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新加坡科技研究局（A*STAR）日前宣布，其微電子研究所（IME）正式啟用全球首條工業級200毫米（8英寸）碳化硅（SiC）開放研發生產線，標志著半導體材料技術邁入規模化應用新階段。該平臺旨在通過開放合作模式，加速碳化硅在電動汽車、5G通信及工業電源等領域的商業化進程，鞏固新加坡在全球半導體產業鏈中的創新樞紐地位。 技術突破：從實驗室到工業化的跨越 碳化硅作為第三代半導體材料的核心代表，以其高擊穿電場、高導熱性和低導通損耗特性，成為電動汽車逆變器、充電樁及5G基站功率器件的首選材料。然而，受限于150毫米（6英寸）晶圓產能瓶頸及材料缺陷控制難題，行業長期面臨良率低、成本高的挑戰。A*STAR此次推出的200毫米研發線，通過三大技術突破實現量產可行性： 晶體生長優化：采用改進的物理氣相傳輸法（PVT），將200毫米晶錠的位錯密度（DD）從傳統工藝的11,256 cm⁻²降至3,885 cm⁻²，接近商用150毫米晶圓水平，微管密度低于0.5 cm⁻²，滿足工業級器件可靠性要求。 高精度加工工藝：集成多線鋸切片、化學機械拋光（CMP）及外延層沉積技術，實現晶圓厚度均勻性±1μm、電阻率波動＜3%，兼容現有8英寸半導體設備，降低企業轉型成本。 缺陷檢測與補償：引入非接觸式映射系統（LEI 1510）及熔融KOH選擇性蝕刻技術，實時監測晶圓內缺陷分布，并通過工藝參數動態調整提升良率，目前已實現單晶襯底交付良率超90%。 開放合作：構建產業生態共同體 A*STAR將該研發線定位為“半導體創新加速器”，通過開放設備、工藝及數據資源，降低中小企業研發門檻。其核心合作模式包括： 技術共享平臺：向本地企業及國際機構提供200毫米晶圓加工服務，涵蓋晶錠生長、外延沉積及器件級測試，支持企業快速驗證碳化硅芯片設計。 產學研協同網絡：與意法半導體（STM）、GlobalFoundries及新加坡南洋理工大學（NTU）合作，建立從材料到器件的完整技術鏈，推動壓電MEMS、毫米波通信等前沿技術交叉融合。 跨境研發合作：與烏茲別克斯坦、印度等國科研機構簽署協議，共享碳化硅晶體生長數據庫，優化高溫高壓環境下的工藝穩定性，提升供應鏈韌性。 市場前景：賦能綠色能源與AI算力革命 據行業分析，200毫米碳化硅晶圓的應用將使單片晶圓器件數量增加78%，生產效率提升30%，成本降低25%。A*STAR的研發線已吸引多家企業參與： 電動汽車領域：本地初創公司WaferLead基于該平臺開發出高功率密度SiC MOSFET，應用于充電樁及OBC（車載充電器），充電效率提升40%，充電時間縮短至15分鐘以內。 5G通信系統：與意法半導體合作研發的碳化硅射頻器件，支持毫米波頻段高功率傳輸，基站能效比傳統硅器件提升50%，助力6G網絡部署。 工業電源：開發的高壓平面柵SiC MOSFET（3300V）已通過新加坡電力局認證，應用于數據中心UPS系統，轉換效率達99.2%，年節電量超10萬度。 政策支持：強化新加坡半導體全球競爭力 新加坡政府將碳化硅研發納入“國家半導體戰略”，未來三年投入2億新元（約合1.5億美元）支持A*STAR生態建設。貿工部第二部長陳詩龍表示：“該研發線不僅是技術突破，更是產業協同的范式——通過開放資源，中小企業可共享大企業研發成果，快速響應市場需求。” 目前，A*STAR已與全球27家企業簽署合作協議，涵蓋材料供應商、芯片設計公司及終端設備制造商。其200毫米碳化硅研發線計劃于2026年向全球開放服務，預計每年培養500名半導體工程師，推動新加坡半導體產業人才庫擴容。 關于新加坡科技研究局（A*STAR） A*STAR是直屬于新加坡貿工部的政府法定機構，通過整合學術界與工業界資源，推動科技創新與成果轉化。其微電子研究所（IME）專注于半導體材料、封裝及異構集成技術研發，擁有全球領先的200毫米晶圓中試線及300毫米硅晶圓產能。 |
