上海松江建成全球首条35微米超薄晶圆生产线 功率半导体制造实现重大突破

问题:随着新能源汽车800V高压平台、快充系统以及5G基站电源等应用快速增长,功率器件在“更高功率密度、更低能耗、更强散热、更长寿命”方面的要求显著抬升。

传统晶圆厚度与常规封装在导通损耗、热管理和模块可靠性上逐渐逼近瓶颈,先进减薄工艺与高可靠封装成为产业竞争的新焦点。

原因:晶圆减薄能够缩短电流在器件内部的传输路径,降低导通电阻与寄生参数,同时改善散热通道,提升能效表现。

但当厚度进入50微米以下,晶圆机械强度大幅下降,易在研磨、搬运、切割等环节发生隐裂与碎裂;此外,研磨应力带来的损伤若不被有效消除,将影响器件一致性与寿命。

因此,超薄晶圆的关键不仅在“磨得更薄”,更在于全流程的精度控制、损伤修复、切割方式革新以及与封装测试的系统级匹配。

影响:据上海松江方面信息,尼西半导体科技(上海)有限公司在松江综保区建成全球首条35微米功率半导体超薄晶圆工艺及封装测试生产线,实现晶圆厚度35±1.5微米的稳定控制,并将碎片率压至0.1%以内。

在应力损伤处理方面,通过化学腐蚀等工艺对研磨损伤进行削减,损伤消除比例达92%。

在切割环节,产线采用定制化激光方案替代传统刀片方式,以降低热影响区并提升切割一致性,良率达到98.5%。

从性能端看,超薄化带来器件导通与热管理的双重收益:载流子贯通芯片的时间缩短约40%,发热量与导通损耗随之下降;与100微米常规产品相比,热阻下降约60%。

在封装环节,超薄晶圆为双面散热等结构设计创造空间,使模块热阻进一步降低约30%,功率循环寿命提升至原来的5倍,有助于提升车规与高可靠场景的可用性与一致性。

测试方面,产线配套专用设备,单日产出能力可达12万颗成品,为规模化供给提供了支撑。

对策:值得关注的是,该产线在键合、研磨、切割到测试等关键环节实现专用装备配套,并由企业工程师与国内设备厂商联合研发部分关键设备,推动核心装备协同创新与可控供给。

这一路径有助于减少关键环节对外部单一来源的依赖,提升工艺迭代速度与交付韧性,也为国内功率半导体在高压平台、快充与高频高效电源等市场形成稳定量产能力提供了基础条件。

公开资料显示,尼西半导体科技(上海)有限公司成立于2007年,是相关企业在中国的重要生产基地之一。

前景:业内人士认为,功率半导体正处在需求扩张与技术路线并进阶段。

一方面,车载电驱、电控与充电设施持续放量,叠加数据中心、通信电源等领域对高效率与高可靠性的刚性需求,推动先进封装与工艺加速落地;另一方面,超薄晶圆对制造体系提出更高的过程控制与良率管理要求,未来竞争将从单点工艺突破走向“材料—工艺—封装—测试—可靠性验证”的全链条协同。

随着该类产线在国内形成可复制的量产经验,国产功率器件有望在更高功率密度、更严苛工作环境下加速导入,并推动相关装备与工艺标准进一步完善。

从"跟跑"到"领跑",35微米功率半导体生产线的建成,折射出中国制造向高端化跃迁的坚定步伐。

在全球化竞争格局深度调整的背景下,这项突破不仅填补了技术空白,更构建起从研发到量产的创新闭环,为新一代信息技术与绿色能源产业筑牢"芯"基石。

其成功实践揭示:唯有在基础材料、核心工艺与关键装备三大维度同步突破,才能真正实现产业链自主可控。