如何快速有效的提升功率半导体器件良率，并对失效进行关键性分析

半导体产业网消息：以SiC、GaN为代表的第三代半导体具有耐高温、耐高压、高频、高效和高功率密度的特性，特别适用于高电压高功率器件和5G射频器件，在新能源车、光伏风电、工业电源、消费类电源等领域有广阔的应用前景。并正在逐步替代硅基半导体功率器件的市场空间，越来越多的企业加入了第三代半导体器件的开发行列，受到车用、工业与通讯需求的助力，2021年第三代半导体呈现较高增长态势。

据Yole最新报告，预计碳化硅器件市场规模将由2021年10.9亿美元增长至2027年62.97亿美元，复合增长率达34%。作为新一代半导体，第三代半导体必定是支撑新一代移动通信、新能源汽车、高速列车、能源互联网等产业自主创新发展和转型升级的重点核心材料和电子元器件。

碳化硅元件正在推动电动车走向未来。碳化硅元件正在争夺电动车传动系统核心的80%左右的功率电子装置，包括将储存在汽车电池组中的直流电转换为车辆电动马达所需的交流电之主牵引逆变器（Main Traction Inverter）。碳化硅芯片还在电动车其他部分争取地位，例如车载充电器和直流-直流转换器。Yole认为，为了满足长续航里程的需求，800V电动车是实现快速直流充电的解决方案，这就是1200V 碳化硅元件可以发挥关键作用的地方。

功率半导体芯片是电能输出控制和高效转换的核心技术，中国是功率半导体芯片的全球最大市场，同时也是全球最大的进口国。在半导体对外投资受阻情况下，国内自主创新发展是必由之路。

同时，我国已将半导体产业发展提升至国家战略高度，并针对设计、制造、封测各环节制定明确计划，我国相关政策的陆续发布也为第三代半导体的发展提供了良好的政策支持。“十四五”规划指出，计划在2021-2025年间，推动第三代半导体产业迅速发展。未来，国产替代和创新浪潮仍是未来电子行业的发展主轴。国家2035年远景目标纲要提出要加快发展现代产业体系，坚持自主可控、安全高效，加快补齐基础元器件的瓶颈短板。国内终端厂商逐步将供应链转移至国内，有助于真正发挥上下游联动发展的协同作用，半导体产业的国产替代持续加速进行，给中国本土企业带来了绝佳的市场机会。

“后摩尔时代”也给器件的封装带来了更多挑战，设备的便携化要求器件封装可以提升器件整体性能，集成更多功用，同时要减少能耗。这些挑战使得器件封装开始向三维层次发展，推动了异构集成（Heterogeneous Integration）封装技术成为“后摩尔时代“的重要支柱。新技术的诞生为半导体器件生产过程中的良率提升及失效分析带来了新的挑战。

一方面各种器件结构的复杂化使得制程偏差带来的关键结构缺陷变得更加不容易被发现。还原缺陷结构的原貌通常需要大量并快速的移除器件结构中多余的材料，同时可以有效进行根本性分析。

另一方面，新材料的研发也在推动“后摩尔时代“的半导体器件实现更高的性能，并运用到更多环境当中。例如基于第三代化合物半导体材料的宽带隙功率器件使制造更高性能、更可靠的组件成为可能，这些组件可以使功率效率提升并在更严苛的操作环境下使用。然而，这些材料面临生产过程中良率提升的需求，也会引入新的失效模式。

因此，如何快速有效的提升良率，并对失效进行关键性分析，就成为半导体工业界所面临的重要挑战。

为了更好的助力半导体企业在后摩尔时代的“芯“航程，快速提高良率，有效解决失效分析的难点痛点，赛默飞世尔科技带来了一场与高效率电镜技术相关的线上面对面的探讨交流，欢迎一同参加！