分立器件：汽車與照明市場擴(kuò)容 封裝重要性凸顯

　　分立器件的技術(shù)創(chuàng)新不能忽略市場的實(shí)際需求，而器件品質(zhì)的提升不僅需要先進(jìn)的芯片制造工藝，封裝技術(shù)的改進(jìn)也是提升產(chǎn)品檔次的重要途徑。

　　從市場應(yīng)用而言，消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信是分立器件傳統(tǒng)的三大應(yīng)用市場，而近年來汽車電子和電子照明領(lǐng)域的分立器件市場也在迅速增長。目前國內(nèi)分立器件盡管已經(jīng)具有一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，但其發(fā)展與國內(nèi)市場的需求相比仍存在較大差距，中國分立器件產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展必須以持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新為動力。

　　分立器件產(chǎn)業(yè)面臨機(jī)遇

　　電子信息產(chǎn)業(yè)和整機(jī)制造業(yè)的快速發(fā)展，帶動了半導(dǎo)體分立器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，分立器件具有其自身的特點(diǎn)。“集成電路發(fā)展很快，功能越來越強(qiáng)，但是半導(dǎo)體分立器件仍將在不少領(lǐng)域繼續(xù)存在、發(fā)展。正如人類有了飛機(jī)，但仍然需要火車、汽車一樣。”中電科技集團(tuán)公司十三所科技委主任李松法向記者解釋道。

　　分立器件在高功率、高電壓、大電流等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)發(fā)揮其不可替代的作用，在許多新興的應(yīng)用領(lǐng)域也將扮演不可或缺的角色。杭州士蘭微電子股份有限公司分立器件事業(yè)部總經(jīng)理湯學(xué)民在接受采訪時(shí)表示：“整機(jī)市場穩(wěn)步放量，帶動了分立器件用量的不斷擴(kuò)大，

　　而隨著集成電路技術(shù)的進(jìn)步，在集成許多周邊器件的同時(shí)，也推動著新功能器件的發(fā)展。比如隨著CMOS(互補(bǔ)型金屬-氧化物-半導(dǎo)體)工藝向深亞微米發(fā)展，對ESD(靜電放電)保護(hù)器件提出了更高的要求，使得該器件用量劇增。此外，由于強(qiáng)調(diào)綠色、環(huán)保、節(jié)能的電源產(chǎn)品，許多電力電子器件獲得了長足的發(fā)展，例如高壓MOS(金屬-氧化物-半導(dǎo)體)功率晶體管在電源領(lǐng)域已獲得極為廣泛的應(yīng)用，IGBT(絕緣柵雙極晶體管)在電機(jī)變頻驅(qū)動領(lǐng)域也已大顯身手。”

　　隨著器件性能的突破，分立器件也拓展了許多新的應(yīng)用領(lǐng)域。“例如隨著高亮度藍(lán)光芯片技術(shù)性能的不斷提升和成本的降低，大型全彩LED(發(fā)光二極管)顯示屏得以大量應(yīng)用，同時(shí)，LED在戶外景觀照明、LCD(液晶顯示屏)的背光、特種照明等領(lǐng)域都已取得了長足的發(fā)展。”湯學(xué)民補(bǔ)充道。

　　天津中環(huán)半導(dǎo)體股份有限公司總經(jīng)理沈浩平也向記者表達(dá)了類似的觀點(diǎn)，他說：“由于能源和環(huán)境兩方面的壓力，近年來功率電子得到了快速的增長，尤其是在新興的工業(yè)國家，由于能源利用效率相對較低，功率電子產(chǎn)品將會有更大的發(fā)展空間。從消費(fèi)電子角度而言，幾乎所有便攜式產(chǎn)品的瓶頸都在于電池，所以電源管理也可以說是一個(gè)永恒的話題。此外，由于很多分立器件產(chǎn)品具有小批量、多品種、多標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)，因此國際大廠商難以壟斷技術(shù)。”可見，中國的半導(dǎo)體分立器件企業(yè)的確面臨著良好的發(fā)展機(jī)遇。

　　技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)緊貼市場需求

　　經(jīng)過幾十年的發(fā)展，中國分立器件生產(chǎn)企業(yè)在中低檔普通分立器件方面已經(jīng)完全掌握生產(chǎn)工藝技術(shù)，形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模，取得了有目共睹的成績;但是，在一些新興的、市場用量大的產(chǎn)品領(lǐng)域，未能實(shí)現(xiàn)突破，與國際大廠還有比較大的差距，一些性能要求(比如精度要求、可靠性要求等)比較高的產(chǎn)品也難以滿足市場的需求。此外，本土廠家的產(chǎn)品質(zhì)量尚未達(dá)到一流水平，很難被國際一流的整機(jī)廠家所采用。因此，加強(qiáng)研發(fā)力度、促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、提升產(chǎn)品檔次是中國分立器件生產(chǎn)企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

　　不過，沈浩平也指出，技術(shù)是生產(chǎn)要素之一，同時(shí)也是滿足需求的一種手段，因此我們不能脫離產(chǎn)品市場而孤立地談?wù)摷夹g(shù)，中國的半導(dǎo)體企業(yè)在重視技術(shù)研發(fā)的同時(shí)也不能忽略市場的需求。天津中環(huán)除將維持現(xiàn)有產(chǎn)品在市場競爭中的領(lǐng)先地位之外，還將利用新建的芯片生產(chǎn)線，致力于VDMOS(垂直雙擴(kuò)散MOS器件)、 IGBT等功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域的研發(fā)和生產(chǎn)。

　　湯學(xué)民則認(rèn)為，技術(shù)升級是一個(gè)循序漸進(jìn)的系統(tǒng)工程，不能指望一夜之間就趕超國際大廠，如何在現(xiàn)有技術(shù)水平基礎(chǔ)上提升產(chǎn)品質(zhì)量水平和提高產(chǎn)品一致性是中國分立器件生產(chǎn)企業(yè)的工作重點(diǎn)。士蘭微電子2003年第一條芯片生產(chǎn)線投入生產(chǎn)以后，2004年開始進(jìn)行半導(dǎo)體分立器件的研發(fā)，現(xiàn)已陸續(xù)推出開關(guān)二極管、穩(wěn)壓二極管、肖特基管、高低壓的VDMOS功率晶體管、瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)、ESD保護(hù)管和快恢復(fù)二極管等，已經(jīng)逐步發(fā)展成為國內(nèi)提供分立器件產(chǎn)品門類最多、最齊全的芯片提供商。目前，士蘭微已經(jīng)在工藝開發(fā)能力和質(zhì)量管控能力方面達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，尤其是2006年開始量產(chǎn)的高亮度藍(lán)綠光LED芯片，在2007年得到了跨越式的發(fā)展。

　　封裝技術(shù)進(jìn)步提升器件品質(zhì)

　　封裝技術(shù)也是分立器件的創(chuàng)新領(lǐng)域之一。由于芯片制造技術(shù)的不斷進(jìn)步使得管芯面積大大縮減，封裝技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)就進(jìn)一步凸顯出來。與此同時(shí)，管芯面積的縮小也對器件的散熱提出了更高的要求。

　　舉例而言，通常的SMD(表面貼裝器件)封裝引出線多為向兩側(cè)或四周探出呈“蟹爪”狀并占據(jù)了一定的空間，而QFN(四方扁平)封裝電極焊接部位全部隱含在其四方扁平QFN塑封體 的底部，沒有絲毫的突露和引出，因此，QFN塑封體的幾何尺寸同時(shí)規(guī)定了封裝樹脂和電極端部。與SMD相比，QFN所占有的組裝空間更小，可以提高單位體積器件的組裝密度，并使PCB板節(jié)約出更多的空間。針對器件散熱能力面臨的新挑戰(zhàn)，QFN高密度封裝利用公共電極正好在芯片的下面的特點(diǎn)，使散熱更加有效。

　　一般片式1*5二極管陣列其典型體積為2.9mm×2.8mm×1.1mm(5管)，而蘇州固锝電子股份有限公司研發(fā)的QFN1*5二極管陣列可將體積縮小為1.6mm×1.6mm×0.75mm(5管)，其體積是前者的21.5%，且無外引線，從而大大提高安裝精度及可靠性。該器件可用在筆記本電腦、 CPU電路、微型移動通信電路(手機(jī)等)、數(shù)字音視頻電路、通信整機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等消費(fèi)類電子領(lǐng)域的超大規(guī)模集成電路中，作為接在輸入端防靜電和瞬時(shí)電流、電壓的二極管陣列芯片，是一種無引線封裝器件。相對一般SMD片式1*5二極管陣列而言，該產(chǎn)品無論在體積還是可靠性方面都取得了巨大的進(jìn)步。