揭秘寬禁帶器件檢測(cè)要點(diǎn)？

量產(chǎn)前這一步至關(guān)重要！

幻實(shí)（主播）?

本期節(jié)目我們邀請(qǐng)到西安眾力為半導(dǎo)體科技有限公司的技術(shù)負(fù)責(zé)人、CEO羅景濤羅博士，請(qǐng)羅博士跟大家打個(gè)招呼。

羅景濤（嘉賓）?

大家好，我是來(lái)自西安眾力為半導(dǎo)體科技有限公司的羅景濤。

幻實(shí)（主播）

您公司具體在什么賽道上呢？

羅景濤（嘉賓）?

我們目前主要有兩塊業(yè)務(wù)，其一是做第三方的功率器件檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，另一塊就是做功率器件的檢測(cè)設(shè)備。我們是國(guó)家級(jí)CNAS（中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)）資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室，主要業(yè)務(wù)就是針對(duì)功率器件設(shè)計(jì)企業(yè)，高?？蒲许?xiàng)目等提供IQC檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)服務(wù)。

另外，我們從2021年開始自主研發(fā)了測(cè)試設(shè)備，因?yàn)橐婚_始我們有實(shí)驗(yàn)的需求，所以我們自己做了設(shè)備，后面我們發(fā)現(xiàn)設(shè)備做出來(lái)之后，也有客戶愿意購(gòu)買，所以我們就把設(shè)備的這塊業(yè)務(wù)重視起來(lái)。

幻實(shí)（主播）?

在芯片的哪個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)用到您提到的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試服務(wù)？

羅景濤（嘉賓）?

我們目前主要服務(wù)與芯片設(shè)計(jì)企業(yè)。現(xiàn)在寬禁帶半導(dǎo)體器件非?；穑鎏蓟璧钠髽I(yè)在行業(yè)里也很多，他們?cè)O(shè)計(jì)出新的碳化硅器件之后，需要評(píng)測(cè)它的電特性、熱特性，包括可靠性等特性，這個(gè)時(shí)候我們實(shí)驗(yàn)室就會(huì)去介入，相當(dāng)于在客戶的研發(fā)階段對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行一個(gè)全面的評(píng)估。

我們能對(duì)產(chǎn)品有一個(gè)比較客觀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果判定，然后告知客戶被測(cè)產(chǎn)品是否合格亦或是存在不足。

幻實(shí)（主播）

其實(shí)在很多芯片設(shè)計(jì)公司配的測(cè)試工程師不是特別多，產(chǎn)品測(cè)試很多時(shí)候是匆忙完成，可能這就為以后批量出貨埋下了不確定風(fēng)險(xiǎn)。所以你們的實(shí)驗(yàn)室可以相對(duì)系統(tǒng)性解決這個(gè)問(wèn)題。你們現(xiàn)在主要布局在哪些領(lǐng)域？

羅景濤（嘉賓）?

我們主要布局在寬禁帶功率器件，包括現(xiàn)在比較熱的碳化硅、氮化鎵等SBD（熱載流子二極管）和MOS；另外，我們實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在也在做車規(guī)芯片的檢測(cè)平臺(tái)。

碳化硅最大的應(yīng)用場(chǎng)景就是電動(dòng)汽車，芯片要“上車”的話，就必須按照 AEC-Q101的車規(guī)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)去做實(shí)驗(yàn)認(rèn)證。所以我們實(shí)驗(yàn)室相對(duì)從配備來(lái)說(shuō)，還是有一定的實(shí)力。

揭秘寬禁帶器件檢測(cè)要點(diǎn)？

幻實(shí)（主播）?

所以你們是可以做車規(guī)驗(yàn)證，給出車規(guī)測(cè)評(píng)報(bào)告，做到這個(gè)程度也要具備一些基礎(chǔ)才可以實(shí)現(xiàn)。

從您介紹的寬禁帶作為一個(gè)業(yè)務(wù)方向來(lái)說(shuō)，能不能具體給我們講講像寬禁帶的器件，它有什么樣的要點(diǎn)需要在測(cè)試的時(shí)候去額外關(guān)注？

羅景濤（嘉賓）?

確實(shí)很多人也想了解得更深入一些。正如您所說(shuō)，硅和現(xiàn)在的寬禁帶確實(shí)還有一些差異。

以碳化硅和硅基的MOS舉例，首先，很明顯的特征就是它的芯片面積減少了很多。大概就是在相同的電場(chǎng)強(qiáng)度下，我的碳化硅面積甚至可以做到硅面積的1/10，面積小了之后相應(yīng)的過(guò)熱問(wèn)題就是第一大需要解決的問(wèn)題。這時(shí)候我們就需要一些熱評(píng)測(cè)的手段，比如我們可以做一些熱阻測(cè)試、功率循環(huán)測(cè)試，來(lái)驗(yàn)證如此小的芯片在采用一些先進(jìn)的封裝結(jié)構(gòu)后，它的熱特性是怎樣的。

其次，碳化硅本身的一些材料特性決定了它的頻率相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)很高，頻率高的話，如果用在比如開關(guān)電源，或者一些高速高頻的電路上，它的一些損耗就會(huì)被放大。

另外，我們測(cè)常規(guī)的硅基MOS，它的一個(gè)分立器件的開關(guān)時(shí)間可能在幾十納秒左右，但是碳化硅的遷移率會(huì)非常高，所以它的開關(guān)時(shí)間就會(huì)非?？?。

幻實(shí)（主播）

做這種特色器件和常規(guī)器件確實(shí)還是存在一些區(qū)別。您剛剛提到你們公司還做設(shè)備，這個(gè)路線是自己先用，用的好之后也有人買。具體是什么設(shè)備？是解決什么問(wèn)題呢？

羅景濤（嘉賓）

其實(shí)我們目前還是針對(duì)功率器件在展開做一些相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備。

現(xiàn)在行業(yè)里有一些公司做類似功率器件的檢測(cè)設(shè)備，但是很多人在用的時(shí)候可能會(huì)發(fā)現(xiàn)存在靈活性不好等問(wèn)題，況且我們很多客戶的研究性測(cè)試對(duì)設(shè)備的要求更高，因此我們就想自己嘗試開發(fā)這種設(shè)備，來(lái)滿足我們客戶的需求。

據(jù)此，我們目前研發(fā)了碳化硅功率器件的動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，碳化硅二極管的浪涌測(cè)試系統(tǒng)、寬禁帶功率器件的雪崩測(cè)試系統(tǒng)等等，這次我們把最新的一臺(tái)氮化鎵HEMT器件的動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)帶到了展會(huì)上，它目前在國(guó)產(chǎn)行業(yè)里應(yīng)該是史無(wú)前例的。

幻實(shí)（主播）

這款設(shè)備能不能請(qǐng)您再展開介紹一下，包括它的競(jìng)爭(zhēng)性、產(chǎn)品價(jià)值等。

羅景濤（嘉賓）?

雖然氮化鎵的HEMT器件相對(duì)碳化硅來(lái)說(shuō)起步晚了點(diǎn)，但是現(xiàn)在氮化鎵的HEMT器件的勢(shì)頭非常迅猛，所以對(duì)于氮化鎵器件的生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)，評(píng)測(cè)氮化鎵器件的緊迫性也是非常強(qiáng)烈的。

氮化鎵器件的特性和碳化硅又不一樣。比如氮化鎵頻率比碳化硅會(huì)高很多，所以它的開關(guān)時(shí)間相對(duì)碳化硅來(lái)說(shuō)又升級(jí)了，想要捕捉更快的量級(jí)的開關(guān)時(shí)間參數(shù)，我們需要做更多的工作。比方說(shuō)我們?nèi)绾稳プ鲭妷骸?a href="http://srfitnesspt.com/tags/電流/" target="_blank">電流的取樣，如何防止信號(hào)的干擾，這些都是很大的難點(diǎn)。

其次，還有一個(gè)問(wèn)題就是氮化鎵的導(dǎo)電機(jī)理和碳化硅不一樣，它不是電子在導(dǎo)電，它是異質(zhì)結(jié)界面的二維電子氣，這個(gè)器件在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景里就會(huì)表現(xiàn)出來(lái)一些所謂的動(dòng)態(tài)特性。

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二維電子氣是用量子限制等物理方法使電子群在一個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)被局限于一個(gè)很小的范圍內(nèi),而在另外二個(gè)方向上可以自由運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)稱為二維電子系。如果系統(tǒng)中電子密度較低,則稱為二維電子氣。

有一個(gè)參數(shù)叫做動(dòng)態(tài)電阻，這是非常受很多FAE工程師關(guān)注的一個(gè)參數(shù)。如果想要有效的評(píng)測(cè)這個(gè)參數(shù)，從行業(yè)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)上來(lái)說(shuō)，大家一直在研討，我們也有幸參與了三代半聯(lián)盟（第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟）的制標(biāo)工作，所以我們算是走在前沿，比較早地了解到行業(yè)對(duì)氮化鎵器件動(dòng)態(tài)電子的測(cè)試需求，因此我們制造了這臺(tái)設(shè)備，制造出來(lái)后也和高校方進(jìn)行了技術(shù)研討，他們對(duì)氮化鎵器件應(yīng)用場(chǎng)景的模擬測(cè)試又提出了一些新的要求。所以我們這臺(tái)設(shè)備既結(jié)合了行業(yè)最新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布的氮化鎵動(dòng)態(tài)電子的測(cè)試方式，同時(shí)又結(jié)合了對(duì)材料機(jī)理的研究，通過(guò)軟硬件結(jié)合的方式，在我們這個(gè)系統(tǒng)里體現(xiàn)出來(lái)。

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揭秘測(cè)試測(cè)量設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的必由之路

幻實(shí)（主播）?
說(shuō)它史無(wú)前例，是因?yàn)楹Ｍ鉀](méi)有這樣的設(shè)備嗎？

羅景濤（嘉賓）?
目前可以這樣說(shuō)，我們是早于海外市場(chǎng)發(fā)布的，并且我們也推給了兩個(gè)客戶。第一個(gè)就是北方工業(yè)大學(xué)的北京照明實(shí)驗(yàn)室；第二個(gè)就是鄭老師組，他們研究氮化鎵，所以也非常希望能有效地去評(píng)測(cè)動(dòng)態(tài)電阻。據(jù)我所知，做出來(lái)并在行業(yè)里被認(rèn)可，而且能在客戶端測(cè)出數(shù)據(jù)的我們應(yīng)該是第一家。

幻實(shí)（主播）?
這個(gè)進(jìn)步確實(shí)非常不容易，因?yàn)闇y(cè)試測(cè)量設(shè)備很多都是國(guó)際大廠在制造，比如是德科技、羅德與施瓦茨等等，這些大廠都比我們多沉淀很多年，你們能夠在這么短的時(shí)間內(nèi)創(chuàng)立出這樣的公司，我覺(jué)得已經(jīng)很不容易了。這些是眼前取得的一個(gè)基本面，最后想再問(wèn)問(wèn)您，關(guān)于未來(lái)您有什么規(guī)劃嗎？

羅景濤（嘉賓）?
首先，我覺(jué)得現(xiàn)在的國(guó)產(chǎn)化設(shè)備還是有很長(zhǎng)的路需要去走，也需要我們整個(gè)行業(yè)從這個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、定義，包括設(shè)備的開發(fā)去進(jìn)行有效地評(píng)測(cè)，然后，在應(yīng)用端能很好地去反饋器件的一些使用狀態(tài)。我覺(jué)得現(xiàn)在所做的事情能夠有效地促進(jìn)行業(yè)發(fā)展，所以我個(gè)人對(duì)這個(gè)事是非常認(rèn)可的。

其次，國(guó)家現(xiàn)在也提出了國(guó)產(chǎn)化的要求，我們選擇做寬禁帶功率器件檢測(cè)設(shè)備的賽道也和國(guó)產(chǎn)化的要求緊密結(jié)合，因此，我們一定會(huì)在這個(gè)領(lǐng)域繼續(xù)扎根，爭(zhēng)取把我們的產(chǎn)品做做得更好，讓客戶越來(lái)越認(rèn)可，同時(shí)能很好地反饋到我們的器件研發(fā)端，對(duì)研發(fā)進(jìn)行反向的促進(jìn)改善。

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隨著新能源汽車、光伏發(fā)電以及電池儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域快速地發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)著上游功率半導(dǎo)體產(chǎn)品需求的快速增長(zhǎng)，以第三代半導(dǎo)體器件為核心的功率半導(dǎo)體器件更是突飛猛進(jìn)。在半導(dǎo)體功率器件行業(yè)的飛速發(fā)展的同時(shí)，從半導(dǎo)體功率器件的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、以及使用，都需要進(jìn)行相應(yīng)的電參數(shù)測(cè)試，解決設(shè)計(jì)問(wèn)題并縮短開發(fā)周期。半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備是完成芯片設(shè)計(jì)驗(yàn)證、晶圓制造、封裝測(cè)試環(huán)節(jié)和半導(dǎo)體應(yīng)用環(huán)節(jié)的技術(shù)關(guān)鍵。

編輯：黃飛

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