新加坡启动全球首个工业级200毫米碳化硅开放研发线，加速半导体材料革命
发布时间：2025-5-27 10:30
发布者：eechina
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新加坡科技研究局（A*STAR）日前宣布，其微电子研究所（IME）正式启用全球首条工业级200毫米（8英寸）碳化硅（SiC）开放研发生产线，标志着半导体材料技术迈入规模化应用新阶段。该平台旨在通过开放合作模式，加速碳化硅在电动汽车、5G通信及工业电源等领域的商业化进程，巩固新加坡在全球半导体产业链中的创新枢纽地位。 技术突破：从实验室到工业化的跨越 碳化硅作为第三代半导体材料的核心代表，以其高击穿电场、高导热性和低导通损耗特性，成为电动汽车逆变器、充电桩及5G基站功率器件的首选材料。然而，受限于150毫米（6英寸）晶圆产能瓶颈及材料缺陷控制难题，行业长期面临良率低、成本高的挑战。A*STAR此次推出的200毫米研发线，通过三大技术突破实现量产可行性： 晶体生长优化：采用改进的物理气相传输法（PVT），将200毫米晶锭的位错密度（DD）从传统工艺的11,256 cm⁻²降至3,885 cm⁻²，接近商用150毫米晶圆水平，微管密度低于0.5 cm⁻²，满足工业级器件可靠性要求。 高精度加工工艺：集成多线锯切片、化学机械抛光（CMP）及外延层沉积技术，实现晶圆厚度均匀性±1μm、电阻率波动＜3%，兼容现有8英寸半导体设备，降低企业转型成本。 缺陷检测与补偿：引入非接触式映射系统（LEI 1510）及熔融KOH选择性蚀刻技术，实时监测晶圆内缺陷分布，并通过工艺参数动态调整提升良率，目前已实现单晶衬底交付良率超90%。 开放合作：构建产业生态共同体 A*STAR将该研发线定位为“半导体创新加速器”，通过开放设备、工艺及数据资源，降低中小企业研发门槛。其核心合作模式包括： 技术共享平台：向本地企业及国际机构提供200毫米晶圆加工服务，涵盖晶锭生长、外延沉积及器件级测试，支持企业快速验证碳化硅芯片设计。 产学研协同网络：与意法半导体（STM）、GlobalFoundries及新加坡南洋理工大学（NTU）合作，建立从材料到器件的完整技术链，推动压电MEMS、毫米波通信等前沿技术交叉融合。 跨境研发合作：与乌兹别克斯坦、印度等国科研机构签署协议，共享碳化硅晶体生长数据库，优化高温高压环境下的工艺稳定性，提升供应链韧性。 市场前景：赋能绿色能源与AI算力革命 据行业分析，200毫米碳化硅晶圆的应用将使单片晶圆器件数量增加78%，生产效率提升30%，成本降低25%。A*STAR的研发线已吸引多家企业参与： 电动汽车领域：本地初创公司WaferLead基于该平台开发出高功率密度SiC MOSFET，应用于充电桩及OBC（车载充电器），充电效率提升40%，充电时间缩短至15分钟以内。 5G通信系统：与意法半导体合作研发的碳化硅射频器件，支持毫米波频段高功率传输，基站能效比传统硅器件提升50%，助力6G网络部署。 工业电源：开发的高压平面栅SiC MOSFET（3300V）已通过新加坡电力局认证，应用于数据中心UPS系统，转换效率达99.2%，年节电量超10万度。 政策支持：强化新加坡半导体全球竞争力 新加坡政府将碳化硅研发纳入“国家半导体战略”，未来三年投入2亿新元（约合1.5亿美元）支持A*STAR生态建设。贸工部第二部长陈诗龙表示：“该研发线不仅是技术突破，更是产业协同的范式——通过开放资源，中小企业可共享大企业研发成果，快速响应市场需求。” 目前，A*STAR已与全球27家企业签署合作协议，涵盖材料供应商、芯片设计公司及终端设备制造商。其200毫米碳化硅研发线计划于2026年向全球开放服务，预计每年培养500名半导体工程师，推动新加坡半导体产业人才库扩容。 关于新加坡科技研究局（A*STAR） A*STAR是直属于新加坡贸工部的政府法定机构，通过整合学术界与工业界资源，推动科技创新与成果转化。其微电子研究所（IME）专注于半导体材料、封装及异构集成技术研发，拥有全球领先的200毫米晶圆中试线及300毫米硅晶圆产能。 |
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