杭州冠瑞半導體建立全球首條兼容 6 及 8 英寸氮化鎵晶圓的大規模生產線

中國公司杭州加仁半導體宣佈，已建立全球首條兼容 6 吋及 8 吋同質外延氮化鎵晶圓的大規模生產線，這一里程碑被該公司認為能加速下一代功率半導體的商業採用。該公司表示，已經向領先的晶片製造商交付了 6 吋（100）取向的同質外延氮化鎵晶圓，這標誌著穩定批量生產和供應的開始。氮化鎵的應用範圍從電動車及高壓電網，到光伏儲能系統及先進的射頻通信，皆在探索之中。其超寬帶隙使裝置能夠承受比傳統矽更高的電壓和温度，使其成為下一代功率電子的吸引候選材料。

如果該公司的生產聲明在商業生產中得以成立，較大的晶圓將有助於將這種材料推向更廣泛的工業應用。

新技術克服製造障礙

根據該公司，當前市場上大多數可商業化的氮化鎵晶圓直徑介於 2 吋至 4 吋之間，使得高級功率裝置的大規模生產變得困難。加仁聲稱其新生產線克服了這些製造障礙，通過結合專有的鑄造生長單晶工藝與優化的金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）外延工藝。該公司表示，其晶體生長技術可生產超厚的氮化鎵晶體，而超薄基板工藝則使基板產量相比傳統方法提高三到四倍。根據加仁的説法，這種製造方法還降低了鈀的消耗，使每片晶圓的基板成本減少超過 80%，從而降低了器件製造商的材料成本。

該公司發布的資格數據顯示，6 吋同質外延晶圓的外延層厚度超過 10 微米，厚度變化低於 1%。該公司表示，這一均勻性水平可能改善高壓、高頻和高温應用的功率器件的製造良率。加仁聲稱已建立一條涵蓋單晶生長、基板加工和同質外延的完整製造鏈。該公司還指出，其生產線能夠支持 6 吋和 8 吋晶圓的生產，同時保持穩定的批量質量。除了與國內晶片製造商簽訂長期供應協議外，加仁表示，海外公司和研究機構也已開始下訂單，顯示出對這項技術日益增長的興趣。

較大晶圓的生產挑戰

較大的晶圓被視為降低半導體製造成本的重要一步。8 吋晶圓能生產的晶片數量大約是 4 吋晶圓的四倍，從而提高生產效率並降低每個裝置的成本。然而，生產質量一致的較大晶圓仍然是氮化鎵製造中面臨的最大挑戰之一。如果製造商能夠可靠地擴大生產，這種材料在商業功率電子領域的實用性將大幅提升。