2018年10月23-25日,第十五屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇(SSLCHINA 2018)暨2018國際第三代半導(dǎo)體論壇(IFWS 2018)在深圳會展中心舉行。本屆論壇由國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CSA)、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(CASA)、深圳市龍華區(qū)人民政府主辦,國家科學(xué)技術(shù)部高新技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化司、國家科學(xué)技術(shù)部國際合作司、國家工業(yè)與信息化部原材料工業(yè)司、國家節(jié)能中心、深圳市科技創(chuàng)新委員會和張家港高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)特別支持,深圳市龍華區(qū)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)局、深圳市龍華區(qū)科技創(chuàng)新局、深圳第三代半導(dǎo)體研究院、北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司承辦。
本屆論壇將以“創(chuàng)芯聚智 共享生態(tài)”主題,其中,IFWS 2018圍繞第三代半導(dǎo)體的前沿發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用,設(shè)置了包括固態(tài)紫外器件技術(shù)、碳化硅材料與電力電子器件技術(shù)、氮化鎵材料與電力電子器件技術(shù)等多個專場分會重點(diǎn)討論。全面覆蓋行業(yè)基礎(chǔ)研究、襯底外延工藝、電力電子器件、電路與模塊、下游應(yīng)用的創(chuàng)新發(fā)展,提供全球范圍的全產(chǎn)業(yè)鏈合作平臺。
本屆論壇將以“創(chuàng)芯聚智 共享生態(tài)”主題,其中,IFWS 2018圍繞第三代半導(dǎo)體的前沿發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用,設(shè)置了包括固態(tài)紫外器件技術(shù)、碳化硅材料與電力電子器件技術(shù)、氮化鎵材料與電力電子器件技術(shù)等多個專場分會重點(diǎn)討論。全面覆蓋行業(yè)基礎(chǔ)研究、襯底外延工藝、電力電子器件、電路與模塊、下游應(yīng)用的創(chuàng)新發(fā)展,提供全球范圍的全產(chǎn)業(yè)鏈合作平臺。

10月25日上午,IFWS 2018之“功率器件封裝與應(yīng)用”分會召開。分會主題涵蓋寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件封裝設(shè)計(jì)、工藝、關(guān)鍵材料與可靠性評價(jià)等方面,并廣泛征集優(yōu)秀研究成果,邀請國內(nèi)外知名與家參加本次會議,充分展示寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件封裝技術(shù)及其可靠性評價(jià)的最新進(jìn)展。
法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)科學(xué)家Cyril BUTTAY,天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、弗吉尼亞理工大學(xué)終身教授陸國權(quán),西安交通大學(xué)教授王來利,重慶大學(xué)教授葉懷宇,南京電子器件研究所寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、研究員黃潤華,中國科學(xué)院電工研究所研究員寧圃奇,香港應(yīng)用科技研究院有限公司電子元件部高級經(jīng)理李天河等中外同行專家,帶來精彩報(bào)告,并分享各自的最新研究成果。天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、弗吉尼亞理工大學(xué)終身教授陸國權(quán)主持了本屆分會。

法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)科學(xué)家Cyril BUTTAY分享了10 kV SiC MOSFET封裝關(guān)于電氣和熱性能之間的權(quán)衡的報(bào)告。他表示,對高性能冷卻系統(tǒng)的要求對封裝技術(shù)產(chǎn)生了影響:相應(yīng)的電源模塊必須既具有高電壓絕緣又具有低熱阻。特別地,在碳化硅裝置和冷卻系統(tǒng)之間的陶瓷基板的厚度之間有一個權(quán)衡。結(jié)合具體的研究實(shí)踐,他介紹了一種新的襯底結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是提高了襯底的電壓強(qiáng)度而不增加襯底的厚度。

碳化硅寬帶隙半導(dǎo)體材料和功率器件技術(shù)的進(jìn)步使節(jié)能的功率開關(guān)成為可能,其性能指標(biāo)比傳統(tǒng)的硅功率開關(guān)具有更低的通電阻、更高的阻塞電壓、更低的開關(guān)損耗和更高的工作結(jié)溫。然而,這些寬帶隙器件的封裝正成為它們廣泛應(yīng)用的瓶頸。天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、弗吉尼亞理工大學(xué)終身教授陸國權(quán)做了分享了電動汽車平面雙側(cè)冷卻SiC電源模塊的封裝技術(shù)的研究進(jìn)展,介紹了一種封裝解決方案,用于制造低調(diào)的、雙面冷卻的SiC電源模塊,以使電動汽車的功率密度轉(zhuǎn)換大大提高。并介紹了一種60kw逆變器的模塊設(shè)計(jì)、材料選擇、模塊組裝過程以及模塊的測試結(jié)果。

現(xiàn)如今,功率半導(dǎo)體芯片正在從硅基向?qū)捊麕О雽?dǎo)體材料發(fā)展,其工作溫度預(yù)計(jì)將會超過300攝氏度。為了保證功率半導(dǎo)體器件正常工作以及提高其可靠性和壽命,研究適應(yīng)高溫、高功率的封裝是非常有必要的。納米銀是完美的解決方案,然而昂貴的價(jià)格限制其只能在軍工或者高端產(chǎn)品上使用,納米銅是很好的替代方案。重慶大學(xué)教授葉懷宇分享了納米銅用于功率半導(dǎo)體封裝的工藝研究成果,包括中間層對于納米銅燒結(jié)層影響的研究以及在空氣、氮?dú)狻鍤獾沫h(huán)境中燒結(jié),氣氛對于納米銅燒結(jié)過程中的影響的研究等。

在電力電子行業(yè)的發(fā)展過程中,半導(dǎo)體技術(shù)起到了決定性作用。其中,功率半導(dǎo)體器件一直被認(rèn)為是電力電子設(shè)備的關(guān)鍵組成部分。在SiC MOSFET的開發(fā)與應(yīng)用方面,與相同功率等級的Si MOSFET相比,SiC MOSFET導(dǎo)通電阻、開關(guān)損耗大幅降低,適用于更高的工作頻率,另由于其高溫工作特性,大大提高了高溫穩(wěn)定性,其也成為技術(shù)關(guān)注重點(diǎn)。南京電子器件研究所寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任,研究員黃潤華分享了SiC MOSFETs 的最新進(jìn)展。
以碳化硅、氮化鎵為代表的的寬禁帶半導(dǎo)體材料,由于具有寬帶隙、高飽和飄逸速度、高臨界擊穿電場等突出優(yōu)點(diǎn),成為制造大功率、高頻、高溫及抗輻照電子器件的理想替代材料。目前碳化硅單晶生長技術(shù)和氮化鎵異質(zhì)結(jié)外延技術(shù)的不斷成熟,寬禁帶半導(dǎo)體功率器件的研制和應(yīng)用在近年來得到快速發(fā)展。會上,圍繞著器件方向,多位嘉賓從不同角度帶來了精彩報(bào)告。

西安交通大學(xué)教授王來利分享了寬禁帶功率器件封裝與集成的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。


中國科學(xué)院電工研究所研究員寧圃奇帶來了題為碳化硅混合開關(guān)器件初探的報(bào)告。

香港應(yīng)用科技研究院有限公司電子元件部高級經(jīng)理李天河分享了寬禁帶器件應(yīng)用在AGV電力電子系統(tǒng)中的優(yōu)勢。
(根據(jù)會議資料整理,如有出入敬請諒解。)