在科技日新月異的2024年，半導體産業作為資訊技術的基石，正站在一個新的曆史起點上。面對全球半導體市場的激烈競争與快速變革，如何突破技術壁壘、實作自主可控，成為擺在中國半導體企業面前的重要課題。正是基于這樣的背景，“第十二屆（2024年）半導體裝置年會——2024功率及化合物半導體産業發展論”壇于金秋時節在無錫太湖國際博覽中心盛大開幕，彙聚了來自國内外半導體領域的衆多領軍人物與行業精英，共同探讨半導體制造與核心部件的未來發展趨勢，共繪半導體産業新藍圖。
功率半導體與內建電路技術全國重點實驗室副主任劉國友
功率半導體與內建電路技術全國重點實驗室副主任劉國友表示，碳化矽技術無疑是未來的主要技術發展方向，這一結論基于功率器件領域的顯著材料優勢。功率半導體器件在電壓頻率、溫度跟蹤以及損耗等方面展現出的卓越性能，使其在系統中能夠大幅降低整體損耗，并減少對散熱的需求，進而顯著提升系統效率。
碳化矽技術發展勢頭迅猛，而矽基器件也并未停滞不前，正在向更低損耗的方向進行技術研發。這包括精細化溝槽的設計、尺寸的進一步縮小以降低損耗以及在終端和有效區進行的技術優化。同時，多溝道、多栅等技術的不斷進步，也在推動碳化矽器件的發展，使其在與矽基IGBT的性能競争中占據優勢。
在封裝領域，除了晶片損耗的降低，通過封裝技術的優化，同樣可以提升功率半導體器件的整體性能。劉國友補充，碳化矽技術目前的進展與挑戰。碳化矽器件在材料技術方面面臨生長速度、缺陷密度以及P型摻雜等難題；在工藝技術方面，超高溫、超硬材料的加工也是一大挑戰；晶片技術則涉及各向異性、栅氧、雙極退化以及歐姆接觸等問題；封裝技術方面，需要解決低感、高溫與高壓封裝的問題；而在應用技術領域，由于碳化矽頻率較高，其驅動保護、高壓絕緣等方面也面臨巨大挑戰。
中微半導體總監胡建正
中微半導體總監胡建正稱，針對未來的下一代顯示技術，Micro LED晶片的尺寸預計将進一步縮減至幾個至幾十個微米的範圍，這為其應用開辟了更多可能性，并被廣泛寄予厚望，被視為顯示領域的終極解決方案。
在LED顯示領域，以往主要追求的是亮度，而現在則更加注重波長的一緻性。波長在顯示領域中的通俗了解即發光顔色的純度，或顔色的一緻性。是以，從裝置制造的角度來看，我們需要生産出顔色高度一緻且純度足夠的産品。在實作這一目标的過程中，對于Ingan材料體系，我們需要考慮多種因素，包括溫度的一緻性、石墨托盤的布局設計，以及承載晶圓片和襯底時的翹曲配合問題。這些都是在單晶材料生長過程中需要精細設計的環節，如何確定生長過程中的局部擾流得到有效控制，也是至關重要的。
青島四方思銳智能技術公司陳祥龍
青島四方思銳智能技術公司陳祥龍表示溝槽結構會相比于平面栅帶來更多問題，從傳統熱氧化的角度來看，當從平面結構轉向溝槽結構時，會面臨諸多挑戰。首先，在熱氧化過程中，矽面和碳面的氧化速率不同，導緻生成的氧化層在厚度上存在顯著差異。這種厚度的不均勻性在拐角處尤為明顯，可能會引發電場集中，進而增加漏電的風險。
其次，即使矽面和碳面生成的氧化層厚度相同，它們的電性也可能截然不同。這種電性的差異會加劇各項異性問題，使得器件的性能難以預測和控制。
對于國内衆多廠商而言，過去一年中，他們可能都在努力應對這些挑戰，但發現解決起來相當困難。熱氧化過程中，随着深度的增加，碳簇的生成愈發嚴重，因為深處的碳原子難以釋放。這一問題無論是在平面結構還是溝槽結構中都無法避免，導緻界面态密度惡化，進而影響遷移率。是以，無論是平面結構還是溝槽結構，栅氧工藝都是碳化矽器件制造中的一大挑戰。如何在保證氧化層均勻性的同時，又能控制碳簇的生成，是目前亟待解決的問題。
魯汶儀器郭春祥
魯汶儀器郭春祥博士分析，随着車載半導體技術持續向高電壓、高電流領域邁進，器件制造領域的疊代與創新對刻蝕及制造技術提出了嚴峻挑戰。整個半導體技術的推進分為三個層次：底層器件制造、模組制造，直至終端應用，涵蓋光伏發電、新能源、智能電網、軌道交通等多個領域。魯汶儀器作為專業的晶圓制造裝置供應商，緻力于與客戶攜手應對器件制造中的新型難題。
近年來，器件制造經曆了從分立器件到平面Mosfet，再到溝槽栅開發的轉變，工藝挑戰日益凸顯。過去，提及碳化矽行業，人們往往首先想到的是國外企業，如英飛淩等。然而，如今越來越多的 中國器件制造商已涉足該領域，并積極開展先進工藝的研發。據我們的資料顯示，2023年，國内制造商主要出貨的産品仍為分立器件和平面栅。整體來看，中國碳化矽産業的發展正處于從平面栅向溝槽栅過渡的關鍵時期。
無錫邑文科技葉國光
無錫邑文科技葉國光表示，MOCVD（有機金屬氣相外延）、離子注入、高溫退火、高溫氧化以及ALD（原子層沉積）是目前國産化程度相對較低的裝置，同時也是中國正大力發展的技術與裝置領域。
MOCVD技術主要分為水準式、行星式、垂直噴淋式和高速轉盤式四大 類。其中，垂直噴淋式和高速轉盤式的MOCVD裝置已經實作了較高的國産化率，這兩種技術廣泛應用于大部分光器件的制造中。然而，在水準式和行星式MOCVD方面，國内仍在追趕國際先進水準，目前市場上大部分産品仍為進口。
葉國光先生認為，MOCVD裝置的國産化之路是一個漫長而艱巨的過程，需要本土企業保持耐心和恒心。雖然在LED、雷射、氮化镓器件以及功率器件等領域的MOCVD裝置上已經取得了一定的進展，但相較于國際先進水準，在12寸先進工藝上的表現仍然較弱。
東方晶源賈錫文
東方晶源賈錫文稱，內建電路産業，特别是在裝置領域，對于先進制程高度依賴進口，技術發展面臨嚴峻瓶頸，特别是在量檢測裝置方面，國産化的替代之路仍然充滿挑戰。一個晶片制造工廠（fab）從研發到量産，需要經曆科學嚴謹的過程，包括小批量試産、克服功率和良率問題，直至達到穩定且高效的量産狀态。
賈錫文先生分析，在整個工藝控制階段，inspection（檢測）和metrology（量測）是兩個至關重要的環節。它們是晶片制造、fab生産過程中不可或缺的手段，随着工藝難度的增加和複雜性的提升，這兩個環節的需求和挑戰也在不斷增加。
在這個過程中，盡管東方晶源擁有許多光學機台，但在進行更小次元的檢測和量測時，電子束技術顯得尤為重要。電子束具有獨特的優勢，能夠滿足高精度、高分辨率的需求。
東方晶源的下一代産品将專注于先進工藝，緻力于實作1.45納米的分辨率，對于80納米線寬的重複量測精度要達到0.15納米，同時保持60片的産能，并確定機器的統一性在0.15納米或CD的1%以内。這是先進制程對CD（臨界尺寸）量測裝置提出的高要求。
盛美半導體金一諾
盛美半導體金一諾表示，HBM4第四代用到的RDL、TSV或者壓微米級的類似雙大馬士革結構的電鍍工藝。電鍍的基本原理并不複雜。電鍍技術發展三個方向：一，先進工藝的技術節點收縮；二，英特爾釋出的背部導電系統；三，化合物半導體。
北京三安光電陳東坡
北京三安光電陳東坡博士表示，碳化矽從2023年之前增長速度非常快，2024年增速有所放緩，主要原因是電動車的增速放緩以及價格下降。
對于這個問題1，供給側來講，2023年之前确實産能很多集中釋放，釋放的産能同質化比較嚴重，技術進步也是主要原因。晶體生産的品質以及加工水準都在提升，同時裝置材料的國産化，對成本的下降也有一個很大的作用。産能釋放出來，為了快速占領市場，會把價格壓低，通過價格換取市場。
2，需求側，供應鍊上遊和晶片端的發展不平衡短期内導緻了襯底、外延和晶片的供需失衡。另外，今年新能源汽車降價非常，會把壓力傳到器件端。IGBT進步速度非常快，同時氮化镓不斷上車，給碳化矽帶來了壓力。
3，晶圓6、8寸快速切換的趨勢在增強。底層的邏輯是8英寸有降低晶片成本的潛力。
4，頭部企業擴散速度加快。
5，産業界的跨界交融很激烈。
6，國産碳化矽加速上車。
7，産業垂直整合是主流趨勢。
上海半研咨詢徐可
上海半研咨詢徐可先生表示，中國肯定毫無疑問是全球最大的碳化矽功率器件應用市場，但是問題也很突出：1，結構性不平衡，材料端從體量上已經很大，但器件端目前還處在破局的階段。2，需求側，ST、英飛淩都在調整，在降低财務的預期。最大的原因是新能源汽車增速沒有想象那麼快。3，國外廠商在8寸晶圓制造布局非常激進，中國廠商已經把襯底卷到海外廠商沒有人敢擴産。
可總先生表示，針對碳化矽産業要發展起來，我們要在晶圓器件端建立整個産能規模的優勢。