快科技于8月2日发布消息, 依据TheElec所述, 三星电子处于龙仁市器兴园区的8英寸氮化镓半导体晶圆代工生产线路, 于试生产时期碰到了可靠性的瓶颈。

部分芯片, 在温度处于100至200摄氏度的高温环境里, 持续运行大约1000小时之后, 出现了失效的情况, 原本定于今年内进行量产的目标, 预计将会被迫延后。

此生产线路是专门用以进行GaN代工的8英寸的线路, 其设计的每月生产能力是1300片到1500片晶圆。在最近这段时间已经为好多家没有晶圆厂的客户完成了试流片, 然而在后续展开的可靠性验证当中, 问题渐渐地显露出来。

此次失效, 直接对GaN芯片的核心应用价值, 也就是高温稳定性, 产生了影响。GaN功率半导体, 主要针对的是1200V高压以及超过200℃的高温场景, 在电动汽车、工业机器人和AI数据中心供电等领域有着广泛的应用, 若高温长期可靠性得不到保证, 那么在当前工艺节点之下产出的芯片, 将很难实现商业化。

三星开展了根因调查, 将重点集中于晶圆制造工艺环节, 业内分析觉得在之前为实现预期器件性能所做出的工艺优化调整, 有可能是致使可靠性问题出现的关键因素。

而且, 三星那个GaN外延片, 完全是用自家研制出来的工艺来搞的, 借助进口的MOCVD设备, 通过在硅晶圆之上, 去生长氮化镓功能层。要是外延层晶体质量, 或者界面结构, 没有得到充分的优化, 在高温高压长期工作的条件之下, 内部缺陷就会被放大起来, 最终致使失效。

还有知情的人士透露出, 三星在之前的时候, 为了要达成把器件阈值电压压低到2至3伏这样的目标区间, 过度地去追求靠近2伏的行业基准, 然而却忽略了参数优化对于器件长期寿命存在的潜在影响, 阈值电压一旦过低, 就会使器件对于微小电流产生误响应, 将显著使得运行出错概率增加。

该产线建设进程, 此前历经多次调整。2023年, 三星重组LED业务, 成立化合物半导体解决方案（CSS）部门, 最初计划2025年建成专用GaN产线, 后因功率半导体市场需求不及预期, 将量产节点推迟至2026年底。业内判断, 本次可靠性问题, 大概率会使时间表再延后数月。

在GaN代工这个领域之中, 三星已然明显地落后于那些竞争对手了。英飞凌这家厂商已经商业出货GaN芯片有一至两年的时间了, 意法半导体、德州仪器、英诺赛科等厂商同样如此, 部分没有晶圆厂的客户已经在对格芯这般的厂商进行评估, 也在对力积电、X-FAB等替代代工伙伴进行评估。

鉴于上述情形, 三星电子方面的相关负责人作出回应表示, 项目当前依旧处于预生产的阶段, 正在对大规模量产之前的常规开发方面的挑战予以攻克。“这是试产阶段正常的问题排查的流程, 在现阶段就判定相关的现象属于产品缺陷的话还为时过早。”。