全球最薄硅功率晶圓出世，對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)有何影響？

10月29日，半導(dǎo)體大廠(chǎng)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(dǎo)體晶圓處理和加工技術(shù)的公司。

英飛凌科技電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部總裁Adam White表示，隨著AI數(shù)據(jù)中心的能源需求大幅上升，能效變得日益重要。這給英飛凌帶來(lái)了快速發(fā)展的機(jī)遇，英飛凌預(yù)計(jì)其AI業(yè)務(wù)收入在未來(lái)兩年內(nèi)將達(dá)到10億歐元。

晶圓厚度僅為頭發(fā)絲1/4

技術(shù)規(guī)格上，這種晶圓直徑為30mm，厚度20μm僅為頭發(fā)絲的四分之一，是目前最先進(jìn)的40-60μm晶圓厚度的一半。通常來(lái)講，晶圓的厚度大致在幾十到幾百微米之間。此次英飛凌將晶圓厚度降低到20μm，可謂是業(yè)界全新的突破。但業(yè)界也認(rèn)為，更薄的晶圓也將面臨一些新的技術(shù)挑戰(zhàn)，例如傳統(tǒng)工藝兼容、翹曲等問(wèn)題。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)上，與基于傳統(tǒng)硅晶圓的解決方案相比，該技術(shù)晶圓厚度減半，基板電阻可降低50%，功率系統(tǒng)中的功率損耗可減少15%以上。對(duì)于高端AI服務(wù)器應(yīng)用來(lái)說(shuō)，電流增大會(huì)推動(dòng)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(duì)于功率轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)尤為重要。

應(yīng)用領(lǐng)域上，英飛凌這款超薄晶圓技術(shù)已獲得認(rèn)可，并被應(yīng)用于英飛凌的集成智能功率級(jí)（直流-直流轉(zhuǎn)換器）中，且已交付給首批客戶(hù)。英飛凌指出，這項(xiàng)創(chuàng)新將有助于大幅提高功率轉(zhuǎn)換解決方案的能效、功率密度和可靠性，適用于AI數(shù)據(jù)中心，以及消費(fèi)、電機(jī)控制和計(jì)算應(yīng)用。

目前，英飛凌擁有全面的產(chǎn)品和技術(shù)組合，覆蓋了基于Si、SiC和GaN的器件。碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）功率半導(dǎo)體作為新型半導(dǎo)體材料，因其在高功率應(yīng)用中的卓越表現(xiàn)，也被認(rèn)為是硅的下一代繼任者。英飛凌稱(chēng)，硅將繼續(xù)在許多領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，但英飛凌也在積極推進(jìn)SiC和GaN技術(shù)的發(fā)展。

在氮化鎵方面，英飛凌推出全球首款300mm氮化鎵（GaN）功率半導(dǎo)體晶圓；碳化硅方面，該公司提升其200毫米晶圓產(chǎn)能，目前已建成全球最大的200mm碳化硅（SiC）功率半導(dǎo)體晶圓廠(chǎng)，晶圓廠(chǎng)位于馬來(lái)西亞居林。

上述體現(xiàn)出英飛凌加強(qiáng)布局功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的決心。

超薄晶圓技術(shù)，半導(dǎo)體業(yè)“重要推手”

放眼全球格局，功率半導(dǎo)體市場(chǎng)呈現(xiàn)出明顯的分層競(jìng)爭(zhēng)格局。全球市場(chǎng)主要被海外IDM巨頭占據(jù)，其中英飛凌以一定優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)先同行，其次是德州儀器、安森美、意法半導(dǎo)體等企業(yè)。

針對(duì)此次突破，業(yè)界認(rèn)為，超薄晶圓技術(shù)的推進(jìn)有望進(jìn)一步擴(kuò)大英飛凌在全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，或加劇全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，驅(qū)動(dòng)同行加快技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級(jí)。

近年來(lái)，隨著科技行業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)低能耗、小尺寸、超薄化芯片的需求不斷提升，進(jìn)而推動(dòng)超薄晶圓的需求上漲。這種市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)將促進(jìn)半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展，尤其是晶圓薄化技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

英飛凌預(yù)測(cè)，在未來(lái)三至四年內(nèi)，現(xiàn)有的傳統(tǒng)晶圓技術(shù)將逐步被這種超薄晶圓技術(shù)所取代，尤其在低壓功率轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域。這預(yù)示著，未來(lái)，超薄晶圓技術(shù)可能會(huì)成為功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的主流技術(shù)，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

對(duì)于全球半導(dǎo)體行業(yè)而言，超薄晶圓技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)格局的變化，對(duì)供應(yīng)鏈、制造工藝以及市場(chǎng)需求產(chǎn)生了重要影響，并將進(jìn)一步促進(jìn)低碳化和數(shù)字化的進(jìn)程。