芯片制造应关注功率半导体

世源科技工程有限公司总经理 杜晓阳

功率半导体器件的广泛应用可以实现对电能的传输转换及最佳控制，大幅度提高工业生产效率，大幅度节约电能、降低原材料消耗。

在过去的10年里，“18号文”推动中国半导体产业经历了一个跨越式发展的时代。尤其是集成电路芯片制造业，大幅度地缩短了与国际先进水平的差距，不仅打造了数条12英寸生产线，而且在晶圆代工的全球竞争格局中也占据了一席之地。然而，沿着“摩尔定律”的阶梯拾级而上，昂贵的工艺设备和巨额的研发费用所形成的门槛，把很多实力相对较弱的企业挡在了门外。中国芯片制造企业仍处在发展壮大过程中，此时不宜盲目地与国际巨头比拼先进工艺，而应该寻找差异化的市场，以较低的成本求得最佳的效益。

功率半导体是差异化突破口

众所周知，集成电路产品更新换代快、市场寿命周期短、工艺要求高。这些特点在高端产品如CPU、存储器等领域表现得尤为突出。相对而言，功率半导体器件市场寿命周期较长，并且其技术发展路线不遵从“摩尔定律”，制造过程不要求使用最先进的生产工艺。对我国的半导体芯片制造企业来说，把功率半导体器件作为产品差异化的突破口，应该是一个明智的选择。
从应用角度来看，功率半导体器件的推广对于节能减排具有深远影响。功率半导体器件的广泛应用可以实现对电能的传输转换及最佳控制，大幅度提高工业生产效率，大幅度节约电能、降低原材料消耗。如果电机的驱动采用功率半导体进行变频调速，就可以节能大约1/4到1/3。据统计，在所有电能消耗中，用于电机的耗电约占70%%，也就是说，仅考虑电机应用，功率半导体器件就可以帮助全社会节能20%%左右。
作为高频电力电子线路和控制系统的核心开关元器件，IGBT(绝缘栅双极晶体管)无疑是功率半导体领域当前最为耀眼的明星。IGBT广泛应用于工业、交通、通信、消费电子等各个领域，就连半导体芯片生产所需的等离子刻蚀、薄膜沉积及金属镀膜等设备，IGBT也是不可或缺的器件。目前，国内市场所需的功率半导体器件约有90%%依赖进口，供需缺口甚至大于集成电路，而IGBT更是几乎被国外厂商垄断。
中国半导体业界早已清醒地认识到，不能把眼光仅限于集成电路，要具有“大半导体”的视野；已故的中国半导体行业协会理事长江上舟先生更是在其任内把每年一度的“中国国际集成电路博览会”更名为“中国国际半导体博览会”。然而，前辈们的苦心还需要我们花更多的时间去领会，在今年年初颁布的“新18号文”中，仍然是以光刻线宽为标杆来决定对半导体企业的扶持力度，这使得从事功率半导体生产的企业难以享受国家的优惠政策。

8英寸线担当重任

正是看到功率半导体广阔的市场前景，世源科技工程有限公司借助自身在芯片制造行业丰富的工程设计经验，竭力帮助国内企业设计、建造用于生产功率半导体器件的厂房。2008年，由世源科技负责EPC(工程总承包)的国内第一条专注于电源管理器件的8英寸晶圆代工生产线建成。针对新型电力电子器件IGBT的生产，世源科技也倾注了自己的心力。目前，我们正在华中地区和东北地区为我们的客户分别设计一条8英寸IGBT生产线。这两条生产线分别面对高压和中低压的IGBT，其产品涵盖了电力传输、机车牵引、新能源、电机控制、家用电器等IGBT所擅长的应用领域。
我们欣喜地看到，国内很多知名的芯片代工企业也纷纷打造IGBT的工艺平台。今年3月，华润上华成功开发1200V Trench NPT(沟槽非穿通型)IGBT工艺平台；今年9月，华虹NEC与中科院微电子研究所合作开发的6500V TrenchFS(沟槽型场终止)IGBT取得了阶段性的突破，使国内自主高压高功率IGBT芯片从设计研制到工艺开发的整体贯通迈上一个新台阶。事实上，在华虹NEC推出IGBT工艺平台之初，业界还对用8英寸生产线生产IGBT是否经济提出过疑问，但华虹NEC用事实证明了8英寸代工IGBT的可行性。当然，由于IGBT与终端产品结合非常紧密，器件封装的指标也非常苛刻，因此对代工企业提出了更高的要求。
随着逻辑电路的生产逐步转向12英寸，可以预见，将来会有更多的8英寸生产线从事功率半导体芯片的制造。中国企业应该把握这难得的机遇，以较为低廉的价格收购8英寸生产线的二手设备，翻新之后组建功率半导体生产线，以寻求最高的投资效益。

（责任编辑：落雪）