7月31日消息,三星电子旗下GaN(氮化镓)半导体8英寸晶圆代工项目在试产阶段遭遇严峻挑战。部分芯片在高温环境下出现工作异常,这一突发状况使得原定于年内实现量产的规划充满不确定性。

据多位行业知情人士透露,三星电子在龙仁市器兴园区建设了一条专门用于8英寸氮化镓半导体代工的生产线,月产能约为1300至1500片晶圆。近期,该产线为部分无晶圆厂模式公司提供了试产服务,结果发现,部分芯片在100℃至200℃的高温环境下连续暴露约1000小时后,会出现突然停止工作的现象。
然而,GaN半导体典型的应用场景正是1200V高压与超过200℃的高温环境。其之所以能在电动汽车、机器人技术、数据中心等领域获得广泛认可,核心优势在于高温下仍能保持稳定工作。因此,有业内人士直言:若按照三星电子现有工艺路线生产,芯片的可靠性远未达到行业标准。
目前,三星电子正在积极排查问题根源。业内普遍将关注点集中在晶圆制造工艺环节。有分析指出,三星为了达成芯片预设的性能指标,对部分工艺进行了调整,而这或许正是诱发问题的关键所在。
值得注意的是,GaN半导体晶圆的生产必须使用经过特殊工艺处理的外延片。其结构是在硅等基底晶圆上,通过外延工艺生长出GaN层。如果GaN层的质量或晶体结构未达到最佳状态,在高温高压环境下,缺陷会被显著放大。三星电子已引进专用的有机金属化学气相沉积(MOCVD)设备,计划自主生产外延片。
一位熟悉内情的人士指出:“为了满足功率半导体最低2~3V的阈值电压要求,团队对晶圆工艺进行了修改,但这似乎导致他们忽略了对芯片寿命的影响。”GaN半导体通常需要约2V的阈值电压。若阈值电压过低,芯片即使面对微弱电流也会产生响应,从而引发故障。
业界普遍认为,此次暴露的问题可能导致代工线投产时间再度推迟数月。一位要求匿名的三星电子GaN代工客户直言:“三星电子一直将重点放在存储芯片等核心业务上,导致其在功率半导体代工领域的布局本就落后于竞争对手。”目前,英飞凌、意法半导体、德州仪器、英诺赛科等厂商,早在1至2年前就已开始销售GaN半导体产品。
针对上述情况,三星电子一位相关负责人回应称:“产品目前仍处于量产前的开发阶段,期间出现的问题还不能直接定义为产品缺陷。”
