耐威科技董事长杨云春谈氮化镓（GaN）
2020-02-29 20:24:20 来源：微迷 评论：0 点击：
GaN作为一个新型的宽禁带第三代化合物半导体，具有高击穿电场、高饱和流子速度等优势，在应用层面上，可以提高频率、减少体积、降低功率等。耐威科技从2015年开始做技术储备，在2017年进入了这个领域。
耐威科技董事长杨云春博士参加由集微网组织的“氮化镓时代来了吗？”主题对话活动，其中涉及公司的主要提问及解答如下：
1、当前氮化镓（GaN）之所以火爆的原因？
答：GaN作为一个新型的宽禁带第三代化合物半导体，具有高击穿电场、高饱和流子速度等优势，在应用层面上，可以提高频率、减少体积、降低功率等。耐威科技从2015年开始做技术储备，在2017年进入了这个领域。
其实氮化镓最早发展在上个世纪，主要面向LED领域，随着氮化镓应用领域扩展到微波、功率器件，尤其是在消费类的功率器件获得了崭露头角的应用，我们希望在氮化镓起来之后，能够得到消费者应用之后，也能够通推动功率或者是微波器件的高速发展。
2、不同应用领域的技术难点和应用挑战？
答：在功率领域，器件的耐压导通性能、动态性能在消费类的高可靠性应用非常重要，耐威科技旗下的聚能晶源去年9月份开发了8英寸650V/700V高质量的硅基氮化镓（GaN-on-Si）外延晶圆，在700V以上保持了很低的漏电水平。同时，保持了外延材料的高晶体质量、高均匀性，在长时间有效寿命测试方面也表现不错。
同时，耐威科技旗下的另一家公司聚能创芯开发了两个系列的氮化镓功率器件，主要面向快充、家电和服务器领域，以常见的650V器件为主，输出的电流大小不等，可以满足不同领域的高性能的氮化镓功率器件需求。
在微波领域，传统的军工方面TR组件芯片之外，还有针对功率的密度、频率、效率、线性度的要求较高，耐威科技旗下的聚能晶源针对微波射频应用，开发了基于6寸碳化硅的氮化镓外延片或8寸高阻抗的硅基氮化镓外延片，来满足微波射频领域的苛刻要求。
在光电领域，除了大家都熟悉的LED领域，最近可能比较流行的就是Micro LED，目前在VR/AR领域有广泛的应用，对于LED而言，肯定是对材料的均匀性提出了很高的要求，需要保证大尺寸氮化镓晶圆上的LED单元亮度很均匀，聚能晶源在这方面也进行了相关的探索。
目前，我们基于6寸碳化硅的氮化镓外延片或8寸硅基的氮化镓外延片，整个测试的性能和指标跟国际同行对比，应该相当或者是不差的。
3、GaN和SiC哪个更有应用优势？
答：GaN和SiC都属于第三代半导体，在宽禁带和击穿电场方面都有相同的特性，都适合做功率电子应用，氮化镓具有高导通能力，氮化镓的异质结是碳化硅不具备的，因此，氮化镓相对碳化硅更具有速率和效率方面的优势；另一方面碳化硅起步较早，更加成熟，有一定的成本优势，良率、热导率也会更好些，因此在超高压大功率有更强的散热优势。简单来说，在功率系统里，大于10KW以上的汽车逆变器、轨道交通、发电等应用领域，碳化硅更有优势，在10KW以下的快充、智能家电、无线充电、服务器等应用领域，氮化镓有更多的优势。
4、国内外氮化镓产业发展的差距？
答：GaN起步相对较晚，2005年后氮化镓才应用在微波或功率器件，所以从这个角度来讲，氮化镓是我国与国际半导体差距最小的分支，我国在氮化镓的起步并不晚，尤其是在LED、雷达方面国家近年来大力扶持，因此这块比较具有领先地位，在微波和功率器件方面，近几年除了国家政策的支持外，有很多国内企业向此进军，耐威科技也成立了聚能晶源和聚能创芯，在氮化镓的材料和器件升级方面已经具备了一定水平。
当然，代工或产能确实是门槛，IDM模式从做大做强和成长迭代方面肯定具有优势，耐威科技去年和青岛西海岸签约，计划投资生产和制造。最近国内市场从功率、微波都比较有优势，加上国内一流的人才集聚以及资本的力量，相信国内能很快赶上来。目前，耐威科技在8英寸外延片良率超过80%，接近90%。
延伸阅读：
《功率氮化镓（GaN）：外延、器件、应用及技术趋势-2019版》
《射频氮化镓技术、应用及市场-2019版》
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