【APCSCRM 2019--大会邀请报告】第二届亚太碳化硅及相关材料国际会议（APCSCRM 2019） ...

2019年7月18日，由中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟、SEMI（国际半导体产业协会）、中国科学院物理研究所和中国晶体学会主办，北京天科合达半导体股份有限公司承办的第二届亚太碳化硅及相关材料国际会议（APCSCRM 2019）在北京顺利召开。大会报告由大会外方主席日本三菱电机公司首席科学家Gourab MAJUMDAR博士和意法半导体市场战略总监Filippo DIGIOVANNI先生主持。

大会邀请了日本三菱电机公司首席科学家Gourab MAJUMDAR教授、日本东京工业大学材料与化学技术学院坂田 修身教授、清华大学王燕教授、SEMI中国区总裁居龙先生、意法半导体市场战略总监Filippo DIGIOVANNI、美国Alpha and Omega Semiconductors张清纯教授、英国剑桥大学龙腾教授、中国电子科技集团公司第四十六研究所郝建民副总工程师作大会邀请报告。这八位邀请专家分别在报告中详细分享了各自的最新学术研究进展和成果，并与参会的专家、学者和企业家针对第三代半导体领域学术和产业问题进行了良好的互动交流。

日本三菱电机公司首席科学家Gourab MAJUMDAR教授作报告

报告题目：宽禁带半导体材料及器件的研究进展以及APCSCRM国际会议对其将产生的影响

报告摘要：最近，随着气候变化成为一个至关重要的全球性问题，电力电子和功率器件在应对电力和能源转换和存储挑战方 面的作用受到了广泛关注。在电力电子应用中，与系统设计相关的功率密度因子在过去二十年中得到了显著提高。这一增长的主要贡献来自及时开发更 新的功率器件，这些器件是通过 IGBT 等电力芯片技术、封装结构和功能集成概念的多维重大突破而实现的。近几十年来，在各 种应用需求的驱动下，IGBT 和智能功率模块 (IPM) 历经几十年的发展，已广泛应用于工业电机控制、家用电器、铁路牵引、汽车 动力总成电子、风车、太阳能发电系统等各种电力电子设备中。此外，在宽禁带功率器件方面也取得了很多的研发成果，特别是 利用 SiC 半导体材料制备未来电力电子器件方面。APCSCRM 在促进最新进展的交流以及支持研究人员，企业家和投资者之间的合作方面发挥着非常重要的作用。在这个论坛 上，关于宽禁带新型材料（SiC，AlN，金刚石，Ga2O3，GaN 等）及相关器件的多学科主题正在广泛涉及，重点放在单晶和外延生 长，材料表征，电力和光电子器件，测试和评估方法，封装模块，系统解决方案和应用。

意法半导体市场战略总监Filippo DIGIOVANNI作报告

报告题目：当今市场中的功率宽频带半导体解决方案

报告摘要：当前，制造业正努力应对日益增长的电力需求，这也导致大家对于更高效的能源转换解决方案的追求，同时可以为 汽车行业带来更广泛的电动交通变革。电动汽车的发展，无论是电池混合动力车 (BEV)，还是轻度混合动力车 (MHV) 等，已经 开始从概念转向预期的大规模生产。在此背景下，宽禁带 (WBG) 功率半导体器件，包括碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN)，可以通 过在任何功率转换过程中削减功率损耗来降低能耗，从而在降低能耗方面做出显著贡献。本报告特别讨论了 SiC 产品有助于 减少电动汽车内部整体能量损失这一优点。主逆变器和双向 DC-DC 变换器等特定情况用于量化性能改进。为此，对典型主牵 引逆变器中的 SiC MOSFET 与硅 IGBTs 进行了比较，并给出了双向 DC-DC 变换器中 SiC MOSFET 与标准硅 IGBTs 的比较。报 告还将介绍用于生产碳化硅 MOSFET 和碳化硅二极管的长期生产战略。最后，简要讨论了使用 GaN 在目标产品和市场实现 的新拓扑结构。展示了使用 GaN 的车载充电器（OBC）的示例。

SEMI中国区总裁居龙先生作报告

报告题目：全球半导体产业的新变局新形势

报告摘要：回顾全球半导体行业的现状，并预计全球半导体行业将经历另一个扩张周期，其动力来自新的智能应用 终端市场，以及人工智能、机器学习和 5G 等新核心技术领域的增长机遇。报告内容包括投资趋势战略，未来应用市场，商业机会以及地缘政治紧张的潜在影响和挑战等。

日本东京工业大学材料与化学技术学院坂田 修身教授作报告

报告题目：利用同步辐射X射线衍射形貌绘制氮化镓晶格平面取向图

报告摘要：介绍一种衍射方法，该种方法将用于评估宽带隙半导体晶片的晶格面的局部取向。反射几何方法本质是确定垂直于样品表 面的倒易晶格矢量的面内分量，假设矢量的轻微倾斜角度分布在样品表面上。该方法使用比样品大小宽，并且几乎平行的单色 x 射线。它有助于表征表面层，特别是外延膜。我们将使用 11-24 衍射解释 GaN（0001）晶格平面的原理、实验装置、局限性和结 果，给出了同质外延薄膜、4 英寸晶圆和 Mg 掺杂薄膜的晶格面的形状和法向矢量。还介绍了白色 x 射线在截面上获得的衍射形貌结果和透射几何形状。测量结果为我们提供了晶格面沿样品厚度方向倾斜 的信息。这项工作得到了 MEXT GaN 研发项目的支持。

清华大学王燕教授作报告

报告题目：碳化硅门极可关断晶闸管关键技术研究

报告摘要：在高压 SiC 功率器件中，GTO 具有最高的功率等级、极高的耐故障电流处理能力、 极高的阻断电压和快速关断能力，因此 GTO 在电网中多段直流接入、耐受较大故障电流 的应用等场景具有较大优势。针对传统超高压结终端结构复杂，制造难度大，击穿电压性 能容易受工艺和 SiC/SiO2 界面固定电荷影响的问题，提出了具有空间调制沟槽的多台 阶刻蚀结终端。基于所提出的新型空间调制沟槽的刻蚀结终端结构，研制了国内首个超 高压 SiC GTO 器件，并完成了动静态测试。

美国Alpha and Omega Semiconductors张清纯教授作报告

报告题目：SiC和GaN功率器件的设计，商业化和应用

报告摘要：功率半导体器件是决定电力电子系统能量转换效率、尺寸和成本的重要元件。功率器件的进步使电力电子产品发生了革命 性的变化，而今天的市场也为不同的应用提供了各种器件。尽管有了这些进步，Si 功率器件的性能已经接近极限。像碳化硅 和氮化镓这样的宽禁带半导体材料由于其可以使功率器件在更高的效率、更高的功率密度和更高的温度下工作，而引起人 们广泛的关注。目前，宽禁带功率器件，尤其是 SiC 功率 MOSFET 在电力电子领域得到广泛应用的主要障碍是与硅器件相比 成本高。本报告将介绍在 Alpha＆Omega Semiconductors 公司开发的 SiC MOSFET 和 GaN HEMTs 功率器件的进展和重 要成就。碳化硅 MOSFET 和二极管的批量生产已经与世界领先的 CMOS 代工厂密切合作，以降低碳化硅器件的成本。通过 在大部分工艺流程中使用相同的 Si 工艺工具，专用 SiC 制造设施所需的高成本已基本消除。通过在大部分工艺流程中使用 相同的 Si 工艺，可以实现低制造成本、高质量的制造工艺。在本报告中，我们将回顾电气性能和器件可靠性的测试，并讨论未 来技术发展的前景。

英国剑桥大学龙腾教授作报告

报告题目：宽禁带半导体电力电子应用的潜力

报告摘要：宽禁带器件例如碳化硅和氮化镓被认为是下一代功率器件。但是，要实现宽禁带器件的所有优势，功率变换器的设计原则需要 更改。这个演讲会简单介绍碳化硅器件在交通电气化的应用，比如车载充电器和船用推进器的功率变换器。碳化硅器件所推动 的新型应用比如无线功率传输和数据中心 48 伏直流系统也会简单介绍。关于阻碍宽禁带器件快速开关的寄生电感和电容问 题，特别是在功率模块和检测电路中的问题和解决方案也会有所讨论。

中国电子科技集团公司第四十六研究所郝建民副总工程师作报告

报告题目：β-Ga2O3单晶生长、表征与应用进展

报告摘要：β-Ga2O3 作为唯一能够采用熔体法生长的宽禁带、超宽禁带半导体材料，业界自然认为其实现高完整性结晶难度 较小、衬底成本会较低。但是，对称性低（单斜晶系）、微观结构低维化给其向更大尺寸发展（包括单晶生长，晶片加工等）势必 造成技术困难；低热导率、p 型掺杂的物理瓶颈极具挑战。本报告介绍了我所在β-Ga2O3 单晶生长、表征与应用方面的进展。