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新加坡科技研究局（A*STAR）日前宣布，其微電子研究所（IME）正式啟用全球首條工業(yè)級200毫米（8英寸）碳化硅（SiC）開放研發(fā)生產(chǎn)線，標志著半導(dǎo)體材料技術(shù)邁入規(guī)模化應(yīng)用新階段。該平臺旨在通過開放合作模式，加速碳化硅在電動汽車、5G通信及工業(yè)電源等領(lǐng)域的商業(yè)化進程，鞏固新加坡在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的創(chuàng)新樞紐地位。 技術(shù)突破：從實驗室到工業(yè)化的跨越 碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料的核心代表，以其高擊穿電場、高導(dǎo)熱性和低導(dǎo)通損耗特性，成為電動汽車逆變器、充電樁及5G基站功率器件的首選材料。然而，受限于150毫米（6英寸）晶圓產(chǎn)能瓶頸及材料缺陷控制難題，行業(yè)長期面臨良率低、成本高的挑戰(zhàn)。A*STAR此次推出的200毫米研發(fā)線，通過三大技術(shù)突破實現(xiàn)量產(chǎn)可行性： 晶體生長優(yōu)化：采用改進的物理氣相傳輸法（PVT），將200毫米晶錠的位錯密度（DD）從傳統(tǒng)工藝的11,256 cm⁻²降至3,885 cm⁻²，接近商用150毫米晶圓水平，微管密度低于0.5 cm⁻²，滿足工業(yè)級器件可靠性要求。 高精度加工工藝：集成多線鋸切片、化學(xué)機械拋光（CMP）及外延層沉積技術(shù)，實現(xiàn)晶圓厚度均勻性±1μm、電阻率波動＜3%，兼容現(xiàn)有8英寸半導(dǎo)體設(shè)備，降低企業(yè)轉(zhuǎn)型成本。 缺陷檢測與補償：引入非接觸式映射系統(tǒng)（LEI 1510）及熔融KOH選擇性蝕刻技術(shù)，實時監(jiān)測晶圓內(nèi)缺陷分布，并通過工藝參數(shù)動態(tài)調(diào)整提升良率，目前已實現(xiàn)單晶襯底交付良率超90%。 開放合作：構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)共同體 A*STAR將該研發(fā)線定位為“半導(dǎo)體創(chuàng)新加速器”，通過開放設(shè)備、工藝及數(shù)據(jù)資源，降低中小企業(yè)研發(fā)門檻。其核心合作模式包括： 技術(shù)共享平臺：向本地企業(yè)及國際機構(gòu)提供200毫米晶圓加工服務(wù)，涵蓋晶錠生長、外延沉積及器件級測試，支持企業(yè)快速驗證碳化硅芯片設(shè)計。 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同網(wǎng)絡(luò)：與意法半導(dǎo)體（STM）、GlobalFoundries及新加坡南洋理工大學(xué)（NTU）合作，建立從材料到器件的完整技術(shù)鏈，推動壓電MEMS、毫米波通信等前沿技術(shù)交叉融合。 跨境研發(fā)合作：與烏茲別克斯坦、印度等國科研機構(gòu)簽署協(xié)議，共享碳化硅晶體生長數(shù)據(jù)庫，優(yōu)化高溫高壓環(huán)境下的工藝穩(wěn)定性，提升供應(yīng)鏈韌性。 市場前景：賦能綠色能源與AI算力革命 據(jù)行業(yè)分析，200毫米碳化硅晶圓的應(yīng)用將使單片晶圓器件數(shù)量增加78%，生產(chǎn)效率提升30%，成本降低25%。A*STAR的研發(fā)線已吸引多家企業(yè)參與： 電動汽車領(lǐng)域：本地初創(chuàng)公司W(wǎng)aferLead基于該平臺開發(fā)出高功率密度SiC MOSFET，應(yīng)用于充電樁及OBC（車載充電器），充電效率提升40%，充電時間縮短至15分鐘以內(nèi)。 5G通信系統(tǒng)：與意法半導(dǎo)體合作研發(fā)的碳化硅射頻器件，支持毫米波頻段高功率傳輸，基站能效比傳統(tǒng)硅器件提升50%，助力6G網(wǎng)絡(luò)部署。 工業(yè)電源：開發(fā)的高壓平面柵SiC MOSFET（3300V）已通過新加坡電力局認證，應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心UPS系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換效率達99.2%，年節(jié)電量超10萬度。 政策支持：強化新加坡半導(dǎo)體全球競爭力 新加坡政府將碳化硅研發(fā)納入“國家半導(dǎo)體戰(zhàn)略”，未來三年投入2億新元（約合1.5億美元）支持A*STAR生態(tài)建設(shè)。貿(mào)工部第二部長陳詩龍表示：“該研發(fā)線不僅是技術(shù)突破，更是產(chǎn)業(yè)協(xié)同的范式——通過開放資源，中小企業(yè)可共享大企業(yè)研發(fā)成果，快速響應(yīng)市場需求。” 目前，A*STAR已與全球27家企業(yè)簽署合作協(xié)議，涵蓋材料供應(yīng)商、芯片設(shè)計公司及終端設(shè)備制造商。其200毫米碳化硅研發(fā)線計劃于2026年向全球開放服務(wù)，預(yù)計每年培養(yǎng)500名半導(dǎo)體工程師，推動新加坡半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人才庫擴容。 關(guān)于新加坡科技研究局（A*STAR） A*STAR是直屬于新加坡貿(mào)工部的政府法定機構(gòu)，通過整合學(xué)術(shù)界與工業(yè)界資源，推動科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化。其微電子研究所（IME）專注于半導(dǎo)體材料、封裝及異構(gòu)集成技術(shù)研發(fā)，擁有全球領(lǐng)先的200毫米晶圓中試線及300毫米硅晶圓產(chǎn)能。 |
