專家觀點(diǎn)

　　北京工業(yè)大學(xué)電子工程系博士生導(dǎo)師亢寶位

　　“我國IGBT的設(shè)計與加工是分離還是統(tǒng)一？應(yīng)早日形成共識以免浪費(fèi)資源。”

　　作為半導(dǎo)體器件主體的微電子器件已經(jīng)發(fā)展成為兩大分支：半導(dǎo)體集成電路和半導(dǎo)體功率器件。前者用于信息處理，后者用于能量（電能）處理。1980年之后國際上主流的半導(dǎo)體功率器件由可控硅發(fā)展為更先進(jìn)的絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。 它用起來更簡單方便，用它制造的電力裝置體積小、重量輕、成本低、更節(jié)能。我國對其重要性認(rèn)識較遲，落后于國際約20年才起步，2005年之后才逐步提上日程，重點(diǎn)加以提倡和扶持。

　　目前我國IGBT（含配套的超快FRD）產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀是：在封裝方面，通過自己開發(fā)和技術(shù)引進(jìn)，已經(jīng)解決了電壓可達(dá)6500KV、電流可達(dá)幾千安培的IGBT功率模塊封裝（內(nèi)含F(xiàn)RD）的批量生產(chǎn)技術(shù)；在芯片方面，已經(jīng)開發(fā)出耐壓1700V以下（含1700V）的IGBT和超快FRD。

　　目前我國IGBT產(chǎn)業(yè)存在的主要問題是：一是芯片國產(chǎn)化還沒有真正解決。耐壓高于1700V的產(chǎn)品有待開發(fā)；耐壓低于（含）1200V的產(chǎn)品有待用戶考驗(yàn)，改進(jìn)質(zhì)量才能達(dá)到市場大批量接納水平，這還需一段不短的磨合過程；二是我國自產(chǎn)的IGBT芯片技術(shù)還基本采用國際上1980年代末期推出的NPT-IGBT技術(shù)，其后國際上出現(xiàn)了更先進(jìn)的產(chǎn)品，如溝槽柵FS-IGBT、表面載流子濃度增強(qiáng)IGBT等，我國還沒有開發(fā)成功或者還沒有開始開發(fā)；三是IGBT模塊封裝用的關(guān)鍵零部件還需進(jìn)口；四是更優(yōu)越的、以SiC為代表的新材料IGBT的研發(fā)才剛剛開始納入重點(diǎn)；五是國際上IGBT的生產(chǎn)高度集中于少數(shù)幾家大公司，他們采用互不相同的、獨(dú)有的器件結(jié)構(gòu)和工藝技術(shù)，中國需要創(chuàng)造出自己的IGBT制造技術(shù)才能獨(dú)立生存，否則就只能生產(chǎn)落后的產(chǎn)品或者向外國公司支付高額的技術(shù)費(fèi)用。

　　除以上技術(shù)問題外，還有產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)行機(jī)制問題。在國外，IGBT產(chǎn)業(yè)與集成電路產(chǎn)業(yè)是完全不同的。集成電路產(chǎn)業(yè)是設(shè)計與加工分離，由專門的設(shè)計公司進(jìn)行電路設(shè)計和專門的代工企業(yè)進(jìn)行制造，電路中晶體管的器件設(shè)計和加工技術(shù)都同屬于代工企業(yè)，但是國外各大公司IGBT的設(shè)計與制造卻是不分離的。這是因?yàn)镮GBT本身只是一個器件，沒有電路，所以不存在電路設(shè)計問題。此外各大公司IGBT的設(shè)計與制造技術(shù)也各不相同，都有自己的技術(shù)秘密，不便于統(tǒng)一代工。我國IGBT的設(shè)計與加工是分離還是統(tǒng)一？應(yīng)早日統(tǒng)一認(rèn)識以免浪費(fèi)資源。

　　我國IGBT產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但要在國際競爭中占有一席之地，還有很長的路要走，可能需要十幾年或幾十年的時間，還需要本行業(yè)腳踏實(shí)地的長期努力和政府長期持續(xù)的扶持。

　　江蘇宏微科技有限公司總裁趙善麒

　　“下一步要取得更大的發(fā)展，需從整個IGBT產(chǎn)業(yè)鏈方面考慮如何加強(qiáng)和提升IGBT器件的水平。”

　　與國外相比，目前國內(nèi)IGBT產(chǎn)品的品種方面還不完善，特別是在芯片產(chǎn)品方面；高電壓（1700V以上）產(chǎn)品還是空白；高壓1200V以上高壓IGBT的區(qū)熔單晶也基本是空白，國內(nèi)尚無Field Stop工藝平臺。宏微科技用其專有的NPT技術(shù)實(shí)現(xiàn)了Field Stop技術(shù)的特性。國內(nèi)Trench IGBT仍在開發(fā)中，尚無商品化的產(chǎn)品，需要在正面的Trench工藝、背面的減薄和離子注入工藝上下工夫。

　　雖然目前硅是IGBT的主流，SiC（碳化硅）及GaN（氮化鎵）也開始有所應(yīng)用。SiC目前比較成熟的器件主要是SiC二極管，MOSFET也逐漸投向市場，但是IGBT應(yīng)用還遙遙無期。GaN目前主要產(chǎn)品也是二極管和LED。

　　最近中國大陸投資興建了IGBT 8英寸芯片生產(chǎn)線、中科院微電子所超高壓IGBT6500V阻斷電壓成功等，表明我國IGBT領(lǐng)域已取得了一定的進(jìn)展。下一步要取得更大的發(fā)展，就要從整個IGBT產(chǎn)業(yè)鏈方面考慮如何加強(qiáng)和提升IGBT器件的水平，如原材料、制造工藝、制造設(shè)備、測試和可靠性技術(shù)，以及應(yīng)用拓展、人才培養(yǎng)等。

　　未來溝槽柵、高壓和場截止型（FS）將代表IGBT的發(fā)展趨勢，但是在許多細(xì)節(jié)方面（設(shè)計和工藝）需要考慮如何進(jìn)一步改善IGBT的性能。要制造出性價比更高、可靠性相當(dāng)?shù)腎GBT器件和模塊，需要攻克的難點(diǎn)涉及整個IGBT產(chǎn)業(yè)鏈的問題，包括材料、制造工藝、制造設(shè)備和可靠性技術(shù)的提升等。