揭秘寬禁帶器件檢測要點？

量產(chǎn)前這一步至關(guān)重要！

幻實（主播）?

本期節(jié)目我們邀請到西安眾力為半導(dǎo)體科技有限公司的技術(shù)負責人、CEO羅景濤羅博士，請羅博士跟大家打個招呼。

羅景濤（嘉賓）?

大家好，我是來自西安眾力為半導(dǎo)體科技有限公司的羅景濤。

幻實（主播）

您公司具體在什么賽道上呢？

羅景濤（嘉賓）?

我們目前主要有兩塊業(yè)務(wù)，其一是做第三方的功率器件檢測實驗室，另一塊就是做功率器件的檢測設(shè)備。我們是國家級CNAS（中國合格評定國家認可委員會）資質(zhì)的實驗室，主要業(yè)務(wù)就是針對功率器件設(shè)計企業(yè)，高?？蒲许椖康忍峁㊣QC檢測等實驗服務(wù)。

另外，我們從2021年開始自主研發(fā)了測試設(shè)備，因為一開始我們有實驗的需求，所以我們自己做了設(shè)備，后面我們發(fā)現(xiàn)設(shè)備做出來之后，也有客戶愿意購買，所以我們就把設(shè)備的這塊業(yè)務(wù)重視起來。

幻實（主播）?

在芯片的哪個環(huán)節(jié)會用到您提到的實驗室測試服務(wù)？

羅景濤（嘉賓）?

我們目前主要服務(wù)與芯片設(shè)計企業(yè)?，F(xiàn)在寬禁帶半導(dǎo)體器件非常火，做碳化硅的企業(yè)在行業(yè)里也很多，他們設(shè)計出新的碳化硅器件之后，需要評測它的電特性、熱特性，包括可靠性等特性，這個時候我們實驗室就會去介入，相當于在客戶的研發(fā)階段對產(chǎn)品進行一個全面的評估。

我們能對產(chǎn)品有一個比較客觀的實驗結(jié)果判定，然后告知客戶被測產(chǎn)品是否合格亦或是存在不足。

幻實（主播）

其實在很多芯片設(shè)計公司配的測試工程師不是特別多，產(chǎn)品測試很多時候是匆忙完成，可能這就為以后批量出貨埋下了不確定風險。所以你們的實驗室可以相對系統(tǒng)性解決這個問題。你們現(xiàn)在主要布局在哪些領(lǐng)域？

羅景濤（嘉賓）?

我們主要布局在寬禁帶功率器件，包括現(xiàn)在比較熱的碳化硅、氮化鎵等SBD（熱載流子二極管）和MOS；另外，我們實驗室現(xiàn)在也在做車規(guī)芯片的檢測平臺。

碳化硅最大的應(yīng)用場景就是電動汽車，芯片要“上車”的話，就必須按照 AEC-Q101的車規(guī)檢測標準去做實驗認證。所以我們實驗室相對從配備來說，還是有一定的實力。

揭秘寬禁帶器件檢測要點？

幻實（主播）?

所以你們是可以做車規(guī)驗證，給出車規(guī)測評報告，做到這個程度也要具備一些基礎(chǔ)才可以實現(xiàn)。

從您介紹的寬禁帶作為一個業(yè)務(wù)方向來說，能不能具體給我們講講像寬禁帶的器件，它有什么樣的要點需要在測試的時候去額外關(guān)注？

羅景濤（嘉賓）?

確實很多人也想了解得更深入一些。正如您所說，硅和現(xiàn)在的寬禁帶確實還有一些差異。

以碳化硅和硅基的MOS舉例，首先，很明顯的特征就是它的芯片面積減少了很多。大概就是在相同的電場強度下，我的碳化硅面積甚至可以做到硅面積的1/10，面積小了之后相應(yīng)的過熱問題就是第一大需要解決的問題。這時候我們就需要一些熱評測的手段，比如我們可以做一些熱阻測試、功率循環(huán)測試，來驗證如此小的芯片在采用一些先進的封裝結(jié)構(gòu)后，它的熱特性是怎樣的。

其次，碳化硅本身的一些材料特性決定了它的頻率相對來說會很高，頻率高的話，如果用在比如開關(guān)電源，或者一些高速高頻的電路上，它的一些損耗就會被放大。

另外，我們測常規(guī)的硅基MOS，它的一個分立器件的開關(guān)時間可能在幾十納秒左右，但是碳化硅的遷移率會非常高，所以它的開關(guān)時間就會非?？?。

幻實（主播）

做這種特色器件和常規(guī)器件確實還是存在一些區(qū)別。您剛剛提到你們公司還做設(shè)備，這個路線是自己先用，用的好之后也有人買。具體是什么設(shè)備？是解決什么問題呢？

羅景濤（嘉賓）

其實我們目前還是針對功率器件在展開做一些相應(yīng)的檢測設(shè)備。

現(xiàn)在行業(yè)里有一些公司做類似功率器件的檢測設(shè)備，但是很多人在用的時候可能會發(fā)現(xiàn)存在靈活性不好等問題，況且我們很多客戶的研究性測試對設(shè)備的要求更高，因此我們就想自己嘗試開發(fā)這種設(shè)備，來滿足我們客戶的需求。

據(jù)此，我們目前研發(fā)了碳化硅功率器件的動態(tài)測試系統(tǒng)，碳化硅二極管的浪涌測試系統(tǒng)、寬禁帶功率器件的雪崩測試系統(tǒng)等等，這次我們把最新的一臺氮化鎵HEMT器件的動態(tài)參數(shù)測試系統(tǒng)帶到了展會上，它目前在國產(chǎn)行業(yè)里應(yīng)該是史無前例的。

幻實（主播）

這款設(shè)備能不能請您再展開介紹一下，包括它的競爭性、產(chǎn)品價值等。

羅景濤（嘉賓）?

雖然氮化鎵的HEMT器件相對碳化硅來說起步晚了點，但是現(xiàn)在氮化鎵的HEMT器件的勢頭非常迅猛，所以對于氮化鎵器件的生產(chǎn)廠家來說，評測氮化鎵器件的緊迫性也是非常強烈的。

氮化鎵器件的特性和碳化硅又不一樣。比如氮化鎵頻率比碳化硅會高很多，所以它的開關(guān)時間相對碳化硅來說又升級了，想要捕捉更快的量級的開關(guān)時間參數(shù)，我們需要做更多的工作。比方說我們?nèi)绾稳プ鲭妷骸?a href="http://ttokpm.com/tags/電流/" target="_blank">電流的取樣，如何防止信號的干擾，這些都是很大的難點。

其次，還有一個問題就是氮化鎵的導(dǎo)電機理和碳化硅不一樣，它不是電子在導(dǎo)電，它是異質(zhì)結(jié)界面的二維電子氣，這個器件在實際應(yīng)用場景里就會表現(xiàn)出來一些所謂的動態(tài)特性。

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二維電子氣是用量子限制等物理方法使電子群在一個方向上的運動被局限于一個很小的范圍內(nèi),而在另外二個方向上可以自由運動的系統(tǒng)稱為二維電子系。如果系統(tǒng)中電子密度較低,則稱為二維電子氣。

有一個參數(shù)叫做動態(tài)電阻，這是非常受很多FAE工程師關(guān)注的一個參數(shù)。如果想要有效的評測這個參數(shù)，從行業(yè)的測試標準上來說，大家一直在研討，我們也有幸參與了三代半聯(lián)盟（第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟）的制標工作，所以我們算是走在前沿，比較早地了解到行業(yè)對氮化鎵器件動態(tài)電子的測試需求，因此我們制造了這臺設(shè)備，制造出來后也和高校方進行了技術(shù)研討，他們對氮化鎵器件應(yīng)用場景的模擬測試又提出了一些新的要求。所以我們這臺設(shè)備既結(jié)合了行業(yè)最新標準發(fā)布的氮化鎵動態(tài)電子的測試方式，同時又結(jié)合了對材料機理的研究，通過軟硬件結(jié)合的方式，在我們這個系統(tǒng)里體現(xiàn)出來。

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揭秘測試測量設(shè)備國產(chǎn)化的必由之路

幻實（主播）?
說它史無前例，是因為海外沒有這樣的設(shè)備嗎？

羅景濤（嘉賓）?
目前可以這樣說，我們是早于海外市場發(fā)布的，并且我們也推給了兩個客戶。第一個就是北方工業(yè)大學的北京照明實驗室；第二個就是鄭老師組，他們研究氮化鎵，所以也非常希望能有效地去評測動態(tài)電阻。據(jù)我所知，做出來并在行業(yè)里被認可，而且能在客戶端測出數(shù)據(jù)的我們應(yīng)該是第一家。

幻實（主播）?
這個進步確實非常不容易，因為測試測量設(shè)備很多都是國際大廠在制造，比如是德科技、羅德與施瓦茨等等，這些大廠都比我們多沉淀很多年，你們能夠在這么短的時間內(nèi)創(chuàng)立出這樣的公司，我覺得已經(jīng)很不容易了。這些是眼前取得的一個基本面，最后想再問問您，關(guān)于未來您有什么規(guī)劃嗎？

羅景濤（嘉賓）?
首先，我覺得現(xiàn)在的國產(chǎn)化設(shè)備還是有很長的路需要去走，也需要我們整個行業(yè)從這個產(chǎn)品設(shè)計、定義，包括設(shè)備的開發(fā)去進行有效地評測，然后，在應(yīng)用端能很好地去反饋器件的一些使用狀態(tài)。我覺得現(xiàn)在所做的事情能夠有效地促進行業(yè)發(fā)展，所以我個人對這個事是非常認可的。

其次，國家現(xiàn)在也提出了國產(chǎn)化的要求，我們選擇做寬禁帶功率器件檢測設(shè)備的賽道也和國產(chǎn)化的要求緊密結(jié)合，因此，我們一定會在這個領(lǐng)域繼續(xù)扎根，爭取把我們的產(chǎn)品做做得更好，讓客戶越來越認可，同時能很好地反饋到我們的器件研發(fā)端，對研發(fā)進行反向的促進改善。

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隨著新能源汽車、光伏發(fā)電以及電池儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域快速地發(fā)展，同時也帶動著上游功率半導(dǎo)體產(chǎn)品需求的快速增長，以第三代半導(dǎo)體器件為核心的功率半導(dǎo)體器件更是突飛猛進。在半導(dǎo)體功率器件行業(yè)的飛速發(fā)展的同時，從半導(dǎo)體功率器件的設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、以及使用，都需要進行相應(yīng)的電參數(shù)測試，解決設(shè)計問題并縮短開發(fā)周期。半導(dǎo)體測試設(shè)備是完成芯片設(shè)計驗證、晶圓制造、封裝測試環(huán)節(jié)和半導(dǎo)體應(yīng)用環(huán)節(jié)的技術(shù)關(guān)鍵。

編輯：黃飛

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