第三代半导体热潮“带货”沉积设备需求，供应链与服务本地化成关键考量

2021-09-02 10:08:45 青岛四方思锐智能技术

随着中国“十四五”规划的提出、以及全球科技产业对于“碳达峰、碳中和”的目标达成共识，以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为代表的第三代半导体新材料凭借高击穿电场、高热导率、高电子饱和速率以及抗强辐射能力等优异特性，成为了支撑5G基建、新能源产业、特高压、轨道交通等领域的核心技术。数据表明，2020年中国“第三代半导体”产业电力电子和射频电子总产值超过100亿元，同比增长69.5%。其中，SiC、GaN电力电子产值规模达44.7亿元，同比增长54%；GaN微波射频产值达到60.8亿元，同比增长80.3%。

图1：2020年中国第三代半导体产业电力电子和射频电子总产值

不过，第三代半导体行业存在相当程度的准入门槛，由于SiC、GaN器件的性能与材料、结构设计和制造工艺之间紧密关联，多数半导体企业为了保持自身竞争力，倾向于采用IDM模式实现设计、制造的一体化。例如华润微建立了国内首条6英寸商用SiC晶圆生产线；英诺赛科也成功扩产位于苏州的GaN生产基地，使之成为全球最大的8英寸GaN工厂。显然，在全球半导体产能紧张的局势下，这些新开设或扩建的产线正在迅速拉升半导体设备的市场需求。以薄膜沉积这一必不可少的制造环节为例，在新产线的设备投资中，薄膜沉积设备占据了约25%的支出比重，是半导体设备市场增量中不可忽视的一环。因此，如何选择薄膜沉积设备、使之匹配不断发展的宽禁带半导体制造工艺需求，是横亘在众多第三代半导体厂商面前的一道难题。

聚焦新工艺、新材料，40年沉积镀膜专家为第三代半导体支招

目前，业界主流的薄膜沉积工艺主要有原子层沉积（ALD）、物理式真空镀膜（PVD）和化学式真空镀膜（CVD）等，其中ALD属于CVD的一种，属于当下最先进的薄膜沉积技术。那么，哪一类沉积技术适用于第三代半导体呢？业界领先的ALD设备制造商和服务商——青岛四方思锐智能技术有限公司（以下简称思锐智能或SRII）总经理聂翔先生对此表示：“随着新材料、新工艺、新制程等应用于半导体制造领域，半导体器件本身也在往更复杂、更高深宽比，甚至是3D异形结构的方向发展，在超越摩尔领域、第三代半导体应用中更是如此。在这样的情况下，ALD相比其他镀膜技术拥有无可替代的优越性。”

在实际应用中，思锐智能推出的新一代先进ALD设备可以使材料以单原子膜（0.1nm）形式沉积在基底表面，并且在整体器件的镀膜控制上达到很高的精确度。以GaN功率器件为例，通过思锐智能的ALD镀膜技术能够有效增强GaN器件的性能。首先，通过ALD薄膜可实现器件表面的钝化和覆盖；其次，通过氧化铝叠层实现栅极高K介电质的沉积；接下来，通过原位预处理去除自然氧化层，实现表面稳定；最后，通过高质量的ALD氮化铝来实现缓冲层，形成更具生产效益的量产方案。

图2：思锐智能推出应用于GaN功率器件的ALD镀膜方案

依托思锐智能旗下BENEQ公司近40年的ALD技术应用经验，思锐智能正在为业界提供广泛、通用、性能强大的设备产品组合，专注ALD技术以及服务的持续创新能力，获得了欧美、日本、中国等全球范围内众多知名半导体企业的认可。

产能扩张下的半导体设备机遇，技术服务与供应链本地化难题突显

产能扩张的普遍业态正在为设备厂商“签下大单”，设备提供商也需不断提升服务质量，进一步巩固自身的市场“护城河”。例如，思锐智能在2018年完成对BENEQ公司的全资收购之后，一直推行“本地化与全球化并行”的策略，除了巩固欧美市场的份额，也在扎根中国市场、培养本地国际化创新型团队，逐渐形成完善的覆盖研发、售前、售后等环节的服务网络，并加强部署与不同区域、不同领域、不同机构的产业生态合作。

谈及本地化的机遇与挑战时，聂翔表示：“中国市场在不断涌现一大批半导体制造企业，思锐智能拥有贴近客户的优势，在发现客户对新工艺、新材料应用的需求之后，可以携手芬兰团队进行协同研发、共同创新。此外，不同客户在细节方面的要求也不尽相同，例如国内客户对交期更加敏感、服务响应速度要求更快等，这对本地化的技术服务能力提出了挑战。当然，为了交期更短、价格更具竞争优势，供应链的安全和高效整合是非常重要的因素。对此，思锐智能做了很多努力，积极推动供应链更加高效地运转、更加符合市场的需求！近期思锐智能官网sri-i.com和微信公众号“思锐智能SRII”全新上线，更好地帮助本地客户清晰、直观了解思锐智能的应用领域和产品方案。”

除了技术团队、供应链等本地化举措，思锐智能也在推进不同领域的区域性合作，包括青岛、上海、浙江、粤港澳大湾区在内的众多产业集群区域已经纳入其布局规划中，通过产业化基地、联合实验室、中试线等方式，致力于实现更多本地化创新，持续为业界提供一流、创新的产品解决方案。

关键词：第三代半导体氮化镓 5G