電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）日前，英飛凌宣布推出全球最薄硅功率晶圓，成為首家掌握20μm超薄功率半導體晶圓處理和加工技術的公司。晶圓直徑為300mm，厚度20μm僅為頭發(fā)絲的四分之一，是目前最先進的40-60μm晶圓厚度的一半。

英飛凌科技首席執(zhí)行官Jochen Hanebeck表示，“這款全球最薄的硅晶圓展現(xiàn)了我們致力于通過推動功率半導體技術的發(fā)展，為客戶創(chuàng)造非凡的價值。英飛凌在超薄晶圓技術方面的突破標志著我們在節(jié)能功率解決方案領域邁出了重要一步，并且有助于我們充分發(fā)揮全球低碳化和數(shù)字化趨勢的潛力。憑借這項技術突破，英飛凌掌握了Si、SiC和GaN這三種半導體材料，鞏固了我們在行業(yè)創(chuàng)新方面的領先優(yōu)勢?！?br />
值得注意的是，英飛凌一直以來都是全球功率半導體的龍頭企業(yè)。隨著20μm超薄功率半導體晶圓進入市場，英飛凌有望再次擴大在這一領域的領先優(yōu)勢。不過，技術升級之后，國產功率半導體廠商面臨的競爭加劇。

20μm超薄功率半導體晶圓的優(yōu)勢

晶圓是制造半導體器件的基礎材料，其厚度對于器件的性能和制造過程至關重要，通常在幾十到幾百微米之間。目前，?40-60μm?是這一范圍內的常見值，也是英飛凌20μm超薄功率半導體晶圓發(fā)布之前的最高水平，適用于多種不同的半導體器件制造需求。

將晶圓厚度從?40-60μm降低到20μm，具有非常多的好處。首先是能夠改變功率器件的散熱表現(xiàn)，基于更薄晶圓的功率器件可以減少芯片在工作時的熱量積累，提高散熱性能，從而保持芯片的穩(wěn)定運行。?

其次，更薄的晶圓可以提升器件的性能表現(xiàn)，減少芯片在工作時的熱量積累，提高散熱性能，從而保持芯片的穩(wěn)定運行。?另外，英飛凌指出，與基于傳統(tǒng)硅晶圓的解決方案相比，晶圓厚度減半可將基板電阻降低50%，從而使功率系統(tǒng)中的功率損耗減少15%以上。對于高端AI服務器應用來說，電流增大會推動能源需求上升，因此，將電壓從230V降低到1.8V以下的處理器電壓，對于功率轉換來說尤為重要。超薄晶圓技術大大促進了基于垂直溝槽MOSFET技術的垂直功率傳輸設計。

此外，更薄的晶圓可以適應輕薄短小的封裝方式，減小芯片的體積和重量，增強器件的功率密度。

不過，從?40-60μm降低到20μm，使用更薄的晶圓進行生產制造，要需要面臨一些新的技術挑戰(zhàn)。比如，傳統(tǒng)晶圓減薄的工藝并不能夠適用于20μm，為此英飛凌研發(fā)出了一種創(chuàng)新而獨特的晶圓研磨方法；還有翹曲的問題，更薄的晶圓會遇到更大的翹曲問題，翹曲會降低工藝的精度，減低器件的可靠性，甚至是導致失效，英飛凌采取一系列的專利技術以應對這個難題。

英飛凌方面透露，20μm超薄功率半導體晶圓技術已獲得認可，并被應用于英飛凌的集成智能功率級（直流-直流轉換器）中，且已交付給首批客戶。

全球功率半導體市場格局生變？

文章開篇已經(jīng)提到，英飛凌目前是全球功率半導體市場的龍頭企業(yè)，是技術發(fā)展的引領者。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2023年英飛凌在全球功率半導體市場的份額占比為22.8%??，安森美和意法半導體分列第二和第三名，市場占比分別為11.2%和9%。因此，目前英飛凌在全球功率半導體市場的領先優(yōu)勢仍較為明顯。

根據(jù)官網(wǎng)信息，英飛凌擁有全面的功率半導體產品，包括IGBT、功率MOSFET、氮化鎵增強型HEMT、功率分立式元件、保護開關、硅驅動器、氮化鎵驅動器、IGBT模塊、智能功率模塊（IPM）、線性調節(jié)器、電機控制解決方案、LED驅動器以及各種交流-直流、直流-交流和數(shù)字功率轉換等，涵蓋了所有功率技術——硅（Si）、碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）。

隨著基于20μm超薄功率半導體晶圓技術的功率半導體進入市場并持續(xù)獲得客戶方面認可，英飛凌有望繼續(xù)擴大其在全球功率半導體市場的領先優(yōu)勢。過往很多年，英飛凌一直都在引領全球功率半導體技術發(fā)展，以近期的事件來說，在公布20μm超薄功率半導體晶圓技術之前，該公司于9月12日開發(fā)出全球首項300 mm氮化鎵功率半導體技術，相較于200 mm晶圓，300 mm晶圓芯片生產不僅在技術上更先進，也因為晶圓直徑的擴大，每片晶圓上的芯片數(shù)量增加了2.3 倍，效率也顯著提高，這項突破將極大地推動GaN功率半導體市場的發(fā)展。

此外，還包括英飛凌位于馬來西亞的晶圓廠一期項目正式啟動運營，這標志著世界上最大的200毫米碳化硅（SiC）功率半導體晶圓廠的誕生。目前，在全球碳化硅（SiC）市場，意法半導體以32.6%市占率位居第一，安森美、英飛凌、Wolfspeed、羅姆半導體分列2-5名，市場份額分別為23.6%、16.5%、11.1%和8%。英飛凌新產能釋放之后，有望改變這一市場格局。

得益于在各項功率半導體技術的進一步發(fā)展，英飛凌有望引領全球功率半導體市場進入新的技術發(fā)展階段，這或許會進一步增強以英飛凌為首的國際廠商的市場影響力，比如意法半導體、安森美、三菱、德州儀器等，這些公司都具有深厚的技術底蘊，對硅（Si）、碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）技術有著更深層的理解，在研發(fā)新技術方面更有優(yōu)勢。

那么，當英飛凌將硅（Si）、碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）技術全部帶入新階段之后，國產功率半導體廠商會受到哪些影響呢？

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國是全球最大的功率半導體市場，貢獻了約40%的功率半導體市場。近些年，國產功率半導體技術也取得了顯著的進步，誕生了比亞迪半導體、時代電氣、芯聯(lián)集成、斯達半導、士蘭微、宏微和揚杰科技等眾多有代表性的廠商。尤其是在功率模塊方面，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2023年1-8 月我國新能源乘用車功率模塊國產供應占比超過59%。

不過，在核心功率IC和分立器件方面，目前國產廠商在硅（Si）功率IC方面基本還處在中低端競爭的水平，隨著前沿技術迭代，國產廠商掌握的技術將被定義為更低端的產品，對產品凈利潤獲取是一大挑戰(zhàn)。在碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）技術方面，國產廠商存在起步晚的問題，天岳先進、瀚天天成、派恩杰等在碳化硅襯底和外延生長方面取得了重要突破，但隨著技術升級，原本的產業(yè)鏈布局需要加快，企業(yè)的技術研發(fā)也需要進一步升級。

結語

相關數(shù)據(jù)顯示，2022年全球功率半導體市場規(guī)模達481億美元，預計至2024年將增長至522億美元，年復合增長率約為5.46%。目前，全球功率半導體市場增長較為平緩，不過市場競爭卻暗流涌動，其中市場龍頭英飛凌是最主要的競爭發(fā)起者，將對市場格局產生深遠影響。對于國產功率半導體企業(yè)而言，隨著新技術和新產能的到來，這些廠商的追趕腳步要加快了，否則難免陷入更惡劣的競爭中。