日前，珠海英诺赛科8英寸硅基氮化镓电力电子器件量产线在珠海正式通线。据介绍，这是国内乃至世界首条8英寸硅基氮化镓量产线。从这个角度看，那就意味着国内企业在宽禁带半导体的竞争中走在了世界的前列。
随着电力电子、新能源、电动汽车、5G通讯和智能工业等领域的火热，无线充电、无人驾驶汽车用激光雷达、数据中心等应用的兴起，对功率器件的性能提出了新的需求。但传统硅器件受材料特性所限，在性能方面满足不了新兴的需求，这就促使产业界寻找新的材料代替，以氮化镓为代表的宽禁带半导体就是其中的一个方向。
功率半导体器件形态的更新换代
据了解，这种二元的三五族直接带隙半导体晶体，具有较高禁带宽度的特点，使用它制造的芯片能够承受更高的电压和温度、输出更高的能量密度以及抗辐射的特点。通过不同的材料外延，就能够被广泛应用到LED、射频放大器和功率电子器件等领域。英诺赛科主攻的硅基氮化镓则是功率电子的重要选项。
英诺赛科方面表示，硅基氮化镓器件具有击穿电压高、导通电阻低、开关速度快、零反向恢复电荷。体积小和能耗低、抗辐射等优势，理论上相同击穿电压与导通电阻下的芯片面积仅为硅的千分之一，目前能做到十分之一。
如果说硅基氮化镓器件有什么缺点，那就是单品的价格偏贵。但据我们了解，使用了这种器件后，所需要的配套外围电子元件、冷却系统成本大幅降低。虽然论单个器件成本，氮化镓比硅基器件贵，但是论系统整体成本，氮化镓与硅基器件的成本差距已经非常小，在大规模量产后可实现比硅器件更高性能与更低成本。
最主要的是，目前硅基氮化镓器件的普及率还不高，这会给相关产业带来庞大的机会。
前面提到，这是国内乃至全球第一条的8英寸硅基氮化镓量产线。换个角度说，就是在此之前，已经有了其他的氮化镓研究和生产企业的存在，而之前的主流都是在6英寸的产线上。
目前，国际主流GaN制造厂商包括EPC（Fabless）、GaN Systems（Fabless）、台积电（Fab）、台湾汉磊（Fab）等。由此我们看到，类似英诺赛科这样的IDM是不多的，而且台积电与汉磊都是6寸线。
在问到为什么领先全球打造8英寸硅基氮化镓量产线的时候，英诺赛科方面指出，这首先是为了完善国内的半导体产业链布局，将大幅提升我国宽禁带半导体芯片国际竞争力，以及国家氮化镓技术体系竞争能力；其次8英寸能够带来更大的成本优势。现在的机台和相关配套设备都是8英寸的，使用8英寸的晶圆不但能大幅降低芯片成本，同时更容易与上下游厂商，如先进制造与封装方面打造更紧密的低成本合作。
回顾GaN的发展，当2010年左右国际主流GaN厂商进入这一领域时，8英寸硅基氮化镓外延技术还不够成熟，所以采用6英寸晶圆。目前，英诺赛科公司已经拥有世界领先的8英寸硅基氮化镓外延技术，突破了低翘曲度、低缺陷及位错密度、低漏电晶圆制造的全球性挑战。
“作为GaN市场后进入者，我们没有前期投入包袱，且具有核心技术优势，可以直接进入更先进的8英寸硅基氮化镓领域，公司的IDM产业化模式及其首创的8英寸多片硅基氮化镓电力电子器件大规模量产线使公司产品具有低成本，高效能，高可靠性等市场优势”，英诺赛科强调。
2015年12月成立的英诺赛科一期项目坐落于珠海市国家级高新区，已完成投资10.9亿元人民币，并已建成中国首条8英寸增强型硅基氮化镓外延与芯片大规模量产线。由于公司是由拥有丰富研发经验的海归团队发起并集合了数十名国内外精英联合创办的，因此在产品研发过程中他们顺利克服了众多的困难。英诺赛科也表示，氮化镓产业已经到了爆发前夜，公司率先在8英寸硅基氮化镓晶圆产业化上取得重大突破，先机已备，为今后的成功奠定了良好基础，必将为中国在半导体领域实现“换道超车”做出贡献。英诺赛科也必将成为国际领先的宽禁带功率半导体企业。
70年代末，功率电子器件被双极晶体管（BJT）所统治，MOSFET的横空出世颠覆了整个产业，改变了供应和终端，成就了新的巨头。现在，功率器件又走到了新的转折口，性能优越的硅基氮化镓器件将会带来一场新的产业革命。这个在全球还没广泛普及的新器件会是英诺赛科的巨大机会，会是中国半导体产业的新机会。
在这个硅器件往硅基氮化镓器件转移的风口，英诺赛科也许会成为中国氮化镓行业的领跑者。
文/半导体行业观察 李寿鹏
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