携封测技术，国星光电开辟第三代半导体赛道
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第三代半导体器件凭借较大的禁带宽度、高导热率、高电子饱和漂移速度、高击穿电压、优良的物理和化学稳定性等特点，备受企业和资本市场的热捧。 市场需求方面，以车用SiC功率元件为例，据TrendForce集邦咨询研究，随着越来越多车企开始在电驱系统中导入SiC技术，预估2022年车用SiC功率元件市场规模将达到10.7亿美元，至2026年将攀升至39.4 亿美元。 在此背景下，LED封装龙头国星光电于2020年启动了组建功率器件实验室及功率器件产线的工作，开始大力布局第三代半导体封测领域。在2022集邦咨询第三代半导体前沿趋势研讨会现场，国星光电研究院研发经理、高级工程师成年斌，介绍了公司在热管理上的研究成果以及对第三代半导体市场的探索。 热管理的数字化迭代验证，助力集成封装升级 成年斌表示，传统的科学研究是“试错”与“运气”的经验总结，而在当下，数字化技术在技术研究的应用方面具有缩短周期、平台化和虚拟验证能力强的特性，利用数字化平台、实验虚拟化技术成为新型研究手段。 他指出，通过建立模型和验证仿真，产品在研发设计阶段可以通过数据化和虚拟化研发，打破传统科学研究的“实验试错”模式。 以热管理的验证为例，数字化的热管理验证方式需要经过几何建模、模块化、构建模型耦合等步骤，最后通过求解进行后处理，再根据结果反馈到开发工程师进行调整设计。 热管理的数字化迭代验证具有非常重要的实际意义。 成年斌解释，80%以上的电力电子元器件失效的根本原因是“热问题”，热管理的重要作用便是了解热的来源、去向、热传导的途径。对于封装企业而言，热管理的数字化迭代验证可以很好地帮助企业对电流密度、电磁场、温度场、结构形变、电*热辐射耦合、热*结构耦合等进行分析，从而优化模块设计，保证封装的可靠性。 目前，国星光电已成功将热管理的数字化迭代验证方式应用于芯片位置分布的热管理分析、新品开发的PDCA验证环节等。经对比，热管理的数字化迭代验证方式主要有三大优势： 1.快速定位热点，提前发现可靠性失效; 2.方案调整成本低，效率高; 3.多学科优化指引设计开发人员优化设计。 立足LED封测，国星光电布局第三代半导体封测 1969年正式成立的国星光电，是国内最早生产LED的企业之一。国家“十四五”对半导体集成电路领域有着重要的规划，在此背景下，国星光电立足于LED封测高可靠性的品质管理体系，加大对第三代半导体封测领域的投入，致力于打造具有高可靠性及高品质优势的第三代半导体功率器件封测企业。 据了解，国星光电扎根于佛山，布局全国，放眼全球，研究范围主要包括Mini/Micro LED超高清显示、第三代半导体、5G通讯、人因照明、非视觉光源和LED应用等领域核心技术，现已形成对上游LED芯片、中游LED封装、下游LED应用的全覆盖，并将第三代半导体作为新兴培育方向。 目前，国星光电在第三代半导体领域主要有三大类产品： 1.SiC功率分立器件  图源：国星光电 为提升SiC功率分立器件产品的可靠性，国星光电加大了对热固晶工艺的空洞研究、IOL应力可靠性研究、高功率密度与散热绝缘研究等，不断提高封测技术、提升产品可靠性。 目前，SiC功率分立器件已形成SiC-MOSFET及SiC-SBD两条拳头产品线，拥有TO-247封装、TO-220封装、TO-263封装、TO-252封装、DFN5*6五种封装结构，可在光伏逆变、储能、充电桩、大型驱动、UPS不间断电源等工业级领域得到应用，并正向车规领域靠拢。 2.SiC功率模块  图源：国星光电 国星光电SiC功率模块产品对标行业巨头，目前已规划出34mm、62mm、easy、econo系列共四类可量产的标准封装类型产品，应用领域包括太阳能发电、新能源汽车、新能源动车、电网传输、风力发电等。 3.GaN器件 图源：国星光电 国星光电GaN器件产品主要瞄准快充市场，现已建成DFN5*6、DFN8*8两大产品线。 成年斌还指出，半导体封测主要的工序有：晶元划片-固晶贴片-焊线键合-塑封成型-切筋分选-测试包装。国星光电工艺水平成熟，可支撑高品质的、稳定的、多样的半导体封测业务。 值得注意的是，在扮演好第三代半导体功率器件封测企业这个角色的同时，国星光电也积极布局上游外延芯片领域。据悉，国星光电子公司国星半导体已具备硅基GaN芯片相关技术储备，并积极与高校和研究所展开GaN功率器件等的研发工作，合作成果备受期待。 面向未来，国星光电将持续以服务国家战略、支撑国家建设、引领行业发展为己任，做强做优做大LED封装主业，做专做精做深智能显示、智能穿戴、智控模块、第三代半导体等新兴产业，努力成为世界级LED及化合物封装技术创新领导者。
来源：化合物半导体市场 |
