AIXTRON满足高良率、低成本、自动化量产需求

采访AIXTRON中国副总经理 方子文博士

5月23-24日，由雅时国际商讯《半导体芯科技》《化合物半导体》主办的“2023-半导体先进技术创新发展和机遇大会”在苏州狮山国际会议中心举行，来自全国各地的专家学者、技术人士齐聚苏州，探讨产业前沿动态，共商未来发展路径，助推产业创新融合。

在会议现场，我们有幸采访了AIXTRON中国副总经理方子文博士，就化合物半导体技术发展趋势以及AIXTRON的先进外延解决方案进行讨论。

问：您今天的演讲题目是：化合物半导体的高产能外延解决方案，请介绍一下化合物半导体外延方面的最新技术及发展趋势。

答：碳中和、碳达峰正在推动对更高效的电气系统以减少能源消耗。基于GaN和SiC宽禁带半导体的数据中心、可再生能源发电和汽车电气化的电源和功率逆变器是第一个关键应用。所有的行业预测都在不断刷新对宽禁带半导体材料的需求，以应对电力市场。为了保证目前应用的增速，宽禁带半导体材料的生产须在性能、生产效率和单位晶圆成本方面作综合提升。

AIXTRON的行星式外延设备是针对高产能高良率的大规模量产而开发，行星式反应器采用水平气流模型，通过3至5层的喷淋头设计来保证外延膜的厚度，组分，参杂均匀性。行星式反应器同时能保证多片衬底间温度的绝对一致性，可以做到+-0.1度的绝对温差。AIXTRON的技术在保持高度外延膜均匀性的前提下实现多片机高产能的量产，从而降低生产成本。

就发展趋势而言，2022年我们看到了SiC的6英寸技术大规模导产。多家衬底厂商也展示了8英寸的衬底。向更大尺寸衬底的过度可以进一步提升生产效率和降低成本，但这都是在保持良率的前提下方可实现。而GaN作为新材料，也在不断挑战着传统Si器件，从消费级电子的快充，<100V的低压器件和>650V 的高压器件，都可以看到新的应用在出现。GaN功率器件的生产已经成功实现了向8英寸的转变，攻克更多的产品应用是GaN的发展趋势。

问：近年来，化合物半导体备受关注，目前GaN和SiC宽禁带半导体已经广泛应用于电动汽车、电源、功率逆变器、通信和先进显示等领域，针对这些应用需求，AIXTRON爱思强有哪些先进产品、技术和解决方案？

答：AIXTRON专注于化合物半导体外延生产技术，我们在功率半导体方面投入了非常大的资源去研发我们最新一代的设备。针对SiC外延生产，我们推出了更大的G10 SiC外延反应腔，在6英寸产能扩充的前提下开发了8英寸的外延生产，也是业内率先实现8英寸大规模量产的外延设备。AIXTRON认为SiC行业要挑战传统的功率器件行业，在展现材料优越性、综合成本优势的前提下，必须展现生产的高度可控性。故而我们的设备研发都是瞄准了智能全自动化工厂，机台均配备C2C Wafer自动传输装置，不需要Operator手动上下片。机台的例行维护也有一大部分做到了机械手自动在高温下更换备件，从而节省升降温时间，实现产能最大化。客户也可以将设备接入工厂的系统，实现大数据的统一分析和管理。在每家外延生产商都瞄准数万片月产能的情况下，只有实现智能化，自动化生产，才能保证良率和成本要求。

问：AIXTRON爱思强产品和技术的核心竞争力是什么？未来发展规划是怎样布局的？

答：我们的核心竞争力在于实现了外延片最佳均匀性和单位无尘室面积的最大产能输出，在同样的设备投资额下创造更多的营业额和利润，实现客户产品的价值增值。在注重产品的同时，我们也十分关注客户服务，只有当我们的客户都在以高满意度生产时，下一次扩产才会考虑选择我们，故而我们在中国本土准备了丰富的人力资源，以应对半导体级别客户对机台稼动率，产商响应时间上的要求。

未来，我们希望可以持续给客户提供更高均匀性，更低生产成本，以及集成度，自动化程度更高的设备。

问：化合物半导体这么火热？除了功率和射频，化合物半导体还有哪些发展契机？

答：以GaN和SiC为代表的第三代半导体，给我们新的应用打开了很多可能性。除了功率和射频应用外，基于化合物半导体的microLED应用也会迎来下一个产业增长点。我们相信不久的将来就会看到第一款使用microLED的商业化产品，例如手表，VR/AR头戴显示器。如若成功攻克microLED应用，其市场增速将会在复合年增长率一倍的情况下快速扩张。

另外，除了我们今天讨论的GaN和SiC材料外，金刚石、GaO等材料也在吸引着大家的眼球，但GaO还需解决衬底昂贵以及散热问题，才能实现产业化。相信业界很快会在第四代半导体技术方面取得更多进展。