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【环球网科技综合报道】8月1日消息,据韩媒TheElec 援引多位业内人士消息,三星电子的8英寸氮化镓(GaN)半导体晶圆代工专线,在试生产阶段遭遇核心可靠性瓶颈,部分芯片在高温环境下长期运行后出现失效问题,原定年内实现量产的目标预计将被迫延后。
据称,这条专为GaN代工打造的产线设计月产能为1300至1500片晶圆,近期已为多家无晶圆厂半导体公司的设计方案完成试流片。但在后续可靠性验证中,部分试产芯片在100至200摄氏度的高温环境下持续运行约1000小时后,出现了停止工作的异常情况。作为面向高压高温场景的核心功率器件,GaN芯片的核心优势本就是在200摄氏度以上环境下稳定运行,广泛适配电动汽车、工业机器人、AI数据中心供电等核心场景,此次暴露的高温失效问题,将直接影响当前工艺下产出芯片的商业化可用性。
目前三星已启动根因排查工作,晶圆制造工艺环节是本次调查的核心方向。业内分析认为,此前为达成预期器件性能推进的工艺优化调整,很可能是引发可靠性问题的诱因。三星的GaN外延片完全依托自研工艺生产,采用进口MOCVD设备在硅晶圆上生长氮化镓功能层,若外延层的晶体质量、界面结构未完成充分优化,在高温高压的长期工作场景下,内部潜藏的缺陷会被快速放大,最终引发器件失效。另有行业知情人士透露,三星此前为了将器件阈值电压压低至2-3伏的目标区间,过度追求接近2伏的行业基准值,却忽略了参数优化对器件长期寿命的潜在影响——阈值电压过低会让器件对微小电流产生误响应,大幅提升运行出错的概率。
这条8英寸GaN产线的落地进度本就经历过多次调整:三星2023年重组LED业务、成立化合物半导体解决方案(CSS)部门时,最初计划2025年就建成专用GaN产线,受功率半导体市场需求不及预期影响,直接将量产节点推迟到2026年底。业内判断,本次试产暴露的可靠性问题,大概率会让正式量产的时间表再延后数月。
三星电子相关负责人对此表示,目前项目仍处于预生产阶段,正在攻克大规模量产前的常规开发挑战,这属于试产阶段正常的问题排查流程,现阶段就判定相关现象为产品缺陷还为时尚早。(青山)