英飞凌：突破全球最薄硅功率晶圆

近日，英飞凌宣布已成功将其硅功率晶圆的厚度减半至20微米（μm），实现了前所未有的技术突破。这一突破显著降低了晶圆衬底电阻和整体功率损耗，优化了功率器件的碳足迹，为下一代电子产品的性能提升和能效优化奠定了基础。

据英飞凌电源和传感器系统部门的Adam White介绍，这种20微米的功率晶圆是目前市场上最薄的硅功率晶圆。与传统硅晶圆相比，其厚度减少了50%，基板电阻也相应降低了50%，进而使功率系统中的功率损耗减少了15%以上。

厚度20μm仅为头发丝的四分之一，是目前最先进的40-60μm晶圆厚度的一半。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。

厚度改进对于高端AI服务器应用尤为重要，因为随着电流增大，能源需求也随之上升。通过将电压从230V降低到1.8V以下的处理器电压，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，实现了与AI芯片处理器的高度紧密连接，从而提高了整体效率。

White表示，这种超薄晶圆将主要应用于12V器件，用于下一代AI GPU、TPU和具有垂直功率的CPU的本地电源转换。这些器件需要在0.8V电压下提供1000至2000A的大电流，而超薄晶圆技术通过降低RDSon（导通电阻）40%，使得这些器件在性能上有了显著提升。White指出，这一技术突破将引起40V及以下行业的极大兴趣，并已经与AI客户进行了深入互动。此外，该技术还可应用于消费电子、电机控制和计算等领域。

在谈到超薄晶圆的处理技术时，White表示，300毫米晶圆的系统和处理是面临的主要挑战之一。然而，英飞凌通过遵循特殊步骤和增加工艺步骤，成功克服了这些障碍。与2016年推出的40微米晶圆相比，新的20微米晶圆工艺虽然增加了步骤，但并没有引入额外的复杂性或资本支出。White强调，硅衬底上的加工过程非常出色，使得这一技术突破得以实现。

此外，White还透露，英飞凌正在掌握硅、碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）这三种关键技术。他指出，硅将继续在许多领域占据主导地位，但英飞凌也在积极推进SiC和GaN技术的发展。在SiC方面，英飞凌正在提升其200毫米晶圆产能；而在GaN方面，英飞凌已经宣布了世界上第一个300毫米GaN功率晶圆，该晶圆具有高频优势，适用于5MHz以上的应用。