東芝:導(dǎo)入先進材料CaN、SiC 促成發(fā)展新機遇
在剛剛過去的中秋假日,21ic記者造訪了位于日本石川縣能美市的加賀東芝電子株式會社。加賀東芝電子是東芝集團的子公司,成立于1984年12月,占地面積超過23萬平方米,主要生產(chǎn)白光LED、分立器件、功率器件等產(chǎn)品,是東芝半導(dǎo)體&存儲產(chǎn)品公司的分立半導(dǎo)體制造中心,在東芝分立器件世界第一的版圖上占據(jù)重要地位。
白光LED占據(jù)生產(chǎn)工藝優(yōu)勢

加賀東芝電子董事長藤原隆
加賀東芝電子董事長藤原隆先生對21ic記者介紹說:“白光LED是加賀東芝電子的重點戰(zhàn)略產(chǎn)品,我們已經(jīng)開發(fā)出了世界最小的白光LED產(chǎn)品,主要應(yīng)用于照明、車載、背光等應(yīng)用領(lǐng)域。在生產(chǎn)技術(shù)方面,加賀東芝電子采用了在200mm(8英寸)硅晶圓上生長GaN的技術(shù)。這和目前主流的在2英寸或者4英寸藍寶石基板上生產(chǎn)的LED相比,具備很強的成本優(yōu)勢。僅從屬于前工序的基板部分分析,成本將降低30%左右。”

加賀東芝8英寸晶圓白光LED生產(chǎn)工藝優(yōu)勢明顯
目前白光LED大部分公司還是采用2英寸/4英寸晶圓進行生產(chǎn),很少一部分公司開始采用6英寸晶圓進行生產(chǎn),一部分公司正在研究6英寸的生產(chǎn)工藝。而加賀東芝則是世界上首次采用8英寸晶圓進行生產(chǎn),同時也開發(fā)了GaN功率器件。生產(chǎn)工藝的領(lǐng)先,不但能夠帶來更好的白光LED產(chǎn)品,成本上也可以大幅度降低,這將使東芝在白光LED方面占據(jù)不小的競爭優(yōu)勢。
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GaN功率器件具備優(yōu)異的電氣特性,在高開關(guān)速率環(huán)境下表現(xiàn)良好。目前加賀東芝生產(chǎn)的白光LED已經(jīng)可以達到145流明/W,未來還將提升到170流明/W,生產(chǎn)的白光LED有0.2W、0.6W、1W多個規(guī)格。
藤原董事長表示,東芝非??春冒坠釲ED市場,未來還將進一步提升白光LED的產(chǎn)能,目前從前工序計算,白光LED大約為5000片/月,到了2016年將提升到25000片/月。
新材料引入創(chuàng)造發(fā)展新機遇
材料是半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展基石,新材料的引入將帶來整個生產(chǎn)制造工藝的變化,并進而影響最終產(chǎn)品表現(xiàn),這非常考驗半導(dǎo)體公司的整體技術(shù)實力,只有擁有深厚技術(shù)積淀的企業(yè)才能在這一領(lǐng)域稱雄。
GaN和SiC被并稱為第三代半導(dǎo)體材料的雙雄,在具備開發(fā)、應(yīng)用技術(shù)能力的公司中,大部分公司都是主要針對一種材料開發(fā)量產(chǎn)產(chǎn)品,而東芝則在兩種材料中都有著深入的研究,在加賀東芝有采用這兩種新材料的量產(chǎn)產(chǎn)品。
藤原董事長表示:“GaN和SiC具備不同的電氣特性,GaN適合高速開關(guān)頻率環(huán)境,更適用于1000伏以下的家電、消費類電子市場;而SiC適合大功率產(chǎn)品,適用于1000伏以上的工業(yè)應(yīng)用。目前加賀東芝已經(jīng)在進行SiC功率器件的量產(chǎn),GaN功率器件使用和白光LED一樣的基板,未來采用GaN功率器件也將很快量產(chǎn)。”
在談到這兩種新材料在生產(chǎn)制造方面遇到的問題時,藤原董事長使用了“難、非常難”來表達。他表示:“SiC由于具有耐高溫特性,晶圓本身處理很困難,用它制作產(chǎn)品更加困難。而GaN是在硅基板上生成,雖然在生產(chǎn)最終產(chǎn)品白光LED時可以共用設(shè)備,但是產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)非常復(fù)雜。”
GaN和SiC這兩種新材料的引入,將進一步夯實東芝在功率器件方面的領(lǐng)先優(yōu)勢,并且為未來發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
此外,在小信號產(chǎn)品方面,東芝還生產(chǎn)了世界最小的ESD電路保護器件,這也是東芝在分立器件領(lǐng)域擁有深厚技術(shù)基礎(chǔ)的一種體現(xiàn)。
在完成了對加賀東芝相關(guān)人員的采訪之后,21ic記者還參觀了加賀東芝的一條主要生產(chǎn)線。加賀東芝的生產(chǎn)線自動化程度很高,每臺設(shè)備的生產(chǎn)狀態(tài)都可以在集中管理系統(tǒng)進行實時顯示,同時生產(chǎn)線的員工還有一臺隨身攜帶的PDA,可以讓員工及時了解設(shè)備生產(chǎn)狀況。記者了解到,加賀東芝目前工廠2/3的部分生產(chǎn)功率器件,1/3生產(chǎn)LED,未來白光LED將會擴大生產(chǎn)規(guī)模。
加賀東芝除了在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)制造方面努力之外,還積極參加石川縣當(dāng)?shù)氐幕顒樱⒅睾彤?dāng)?shù)孛癖娊⒑椭C的共存關(guān)系。加賀東芝自己的嘉年華活動會邀請員工親屬和當(dāng)?shù)孛癖姽餐瑓⑴c;同時還贊助石川縣嘉年華活動,在團體舞蹈比賽中,加賀東芝連續(xù)兩屆獲得了第一名。
藤原董事長表示:“石川縣地址條件穩(wěn)定,自然災(zāi)害較少,適合電子企業(yè)的發(fā)展。加賀東芝電子是包含了從前工序到后工序的一條龍生產(chǎn)體質(zhì),未來將繼續(xù)加強產(chǎn)品的產(chǎn)品力,提升顧客滿意度。”