国家第三代半导体技术创新中心(深圳) 发布多项技术成果及服务平台

晶报记者 李海若
20:14

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国家第三代半导体技术创新中心(深圳) 发布多项技术成果及服务平台

10月15-17日,2025湾区半导体产业生态博览会(湾芯展)在深圳会展中心(福田)举行,依托于深圳平湖实验室的国家第三代半导体技术创新中心深圳综合平台(简称“深圳综合平台”)在化合物半导体产业发展高峰论坛上携多项核心技术成果及未来前沿探索技术亮相展会,在这场集结600余家全球半导体领军企业的行业盛会上,以“开放共享”姿态释放技术创新活力,为破解产业痛点注入核心动能。

平台技术成果发布:亮点纷呈聚力创新

功率半导体是现代电力电子器件、射频器件的高潜力材料,与集成电路同等重要,其核心竞争力在于材料和器件结构的有机结合,尤其适合应用在高压、高频、大功率领域。以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体,以及以氧化镓、氮化铝、金刚石等为代表的第四代半导体,未来应用前景十分广泛。

深圳综合平台是全球首个集科研和中试于一体的8吋先进功率半导体开放共享平台,具备全链条的研发到产业化能力。平台现有研究中心、中试中心、分析检测中心和成果转化中心四大中心,已服务30家以上的合作伙伴,10家以上的中试客户,45家以上的分析检测服务客户,与8所高等院校开展科研合作或共建联合实习基地。
2025年,平台完成了技术平台1.0,在衬底与外延技术、SiC平面栅与沟槽栅技术、GaN外延与器件技术等方面取得了重大突破:

衬底加工工艺:平台已率先实现碳化硅激光剥离技术和效率突破,实现8吋单片总损耗<75um,切割时间≤20min,成本降低26%,并且通过外延、器件及可靠性验证,整体性能达到国际领先。该技术可以帮助产业链实现进一步提质、降本、增效。

碳化硅外延技术:瞄准新型智能电网、轨道交通等国家战略需求,开展特高压厚膜、超结外延研究。突破了200um超厚膜缺陷控制、少子寿命提升难题,超厚膜外延达到国际先进水平,并首次实现商用4°偏角4H-SiC衬底上3C-SiC外延高质量生长,有望解决碳化硅功率器件栅氧迁移率低的难题。

1200V SiC平面栅:突破了超窄平面栅元胞结构设计、超高深宽比源极接触孔制备等关键技术,构建了高性能SiC平面栅MOSFET器件的技术能力。

1200V SiC沟槽栅:突破了结构精度与损伤控制、界面质量与可靠性、电学性能与可靠性平衡、终端与保护结构等关键技术,器件性能处于业界先进水平,且器件具有完全自主结构专利,并搭建了全流程自主可控8英寸沟槽栅SiC MOSFET工艺平台。

GaN 外延技术:面向高压,聚焦车规应用的高压1200V外延研究,在硅基GaN外延厚度、翘曲、垂直耐压等方面,达到国际先进水平;面向低压,聚焦人工智能AI供电的15-40V外延研究,突破高质量选区二次外延技术,为超低压GaN产业化扫除了技术障碍。

GaN器件技术:通过突破栅区与欧姆区小尺寸关键工艺、栅极可靠性加固、漂移区尖峰电场抑制、高质量表面钝化、短沟道效应抑制等系列关键技术,在25至650V全系GaN器件技术平台实现行业领先。

此外,平台自主设计了业界首台多功能超宽禁带材料和万伏大功率器件综合表征系统,基于自研装备,在超宽禁带领域利用国产材料制备了国内首个氮化铝/富铝镓氮HMET器件等。同时,平台还建立了自主可控仿真设计平台,开发了基于高压GaN工艺的PDK 0.5版本,为半导体器件的研发和设计提供了有力支持。

未来,平台进一步提升功率密度和器件可靠性,同时在第四代器件方面取得突破,如推出GaN/SiC混合场效应晶体管、SiC 20kV IGBT等。

深圳综合平台的建成和发展,有助于深圳打造具有全球影响力的半导体技术创新中心,支撑国家重大战略需求,推动我国半导体产业高水平、高质量发展。

合作签约:携手产业链伙伴共谋发展

单打独斗难成气候,协同创新方能致远。随后,深圳综合平台与14家产业链伙伴达成合作签约。这些合作覆盖功率半导体材料、器件、工艺及应用等多个领域,进一步完善产业生态布局,推动技术成果加速转化。

EDA设计公共平台正式启用:打造自主可控的设计仿真支撑体系

国家第三代半导体技术创新中心聚焦第三代半导体设计与流片验证的卡点环节,建设基于国产EDA设计公共平台。客户可以基于EDA设计公共平台,利用平台中试线流片验证。

论坛上,深圳综合平台在国创中心总部的指导下,完成了国家第三代半导体技术创新中心EDA设计公共平台的签约、揭牌与授牌仪式,标志着该平台正式启用。

国产工艺设备首台(套)验证成果发布:推动国产化催熟与验证关键一跃

深圳平湖实验室副主任贾国军与北京北方华创微电子装备有限公司、深圳市大族半导体装备科技有限公司、上海精测半导体技术有限公司等13家国产设备商共同登台点亮16台国产设备标识,这也标志着8吋宽禁带半导体国产工艺设备首台(套)验证成果正式发布。

截至目前,深圳综合平台勇担国产化验证与催熟使命,已完成123台套优秀国产设备的使用验证、熟化,其中16台属于国内细分领域首台套装备。同时实现了靶材、特气、化学品及光刻胶等关键材料96%的国产化验证,有力推动设备与材料的国产化进程。

深圳综合平台此次湾芯展之行,不仅全面展示了技术平台1.0的丰硕成果,也通过项目签约、EDA设计公共平台正式启用和发布国产化设备验证成果、发布PDK、MPW和中试平台等举措,彰显了推动我国先进功率半导体产业自主可控、高质量发展的坚定决心。平台将继续秉持开放共享的理念,与全球产业链伙伴携手共进,共创半导体产业新未来。

(作者:晶报记者 李海若)
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