之后，閾值電壓不會漂移。人們認(rèn)為，柵極偏置應(yīng)力期間柵極氧化物狀態(tài)的不穩(wěn)定性導(dǎo)致了熱阻測試過程中的誤差。體二極管加熱模式是SiC MOSFET熱阻測量的最佳加熱模式。

現(xiàn)場人氣爆棚，學(xué)習(xí)氛圍濃厚