继宣布推出全球首款300mm氮化镓（GaN）功率半导体晶圆和在马来西亚居林建成全球最大的200mm碳化硅（SiC）功率半导体晶圆厂之后，英飞凌再次在半导体制造技术领域取得新的里程碑。英飞凌在处理和加工史上最薄的硅功率晶圆方面取得了突破性进展，这种晶圆直径为300mm，厚度为20μm。厚度仅有头发丝的四分之一，是目前最先进的40-60μm晶圆厚度的一半。
这项创新将有助于大幅提高功率转换解决方案的能效、功率密度和可靠性，适用于AI数据中心，以及消费、电机控制和计算应用。与基于传统硅晶圆的解决方案相比，晶圆厚度减半可将基板电阻降低50%，从而使功率系统中的功率损耗减少15%以上。对于高端AI服务器应用来说，电流增大会推动能源需求上升，因此，将电压从230V降低到1.8V以下的处理器电压，对于功率转换来说尤为重要。超薄晶圆技术大大促进了基于垂直沟槽MOSFET技术的垂直功率传输设计。这种设计实现了与AI芯片处理器的高度紧密连接，在减少功率损耗的同时，提高了整体效率。
由于将芯片固定在晶圆上的金属叠层厚度大于20μm，因此为了克服将晶圆厚度降低至20μm的技术障碍，英飞凌的工程师们必须建立一种创新而独特的晶圆研磨方法。这极大地影响了薄晶圆背面的处理和加工。此外，与技术和生产相关的挑战，如晶圆翘曲度和晶圆分离，对确保晶圆稳定性和一流稳健性的后端装配工艺也有重大影响。20μm薄晶圆工艺以英飞凌现有的制造技术为基础，确保新技术能够无缝集成到现有的大批量Si生产线中，而不会产生额外的制造复杂性，从而保证尽可能高的产量和供应安全性。
该技术已获得认可，并被应用于英飞凌的集成智能功率级（直流-直流转换器）中，且已交付给首批客户。同时，该技术还拥有与20μm晶圆技术相关的强大专利组合，体现了英飞凌在半导体制造领域的创新领先优势。随着目前超薄晶圆技术的发展，英飞凌预测在未来三到四年内，现有的传统晶圆技术将被用于低压功率转换器的替代技术所取代。这项突破进一步巩固了英飞凌在市场上的独特地位。英飞凌目前拥有全面的产品和技术组合，覆盖了基于Si、SiC和GaN的器件，这些器件是推动低碳化和数字化的关键因素。
11月12-15日，英飞凌将在2024年慕尼黑国际电子元器件博览会 (C3展厅502号展台) 上公开展示首款超薄硅晶圆。
原文始发于微信公众号（英飞凌官微）：英飞凌推出全球最薄硅功率晶圆，突破技术极限并提高能效