ROHM（羅姆）：何以能堅(jiān)持做最好的SiC功率器件

2008年對(duì)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(shí)也是從這一年開(kāi)始，ROHM（羅姆）收購(gòu)了OKI半導(dǎo)體（即現(xiàn)在的“LAPIS Semiconductor”），開(kāi)啟了該公司后續(xù)一系列收購(gòu)的序幕。這意味著ROHM（羅姆）公司戰(zhàn)略的重大調(diào)整開(kāi)始進(jìn)入執(zhí)行階段，即加速?gòu)膯我环至?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E5%85%83%E5%99%A8%E4%BB%B6/">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(gòu)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(kāi)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(chǎng)的日益發(fā)展，分立器件技術(shù)也日趨成熟，技術(shù)和市場(chǎng)開(kāi)始向包括中國(guó)在內(nèi)的新興國(guó)家遷移，日系廠商的優(yōu)勢(shì)不再，利潤(rùn)也在逐漸降低，唯有求變才能生存。而半導(dǎo)體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(hào)鏈路才能滿足越來(lái)越多的客戶(hù)對(duì)系統(tǒng)級(jí)解決方案的需求，ROHM（羅姆）應(yīng)時(shí)而動(dòng)，通過(guò)幾次收購(gòu)強(qiáng)化自身競(jìng)爭(zhēng)力，近幾年更針對(duì)中國(guó)等新興市場(chǎng)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(duì)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(jí)經(jīng)理 水原德健

如今在功率半導(dǎo)體市場(chǎng)上，來(lái)自工藝材料方面的競(jìng)爭(zhēng)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(shuō)是結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)選擇了一條差異化的發(fā)展之路，日系廠商一直擅長(zhǎng)材料開(kāi)發(fā)，加上其特有的一條龍的生產(chǎn)體制，讓其在SiC這種對(duì)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(kāi)發(fā)的雙溝槽結(jié)構(gòu)，可以極大程度緩和門(mén)極溝槽底部電場(chǎng)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(yáng)能、汽車(chē)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(duì)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(jí)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(gè)人認(rèn)為很有價(jià)值的信息點(diǎn)包括：

1. 目前SiC器件包括三類(lèi)，其中SiC肖特基二極管主要針對(duì)傳統(tǒng)的FRD市場(chǎng)；SiC-MOSFET則逐漸取代IGBT的市場(chǎng)；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?yàn)檫M(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(chǎng)。

2. 2014年SiC功率器件的市場(chǎng)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(chǎng)份額。相較硅功率器件的100億美元市場(chǎng)，SiC的市場(chǎng)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(chǎng)在未來(lái)將保持18%的年增長(zhǎng)速度，也說(shuō)明市場(chǎng)對(duì)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(jià)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(jià)格是原有硅器件的5~6倍，當(dāng)這一數(shù)值降到2~3倍時(shí)，SiC功率器件大范圍取代硅產(chǎn)品會(huì)有可能發(fā)生，而ROHM（羅姆）公司預(yù)見(jiàn)，這一轉(zhuǎn)折點(diǎn)將隨著汽車(chē)電子中越來(lái)越多的采用SiC功率器件產(chǎn)品而加速到來(lái)。

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?yàn)镾iC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(shí)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(duì)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(duì)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(guò)渡一樣，任何一種新材料都要經(jīng)歷一個(gè)優(yōu)化到成熟的過(guò)程，相信通過(guò)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(gè)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?yàn)橐恍┩鈬骷约膀?qū)動(dòng)設(shè)計(jì)有所不同，客戶(hù)在用SiC產(chǎn)品取代原有功率器件時(shí)需要對(duì)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)和電路進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，水源德健提到對(duì)一些技術(shù)實(shí)力足夠強(qiáng)的客戶(hù)這一點(diǎn)不成問(wèn)題，而對(duì)那些研發(fā)能力相對(duì)較弱的客戶(hù)這可能會(huì)成為影響其采購(gòu)的一個(gè)要素。對(duì)此，ROHM（羅姆）的應(yīng)對(duì)是和一些高校以及業(yè)界合作伙伴一起推出針對(duì)不同應(yīng)用的參考設(shè)計(jì)，幫助客戶(hù)盡快熟悉和實(shí)現(xiàn)新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，加快產(chǎn)品上市。

顯然，ROHM（羅姆）公司把對(duì)SiC功率器件的投入和研發(fā)作為公司未來(lái)一個(gè)非常重要的增長(zhǎng)點(diǎn)，而其對(duì)SiC工藝一點(diǎn)點(diǎn)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(lái)的精益求精的研發(fā)基因，要么不做，要做就做到最好。
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