韩国功率半导体商用化中心及重点企业

近日，韩国STI宣布将在釜山市建设一个年产3万片SiC晶圆的新工厂，以支持韩国车规SiC的本土供应。据介绍，STI将投资3000亿韩元（约16.4亿人民币），在釜山功率半导体细分专业园区建立SiC材料生产工厂。该项目的一期工程占地超16000平方米，预计明年下半年建成。STI是一家研发半导体石英玻璃电炉、SiC半导体生长炉等设备的公司。目前STI自主研发了SiC PVT生长炉，成功的开发出纯度为99.9998%的5N级锭粉，实现了韩国关键半导体材料SiC锭粉的本地化。

事实上，由于缺乏技术和专利，韩国第三代半导体90%以上产品需求依赖进口。为此，韩国半导体产业试图摆脱主要依赖存储产品个局面，力争向其他领域进军。

试图打造世界级功率半导体产业集群

釜山位于韩国东南端，是韩国第一大港口和第二大城市，也是世界上最繁忙的港口之一。釜山市从2017年开始着手打造SiC功率半导体产业集群，釜山技术园区是主要载体，正在形成日渐完善的功率半导体产业生态。

作为下一代新增长动力产业战略的一部分，釜山科技园功率半导体商用化中心（PSCC，Power Semiconductor Commercialization Center）与韩国半导体产业协会共同推进“功率半导体原型共同生产支援计划”，目标是在开发半导体原型的过程中，将生产和设备的成本降低50%-60%，帮助企业加速商业化。在这一过程中，将解决韩国功率半导体产业的薄弱结构和市场功能无法克服的技术局限性，通过建立FAB工艺开发研究平台和可靠性中心等，实现完善的国内功率半导体产业生态系统，振兴当地工业和经济。

该中心基于釜山的优秀人力资源，在政府和釜山市的大力支持下搭建了一个可以开发并量产高附加值的化合物功率半导体的FAB，帮助国内无厂半导体（Fabless）企业及芯片制造商克服现有硅基功率半导体的技术局限性和市场限制，从而获得下一代功率半导体的全球竞争力。

为了促进技术咨询和业务发展，该中心组建了专家库，以充分确保企业委托的产品开发高级人才具有原创技术能力，同时与国内外有关研究机构建立了网络，支持国外技术信息共享、中心设备和制造工程IP等。

该中心的组织结构包括：中心主任、行政支持团队、工艺支持团队（氧化/植入、光刻、CVD/PVD、减薄、测量）、设备支持团队（晶圆制造、供电/供水等、连接设备、安全）、新业务推广团队（可靠性中心、研发业务、新项目计划）。

该中心的推广业务包括：SiC功率半导体研究平台的搭建、可靠性评估认证中心的建设、以及功率半导体研发项目执行及商用化技术开发的企业支持。

功率半导体研究平台项目：用于SiC功率半导体批量生产过程及试制品生产的技术支持的工艺设备和Fab的建立与运作，旨在增强下一代功率半导体全球技术竞争力。为了培育备受关注的功率半导体新产业，构建150mm SiC功率半导体批量生产线；利用已建立的基础设施支持高效功率半导体器件的开发；建立为国内企业使用技术服务的基础。

建立可靠性评估认证中心项目：开发功率半导体可靠性评估技术以及认证支持核心设备的建设与运作。通过建立世界一流的功率半导体可靠性评估认证基础，从功率半导体批量生产过程到生产产品的可靠性评估，通过前后产业的区域一体化，将釜山市打造成为世界级功率半导体产业集群。

在SiC技术开发方面，该中心正在构建研发技术元器件库，涵盖SBD、DMOSFET和TMOSFET三类器件。

SBD：外延设计（厚度/掺杂）、器件设计（考虑共振余量）、离子注入模拟器（JTE）、SBD批量生产工序设计、离子注入及活化技术、金属触点工艺技术、高压边缘端接（Edge Terminat ion）技术。

DMOSFET：离子注入仿真器（FLR、JIE、P-Well、N-Source）、DMOSFET批量生产工序设计、SiC/SiO2界面缺陷控制技术、低电阻欧姆工艺技术。

TMOSFET：离子注入仿真器（FLR、JTE、P-Well、N+Source、沟槽结构开发）、TMOSFET批量生产工序设计、沟槽栅（降低导通电阻）、沟槽内离子注入技术、SiC/SiO2界面缺陷控制技术。

工艺展示

差异化技术开发涵盖SiC沟槽蚀刻、高温退火、高温离子注入、高温氧化等环节。

差异化技术开发

据介绍，目前，功率半导体商用化中心已有23套SiC功率半导体前道工序设备、5套SiC功率半导体后道工序设备、22套SiC功率半导体可靠性认证设备在运行。其目标是构建一套从SiC功率器件制造到可靠性评估的闭环支持系统。

韩国功率半导体重点企业

JMJ Korea

为了在封装和组装过程中连接设备的引线框和封装，需要使用铝线进行互连。然而，在传统技术中，为了降低电阻或提高热性能，必须增加引线键合的数量。用于这种用途键合设备存在一定的限制，而且需要大量的资金购买，还要等待很长时间。JMJ开发和大规模生产的clip and clip（夹片）安装自动化设备是一种新技术，可以替代这些传统技术，从而提高功率半导体的效率。

现有铝线技术与JMJ夹焊新技术

与现有技术相比，这些产品组具有独创性和竞争力。据称，JMJ是唯一一家可以生产和销售的公司。

夹片冲压高科技：宽压纹、凹陷、弯曲

各种clip and clip

JMJ研发的clip and clip关键技术通过实心铜桥取代了芯片和引线之间的标准引线连接，该桥由焊膏焊接，由于封装小，因此具有独特的封装电阻、更好的热阻和超快的开关性能。

功率封装阵容

通过使用MPT（微图案处理）技术，增加了键合强度，提高了封装的可靠性。精细刻印图案技术是指在半导体材料的金属表面上形成精细雕刻图案，以增加与密封剂的结合力，防止金属表面剥落。

在电力电子领域，越来越多使用SiC高性能模块是在超声波焊接的帮助下生产的。与传统焊接相比，负载和控制连接到基板的超声波焊接提供了全过程和质量监控。在可靠性测试中，超声波焊接电源模块的使用寿命长达十倍。

超声波焊接

压接（press-fit）技术利用压配合销来建立与印刷电路板的模块接触。基本原理是压入区的纬度大于PCB孔的纬度。这项技术确保了模块和PCB的简单快速安装，通过消除焊接工艺减少了组装时间和成本。

压接（press-fit）技术

Power Cube Semi

Power Cube Semi是一家专注于硅和碳化硅功率半导体的公司。为了应对迅速变化的全球半导体市场，该公司努力开发多元化技术，涵盖硅、SiC、Ga2O3。自2017年，公司将业务拓展至加热器领域，并设计和制造了最佳的加热器解决方案。其主要技术和产品有超级结MOSFET技术、晶圆薄化技术、快速恢复二极管、齐纳二极管、SiC MOSFET、SiC二极管、ESD保护设计，MPS结构（高IFSM）等。

2022年底，该公司获得Game Changer Investment、Villance Investment和Anda Asia Ventures的B轮投资，累计投资90亿韩元（约5000万人民币），融资计划用于购买功率半导体研发和设备，以扩建工厂增加产能。

2017年以来，该公司开发了超结硅MOSFET产品，主要应用于服务器电源和车载充电器（OBC）；2022年，拿到韩国国家大型项目，开发沟槽型1700V SiC MOSFET，并计划从2023年起扩大SiC MOSFET产品阵容，积极应对车用半导体市场。

该公司正在韩国天安工业园区准备生产设施，将于2024年完工。目前，该公司能够生产6英寸1200V SiC二极管。在工艺方面，其开发的SiC肖特基二极管可通过一次离子注入制造，在价格上具有竞争优势。其碳化硅二极管针对电动汽车充电器和电机驱动市场，正在与客户一起测试。

SiC MOSFET路线图及核心技术

另外，该公司还在开发超结硅器件和氧化镓器件。由DB Hitech代工开发的650V超级结MOSFET已供给中国一家电动汽车公司，预计今年年底将实现出口200万颗。

该公司利用其开发和大规模生产650V超级结MOSFET的经验，开发了800V 10A产品，将为全球家电市场供货。800V超级结MOSFET是一种用于家用电器的功率半导体，减小了尺寸，同时增强了电压稳定性。与650V MOSFET产品相比，增强了功率稳定性。

硅超结MOSFET

Power Cube Semi还在与现代汽车基础高级研究所（IFAT）一起开发用于电动汽车的高压氧化镓半导体。该公司被选为韩国产业通商资源部“材料与部件开发项目”的“1200V级氧化镓功率半导体器件开发”项目的开发机构。

硅超结MOSFET核心技术

TRinno Technology

TRinno Technology是为追求功率半导体开发创新及商业化于2008年设立的研究开发专业企业，其主要员工由在国内外知名企业积累了功率半导体的研究开发、制造、营销及系统技术领域经验的专家组成，具备通过流程、元件及系统级仿真的产品设计、利用国内外最新半导体生产设施的生产及通过全方位系统化进行可靠性验证的开发-生产-质量系统。

TRinno Technology凭借这些经验和系统，具备稳定供应最优化产品和解决方案的能力，迅速有效地开发出低耗电、高效率的节能型家电及工业、环保车辆等所需的多种功率半导体产品，以满足顾客需求。

TRinno Technology还拥有创新的SiC功率器件技术，如SiC JBS和SiC MOSFET。这些技术为可可再生能源系统、HEV和EV在内的各种功率转换应用提供可靠、高效和稳健的解决方案。

SiC MOSFET

该公司于2018年在中国成立了合资企业iA Semiconductor，专门生产通用肖特基二极管和高效TMBS二极管，以及采用Trinno技术的功率MOSFET、IGBT等产品。iA Semiconductor拥有功率半导体制造的核心工艺，如高温扩散、深沟槽蚀刻和高质量栅极氧化工艺等先进工艺技术，可以提供晶圆服务。

晶圆服务

Sizitronics

Sizitronics的目标是通过其独特的M-FAB（Multi-FAB）制造静电保护器件、传感器、功率半导体和用于高频通信的半导体器件，为客户提供高度可靠的产品。其功率半导体组件和模块具有快速开关（最高50MHz）功能，高压（40-200V，最高1200V），高温（最高300℃）。

最近，Sizitronics成功构建了GaN半导体6英寸晶圆一体化技术体系，提出了用纯国内技术完成的可能性，有望改变GaN半导体一直依赖进口的局面。在与韩国纳米技术院合作的“GaN功率元件”研究课题，成功在高频开关性能卓越的GaN 6英寸外延衬底上实现了嵌入式（E-mode）功率半导体元件。

6英寸GaN半导体外延晶圆衬底

作为全北大学实验室创业企业的Sizitronics从韩国电子通信研究院（ETRI）获得技术转让，在国内首次成功开发出GaN功率半导体，并与韩国纳米技术院构建了GaN半导体外延材料国产化平台。

此前都是从国外进口所有的外延衬底，该公司一直在研究GaN半导体元件，自主开发成功了GaN功率半导体6英寸晶圆的设计和制造技术，包括需要高度技术能力的晶锭生长在内，确保了可以实现元件工程国产化的技术能力。

该公司计划以此次研究成果为基础，进一步开发量产化技术，到2025年将包括晶锭生长在内的所有制造工艺内实现国产化，推出新的GaN功率半导体。

总结

从以上内容可以看出，韩国也在努力实现宽禁带半导体的国产化。前不久，韩国半导体晶圆制造商SK Siltron表示，将投资1.2万亿韩币（约合人民币67.8亿元）用于扩建一座12英寸晶圆厂。此前，韩国政府也曾表示，要在2030年之前使半导体原料、零部件和设备的国产化程度都达到50%，这也反应了韩国新任总统尹锡悦加强扶植国内半导体业的决心。当然，功率半导体也是韩国发力的一个细分领域。