ROHM（羅姆）：何以能堅持做最好的SiC功率器件

2008年對ROHM（羅姆）公司而言應(yīng)該是具有里程碑意義的一年。這一年，是ROHM（羅姆）成立50周年，同時也是從這一年開始，ROHM（羅姆）收購了OKI半導(dǎo)體（即現(xiàn)在的“LAPIS Semiconductor”），開啟了該公司后續(xù)一系列收購的序幕。這意味著ROHM（羅姆）公司戰(zhàn)略的重大調(diào)整開始進(jìn)入執(zhí)行階段，即加速從單一分立元器件廠商向LSI綜合半導(dǎo)體廠商的轉(zhuǎn)型。也就在第二年2009年，ROHM（羅姆）收購了SiC晶圓的供應(yīng)商SiCrystal公司，從此，ROHM（羅姆）公司SiC功率器件開始形成一條龍的生產(chǎn)體制，宣告要將這一新興功率器件工藝技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)行到底。

ROHM（羅姆）公司的轉(zhuǎn)型有其必然性。隨著工藝以及應(yīng)用市場的日益發(fā)展，分立器件技術(shù)也日趨成熟，技術(shù)和市場開始向包括中國在內(nèi)的新興國家遷移，日系廠商的優(yōu)勢不再，利潤也在逐漸降低，唯有求變才能生存。而半導(dǎo)體市場競爭導(dǎo)致的結(jié)果是要求廠商擁有足夠豐富的產(chǎn)品線和完整的信號鏈路才能滿足越來越多的客戶對系統(tǒng)級解決方案的需求，ROHM（羅姆）應(yīng)時而動，通過幾次收購強(qiáng)化自身競爭力，近幾年更針對中國等新興市場提出了包括“相乘戰(zhàn)略”、“功率器件戰(zhàn)略”、“光學(xué)元器件戰(zhàn)略”和“傳感器網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略”的四大發(fā)展戰(zhàn)略，其中功率器件戰(zhàn)略的重要內(nèi)容就是對SiC功率器件的投入。

ROHM半導(dǎo)體（深圳）有限公司 分立元器件部 高級經(jīng)理 水原德健

如今在功率半導(dǎo)體市場上，來自工藝材料方面的競爭十分激烈，傳統(tǒng)硅材料和新興的SiC、GaN工藝各有擁躉。作為SiC工藝的幾大主力供應(yīng)商之一，ROHM（羅姆）公司可以說是結(jié)合自身優(yōu)勢選擇了一條差異化的發(fā)展之路，日系廠商一直擅長材料開發(fā)，加上其特有的一條龍的生產(chǎn)體制，讓其在SiC這種對材料、工藝的特性參數(shù)的細(xì)微調(diào)節(jié)要求極其嚴(yán)苛的技術(shù)領(lǐng)域中占據(jù)有利地位。

近日，ROHM（羅姆）公司推出首款溝槽結(jié)構(gòu)的SiC-MOSFET。不同于原有平面和單溝槽結(jié)構(gòu)，這次推出的產(chǎn)品基于ROHM（羅姆）開發(fā)的雙溝槽結(jié)構(gòu)，可以極大程度緩和門極溝槽底部電場集中的缺陷，讓SiC-MOSFET器件的電壓范圍進(jìn)一步提升，這也讓SiC-MOSFET這種產(chǎn)品的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)展，可從傳統(tǒng)的太陽能、汽車等擴(kuò)展到風(fēng)能等應(yīng)用。

雙溝槽結(jié)構(gòu)與單溝槽結(jié)構(gòu)的對比

SiC MOSFET平面結(jié)構(gòu)與溝槽結(jié)構(gòu)的性能比較

在與ROHM半導(dǎo)體（深圳）有限公司 分立元器件部 高級經(jīng)理 水原德健的溝通中，我們也了解到一些關(guān)于SiC功率器件應(yīng)用方面的最新進(jìn)展，我個人認(rèn)為很有價值的信息點包括：

1. 目前SiC器件包括三類，其中SiC肖特基二極管主要針對傳統(tǒng)的FRD市場；SiC-MOSFET則逐漸取代IGBT的市場；SiC模組將取代IGBT模組的應(yīng)用。而此次ROHM（羅姆）公司推出的第三代雙溝槽SiC MOSFET因為進(jìn)一步提升了其耐高壓、高溫以及高頻特性，讓SiC MOSFET器件有望沖擊傳統(tǒng)硅材料功率器件的市場。

2. 2014年SiC功率器件的市場容量為1.2億美元，其中ROHM（羅姆）公司在全球排名第三，占大約20%的市場份額。相較硅功率器件的100億美元市場，SiC的市場還很小，但根據(jù)iHS公司的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，SiC功率器件的市場在未來將保持18%的年增長速度，也說明市場對這一器件的接受度正進(jìn)入加速階段。

3. 目前制約SiC功率器件大范圍應(yīng)用的主要因素是其高昂的價格，水原德健介紹，目前同一規(guī)格的產(chǎn)品，SiC功率器件的價格是原有硅器件的5~6倍，當(dāng)這一數(shù)值降到2~3倍時，SiC功率器件大范圍取代硅產(chǎn)品會有可能發(fā)生，而ROHM（羅姆）公司預(yù)見，這一轉(zhuǎn)折點將隨著汽車電子中越來越多的采用SiC功率器件產(chǎn)品而加速到來。

4. 提到SiC功率器件的制約因素，其工藝本身的一些技術(shù)特性也有待攻關(guān)，因為SiC材料較傳統(tǒng)硅材料硬度要大，晶圓尺寸進(jìn)一步擴(kuò)大時工藝技術(shù)目前還很難控制，因此目前SiC產(chǎn)品的晶圓尺寸只能做到6英寸，相對于目前大部分Si功率器件都已經(jīng)向12英寸晶圓遷移的進(jìn)度，SiC功率器件有些落后了，而這也將限制其成本控制的步伐。就此，水原德健表示，目前針對SiC材料硬度的優(yōu)化已成為業(yè)界重要課題，就像當(dāng)年真空管向硅材料的過渡一樣，任何一種新材料都要經(jīng)歷一個優(yōu)化到成熟的過程，相信通過業(yè)界的努力，SiC材料將成為一種成熟的主流的功率器件材料。

5. 另一個影響SiC功率器件的應(yīng)用拓展的因素是它與傳統(tǒng)功率器件的特性差異導(dǎo)致的，因為一些外圍器件以及驅(qū)動設(shè)計有所不同，客戶在用SiC產(chǎn)品取代原有功率器件時需要對系統(tǒng)的驅(qū)動和電路進(jìn)行重新設(shè)計，水源德健提到對一些技術(shù)實力足夠強(qiáng)的客戶這一點不成問題，而對那些研發(fā)能力相對較弱的客戶這可能會成為影響其采購的一個要素。對此，ROHM（羅姆）的應(yīng)對是和一些高校以及業(yè)界合作伙伴一起推出針對不同應(yīng)用的參考設(shè)計，幫助客戶盡快熟悉和實現(xiàn)新的系統(tǒng)設(shè)計，加快產(chǎn)品上市。

顯然，ROHM（羅姆）公司把對SiC功率器件的投入和研發(fā)作為公司未來一個非常重要的增長點，而其對SiC工藝一點點細(xì)節(jié)優(yōu)化的錙銖必較則源于這家公司從分立器件產(chǎn)品上繼承而來的精益求精的研發(fā)基因，要么不做，要做就做到最好。
?

更多有關(guān)SiC功率器件的資訊，歡迎訪問?與非網(wǎng)SiC功率器件專區(qū)

與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)載！