启闳半导体科技(江苏)有限公司QiHong Semicon TECHNOLOGY (JIANGSU) CO.,LTD
在GaN-on-Si供应链方面,纳微半导体、氮矽科技等大部分厂商都致力于研究600-650V技术,只有IEPC、GaN Systems、台积电、罗姆等小部分厂商发力小于200V的氮化镓技术。据韩媒etnews今年年初报道,韩国晶圆代工厂商DB HiTek将生产基于硅基氮化镓技术的8英寸半导体,通过提高半导体制造的竞争力来简化晶片加工以增强盈利能力。
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而GaN-on-SiC则结合了SiC优异的导热性和GaN的高功率密度和低损耗的能力,与Si相比,SiC是一种非常“耗散”的衬底,此基板上的器件可以在高电压和高漏极电流下运行,结温将随射频功率而缓慢升高,因此射频性能更好。经过验证,GaN-on-SiC 器件非常适合基础设施、国防和航空应用,如雷达、电子战、通信、导航及类似应用。
此外,在相同的耗散条件下,SiC器件的可靠性和使用寿命更好,还具有高电阻特性,有利于毫米波传输。Wolfspeed 的联合创始人兼首席技术官 John Palmour 曾指出,与硅相比,SiC 器件可降低系统成本并提高性能,因此,SiC 上的 GaN 被证明具有最佳的整体价值。
值得注意的是,GaN-on-SiC晶圆受限于SiC衬底,大部分被限制在4英寸与6英寸,8英寸的还未推广,目前SiC衬底技术主要掌握在国际少数厂商手上,例如美国Cree、II-VI及ROHM。
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当然,除了以上这两种主流技术外,还有GaN-on-sapphire,以及GaN-on-QST、GaN-based-vertical devices、GaN-on-SOT等。
其中,GaN on Sapphire算是最为成熟,也最为常见,主要用在LED领域;QST基板由Qromis研发,具有与氮化镓磊晶层更紧密匹配的热膨胀系数,在制程中堆栈氮化镓的同时,也能降低翘曲破片,更有利于晶圆代工厂实现量产,因此成为了联电、世界先进两大晶圆代工厂的选择。目前,联电透露预计2022年将提供8英寸 GaN on QST方案,主攻650~1,200V的功率范围,世界先进则将于2022年如期量产基于QST基板的氮化镓组件。
全球厂商新动态不断
在火热的市场机会背景下,全球各大厂商都开始争先布局氮化镓技术,今年以来,国内外相关技术新闻更是接连不断。
先来看海外厂商。今年1月24日,韩国GaN外延企业IV Works宣布,收购法国Saint-Gobain的氮化镓晶圆业务,通过此次收购,IV Works可以掌握世界级的4英寸和6英寸氮化镓晶圆量产技术。3月,IVworks还和应用材料签署联合开发协议,宣布共同开发1200 V氮化镓功率半导体材料技术。