看好氮化??技术在功率电子应用的发展潜力，比利时微电子研究中心（imec）近日携手爱思强（AIXTRON）、格罗方德（GlobalFoundries）、美商科磊（KLA）、新思科技（Synopsys）与威科仪器（Veeco）等，成为其12寸氮化??（GaN）开放创新研究方向的首批研究夥伴，锁定低压与高压功率电子元件应用。

氮化??元件与晶片制造、可靠度与稳健度，以及系统级优化的持续进展为後盾，已经为实现新一代功率电子产品做好准备。

其中因为近期氮化??快速充电器上市後，将提升氮化??磊晶成长、氮化??元件与晶片制造、可靠度与稳健度，以及系统级优化的持续进展为後盾，已经为实现新一代功率电子产品做好准备。

当这些产品未来进入市场时，将具备比矽基方案更小的构型尺寸、更轻的重量与更优异的能源转换效率。例如汽车应用的车载充电器与DC/DC交换器、太阳能板的逆变器，以及电信与 AI资料中心的配电系统等，加速社会全面脱碳、电气化与数位化。

该研究方向为imec氮化??功率元件产业联盟计画（IIAP）之一，成立目标是开发12寸氮化??磊晶成长，以及高压与低压氮化??高电子迁移率电晶体（HEMT）的制造流程。采用12寸基板将不只能降低氮化??元件的制造成本，未来还可以开发更先进功率电子元件，例如用於CPU和GPU的高效低压负载点（POL）转换器。

如今透过氮化??技术开发的另一项明显趋势，是转向更大尺寸的晶圆，目前大多数可用的产能是8寸。但随着imec提出12寸氮化??研究方向，imec目前以其8寸晶圆专业为基础，正迈出下一步。

imec技术院士暨氮化??功率电子研究计画主持人Stefaan Decoutere表示：「改用12寸晶圆所带来的好处，不只是提高生产规模和降低制造成本而已。我们开发的CMOS相容氮化??技术还可用於顶尖的12寸设备，将能开发更先进的氮化??功率元件。例如用於POL转换器的超微缩低压p型氮化??闸极HEMT，为CPU与GPU应用的高能源效率配电提供助力。」

12寸氮化??研究计画还包含未来，应先将建立一套基线横向p型氮化??HEMT技术平台，锁定100V等的低压应用，采用12寸矽（111）材料作为基板。为此，imec目前正在研究以p型氮化??蚀刻与欧姆接触成形为主的制程模组。随後则是锁定高压应用，针对650V以上应用，开发作业会采用12寸符合SEMI标准且与CMOS相容的QST基板（包含多晶氮化铝核心层的材料）。

此次发起12寸氮化??研究计画，是在成功完成12寸晶圆承载测试与光罩组开发之後。imec期??在2025年底前於其12寸无尘室完成所有的12寸晶圆产能设置。

Stefaan Decoutere补充：「12寸氮化??开发的成功也仰赖建立一套稳健生态系统的能力，并共同驱动创新，包含从12寸氮化??成长与制程整合到封装解决方案。因此我们很高兴宣布爱思强、格罗方德、美商科磊、新思科技与威科仪器成为我们12寸氮化??开放研发研究方向的首批研究夥伴，也希??能在不久後迎来更多夥伴。因为开发先进氮化??功率电子需要在设计、磊晶、制程整合与应用之间的密切连结这种连结在我们针对8寸氮化??的前瞻研究中已经证实其关键作用。」