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新加坡科技研究局（A*STAR）日前宣布，其微電子研究所（IME）正式啟用全球首條工業(yè)級(jí)200毫米（8英寸）碳化硅（SiC）開放研發(fā)生產(chǎn)線，標(biāo)志著半導(dǎo)體材料技術(shù)邁入規(guī)�；瘧�(yīng)用新階段。該平臺(tái)旨在通過(guò)開放合作模式，加速碳化硅在電動(dòng)汽車、5G通信及工業(yè)電源等領(lǐng)域的商業(yè)化進(jìn)程，鞏固新加坡在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的創(chuàng)新樞紐地位。 技術(shù)突破：從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)化的跨越 碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料的核心代表，以其高擊穿電場(chǎng)、高導(dǎo)熱性和低導(dǎo)通損耗特性，成為電動(dòng)汽車逆變器、充電樁及5G基站功率器件的首選材料。然而，受限于150毫米（6英寸）晶圓產(chǎn)能瓶頸及材料缺陷控制難題，行業(yè)長(zhǎng)期面臨良率低、成本高的挑戰(zhàn)。A*STAR此次推出的200毫米研發(fā)線，通過(guò)三大技術(shù)突破實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)可行性： 晶體生長(zhǎng)優(yōu)化：采用改進(jìn)的物理氣相傳輸法（PVT），將200毫米晶錠的位錯(cuò)密度（DD）從傳統(tǒng)工藝的11,256 cm⁻²降至3,885 cm⁻²，接近商用150毫米晶圓水平，微管密度低于0.5 cm⁻²，滿足工業(yè)級(jí)器件可靠性要求。 高精度加工工藝：集成多線鋸切片、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）及外延層沉積技術(shù)，實(shí)現(xiàn)晶圓厚度均勻性±1μm、電阻率波動(dòng)＜3%，兼容現(xiàn)有8英寸半導(dǎo)體設(shè)備，降低企業(yè)轉(zhuǎn)型成本。 缺陷檢測(cè)與補(bǔ)償：引入非接觸式映射系統(tǒng)（LEI 1510）及熔融KOH選擇性蝕刻技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)晶圓內(nèi)缺陷分布，并通過(guò)工藝參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整提升良率，目前已實(shí)現(xiàn)單晶襯底交付良率超90%。 開放合作：構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)共同體 A*STAR將該研發(fā)線定位為“半導(dǎo)體創(chuàng)新加速器”，通過(guò)開放設(shè)備、工藝及數(shù)據(jù)資源，降低中小企業(yè)研發(fā)門檻。其核心合作模式包括： 技術(shù)共享平臺(tái)：向本地企業(yè)及國(guó)際機(jī)構(gòu)提供200毫米晶圓加工服務(wù)，涵蓋晶錠生長(zhǎng)、外延沉積及器件級(jí)測(cè)試，支持企業(yè)快速驗(yàn)證碳化硅芯片設(shè)計(jì)。 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同網(wǎng)絡(luò)：與意法半導(dǎo)體（STM）、GlobalFoundries及新加坡南洋理工大學(xué)（NTU）合作，建立從材料到器件的完整技術(shù)鏈，推動(dòng)壓電MEMS、毫米波通信等前沿技術(shù)交叉融合。 跨境研發(fā)合作：與烏茲別克斯坦、印度等國(guó)科研機(jī)構(gòu)簽署協(xié)議，共享碳化硅晶體生長(zhǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，優(yōu)化高溫高壓環(huán)境下的工藝穩(wěn)定性，提升供應(yīng)鏈韌性。 市場(chǎng)前景：賦能綠色能源與AI算力革命 據(jù)行業(yè)分析，200毫米碳化硅晶圓的應(yīng)用將使單片晶圓器件數(shù)量增加78%，生產(chǎn)效率提升30%，成本降低25%。A*STAR的研發(fā)線已吸引多家企業(yè)參與： 電動(dòng)汽車領(lǐng)域：本地初創(chuàng)公司W(wǎng)aferLead基于該平臺(tái)開發(fā)出高功率密度SiC MOSFET，應(yīng)用于充電樁及OBC（車載充電器），充電效率提升40%，充電時(shí)間縮短至15分鐘以內(nèi)。 5G通信系統(tǒng)：與意法半導(dǎo)體合作研發(fā)的碳化硅射頻器件，支持毫米波頻段高功率傳輸，基站能效比傳統(tǒng)硅器件提升50%，助力6G網(wǎng)絡(luò)部署。 工業(yè)電源：開發(fā)的高壓平面柵SiC MOSFET（3300V）已通過(guò)新加坡電力局認(rèn)證，應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心UPS系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換效率達(dá)99.2%，年節(jié)電量超10萬(wàn)度。 政策支持：強(qiáng)化新加坡半導(dǎo)體全球競(jìng)爭(zhēng)力 新加坡政府將碳化硅研發(fā)納入“國(guó)家半導(dǎo)體戰(zhàn)略”，未來(lái)三年投入2億新元（約合1.5億美元）支持A*STAR生態(tài)建設(shè)。貿(mào)工部第二部長(zhǎng)陳詩(shī)龍表示：“該研發(fā)線不僅是技術(shù)突破，更是產(chǎn)業(yè)協(xié)同的范式——通過(guò)開放資源，中小企業(yè)可共享大企業(yè)研發(fā)成果，快速響應(yīng)市場(chǎng)需求。” 目前，A*STAR已與全球27家企業(yè)簽署合作協(xié)議，涵蓋材料供應(yīng)商、芯片設(shè)計(jì)公司及終端設(shè)備制造商。其200毫米碳化硅研發(fā)線計(jì)劃于2026年向全球開放服務(wù)，預(yù)計(jì)每年培養(yǎng)500名半導(dǎo)體工程師，推動(dòng)新加坡半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人才庫(kù)擴(kuò)容。 關(guān)于新加坡科技研究局（A*STAR） A*STAR是直屬于新加坡貿(mào)工部的政府法定機(jī)構(gòu)，通過(guò)整合學(xué)術(shù)界與工業(yè)界資源，推動(dòng)科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化。其微電子研究所（IME）專注于半導(dǎo)體材料、封裝及異構(gòu)集成技術(shù)研發(fā)，擁有全球領(lǐng)先的200毫米晶圓中試線及300毫米硅晶圓產(chǎn)能。 |
