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三星电子的下一代氮化镓（GaN）功率半导体代工项目在试产期间遭遇挫折，引发了人们对其商业化生产可能推迟至今年之后的担忧。据报道，部分测试芯片在长时间高温条件下未能正常运行，从而暴露出了这一问题。
据多家行业消息人士于7月31日透露，三星已在其位于龙仁市的器兴园区建立了一条专用的8英寸氮化镓半导体代工生产线，月产能约为1300至1500片晶圆。该公司最近对无厂半导体公司（Fabless）设计的芯片进行了试产。据报道，在测试过程中，部分芯片在暴露于100至200摄氏度的环境中约1000小时后停止了工作。
氮化镓半导体通常用于高达1200伏的高压应用以及超过200摄氏度的环境中。它们在高温条件下稳定运行的能力，使其在电动汽车、机器人和数据中心应用领域越来越受到青睐。行业消息人士表示，据报道的可靠性问题可能会限制使用当前工艺制造的芯片的实用性。
据悉，三星正在调查该问题的根本原因。行业消息人士指出，晶圆制造工艺是关注的重点领域。据这些消息人士称，为了实现目标器件性能而引入的工艺修改，可能引发了这一可靠性问题。
氮化镓器件通常在外延晶圆上制造，即通过外延工艺在硅（Si）晶圆上生长一层氮化镓层。如果氮化镓层的质量或结构未能得到充分优化，缺陷在高温和高压运行条件下会变得更加明显。三星使用金属有机化学气相沉积（MOCVD）设备自行制造外延晶圆。
一位知情人士表示，三星可能专注于实现功率半导体2至3伏的目标阈值电压，却忽视了对器件寿命的潜在影响。氮化镓半导体通常需要大约2伏的阈值电压。如果阈值电压过低，器件可能会对微小的电流做出反应，从而更容易发生运行错误。
三星于2023年重组了其LED业务，并成立了化合物半导体解决方案（CSS）部门，专门致力于氮化镓半导体的研发。该部门原本计划在2025年推出一条专用的氮化镓代工生产线。然而，由于功率半导体市场状况弱于预期，促使三星将计划推迟至2026年底。
行业消息人士目前认为，最新的可靠性问题可能会将这一时间表再推迟几个月。一位要求匿名的三星氮化镓代工客户表示，由于三星优先发展存储半导体等主要业务，因此进入该市场的时间本就晚于竞争对手。包括英飞凌科技、意法半导体、德州仪器和英诺赛科在内的公司，已经进行氮化镓半导体的商业化出货一到两年了。
据报道，在三星解决该问题之前，一些无厂半导体公司正在评估其他的代工合作伙伴。潜在的替代方案包括格芯、力积电（PSMC）和X-FAB。与硅半导体不同（后者的光罩成本通常高到足以促使公司在单一代工厂生产），化合物半导体的光罩成本相对较低，这使得与多个制造伙伴合作的负担较轻。
三星电子的一位代表表示，公司仍处于量产前的准备阶段，正在努力克服开发过程中的正常挑战。
该代表表示：“这是在大规模生产之前解决试错问题过程的一部分，现在判断这些发现是否构成缺陷还为时过早。”
https://www.thelec.net/news/articleView.html?idxno=12737
（来源：thelec ）
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